21 februari 2024
De opkomst van betaalbare microprocessoren en handzame versnellingsmeter openen talloze mogelijkheden. Een accelerometer is in staat bewegingen in x,y-en z-as te registeren en daarbij onderscheid te maken in grote en kleine versnelling van de beweging. Gebruikmakend van een Raspberry Pico microprocessor is het mogelijk real-time berekeningen uit te voeren van de gemeten versnelling of vertraging. Ook is het mogelijk hierin patronen te onderscheiden en daarmee GPIO poorten aan te sturen.
In dit geval maak ik gebruik van een MPU-6050, welke over instelbare MEMS accelerometers beschikt. Deze kunnen een schaal van 1-2g…16g registeren. Het stroomverbruik van deze sensor is met 500µA uiterst beperkt. Daarnaast is het mogelijk om user-programmable interrupts toe te passen, waarmee de sensor nagenoeg constant in slaaptoestand kan verblijven. De MPU-6050 wordt met het I2C protocol uitgelezen. De geregistreerde data wordt door de Raspberry Pico real-time verwerkt en na berekening en validatie van thresholds wordt er een serie NeoPixels aangestuurd, welke visueel de intensiteit van beweging, versnelling en/of vertraging aangeeft.
Ik heb gekozen voor een compact ontwerpt. Door het inkorten van de accelerator-pcb past deze precies in de opening van de NeoPixel circel. Hierdoor ontstaat een klein, handzaam formaat. Door het toepassen van semi-transparant acrylaat schijnt het licht egaal door de behuizing. De Pico wordt met een USB kabel verbonden aan de laptop, waarmee in MicroPython gewenste aanpassingen in de code en het algoritme aangebracht kunnen worden.
Als Proof Of Concept is dit een handzaam ontwerp en laat op eenvoudige wijze zien hoe geregistreerde data real-time omgezet kan worden in visuele feedback. Toepassingen in valdetectie voor ouderen, maar ook visual mobility support is hiermee mogelijk. Bij bepaalde het optrekken, afremmen of crashen kan er direct actie ondernomen worden. Naast de visuele feedback via de NeoPixels is het natuurlijk ook mogelijk om via I2C, UART, BLE alerts door te geven. En wanneer er een Raspberry Pico W ingezet wordt, is het zelfs mogelijk om specifieke alerts via WiFi of Matter te communiceren.
Ik vind het leuk om dit soort elementair gebruik van sensoren tastbaar te maken. Door hierin gebruik te maken van microprocessors, servo’s, LEDs, NeoPixels, relais of opto-couplers wordt het mogelijk om concrete prototypes te maken en ideeën om te zetten in tastbare werkende producten. Dit werkt vooral goed voor demonstraties, in de fase van het definiëren van het minimum viable product (MVP) of als conversatiestarter.
