加速度計は、真上または真下に移動していることを知っていますか？

オブジェクトが上下に移動する回数をカウントするために、オブジェクトの上にのみ配置できるセンサーが必要です。

オブジェクトの上に加速度計を配置することでこれを達成できますか、それとも上下の移動の遷移を追跡できますか？

そうでない場合、どのタイプのセンサーがこれを達成しますか？

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理想的には、以下に概説するボックスの上にセンサーを設置し、それが上下する回数をカウントできるようにしたいと考えています。それはそれがねじれるのを防ぐ複数のガイドレールを持っています。計算を行うマイクロコントローラーとしてArduinoを使用する予定です。上下の動きを感知できるセンサーが必要です。すべての提案を歓迎します。ありがとう。

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|   box    | 
| moves up |
| and down |
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加速度計とarduinoは、ボックスが上下に動く回数を数える優れた方法だと思います。コンパクトで信頼性が高く、非接触で動きを検出する方法です。

呼吸時、横になった時、胸の上下動のように穏やかな動きで動作し、それ以上の速度で動作します。

ヒステリシスを備えた単純なしきい値検出器を使用すると、加速度が+ xを超えたときに1つを数え、しきい値が-xを超えるまで-xに設定してから、しきい値を+ xに設定します。

加速度がより穏やかな場合、またはカウントしたくないバックグラウンドの振動がある場合（実際には上下に動いている場合でも）、信号がノイズで失われる可能性があります。
次に、arduinoに単純なデジタルフィルターを実装する必要があります。これは、特定の速度での動きを実際に「検索」します。これは、最後の100個の加速度サンプル（100 Hzで）を合計してしきい値検出器で平均をとるだけの単純なものにすることも、より複雑なフィルターを設計することもできます。

何かに加速度計を使うつもりなら、まずスマートフォンで試してみてください。

アプリストアで、センサーをファイルに記録する加速度計モニターアプリを探し、いくつかの実験を行います。CSVファイルを作成すれば、Excelで開いてグラフ等をプロットできます。

お使いの携帯電話の加速度計は非常に基本的で騒々しいですが、他の100ドル未満の加速度計の優れた代替品であり、1000ドルの加速度計が何をすることができるかについておおまかな考えを与えるかもしれません。

ここだ例私は携帯電話のセンサーでやったの。

幸運を！うまくいく場合は、ここに結果を投稿してください（独自の質問に答えてください）。

一般的には違います。ボールをまっすぐ上に投げる（そして、風の抵抗を無視する）ことを想像してください。いったん移動すると、重力のみが一定の加速度を生み出します。ボールが最高の高さに達して下降を始めたとき、加速度だけから知る方法はありません。加速度は、ボールが地面にぶつかるまでパス全体で同じです。

オブジェクトが静止状態で開始していることがわかっていて、その加速度を測定している場合は、時間の経過に伴う加速度を積分することにより、その速度を把握できます。減速すると負の加速度が表示され、停止すると積分がゼロになります。次に、それが再び動き始めるとき、あなたは加速の変化を見るでしょう、そしてあなたはもう一度最初から統合を始めることができます。ただし、これは測定と計算の精度に強く依存します。どちらかが少しずれていると、実際に何が起こっているのかわからなくなるまで、エラーは徐々に増加します。

まず、私たちが地球上で経験しているような重力場で加速度計がどのように動作するかを理解することが重要です。加速度計は、速度の変化だけを測定しないという意味で、加速度を測定しません。速度と重力の変化を測定します。つまり、輪郭を描くことを計画している場合は、重力の測定値を取り出す必要があります。

また、重力は上向きの加速度として測定されます。これは多少直観に反しますが、加速度計が次のようなものとして構築されていると想像すると意味があります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

回路図エディタを悪用して、完全に減衰された2つのスプリングによってチューブに吊り下げられたボールベアリングを表示しました。加速度計が、ボールベアリングが現在静止位置からどれだけ離れているかを伝えることによって測定を行うことを想像してください。このデバイスを最後に回すと想像してください。重力の下でボールベアリングがどのように垂れ下がるのか、そしてこれがどのように加速と区別できないのかがわかります。相対性理論はこのトピックについて何か言いたいことがあると思いますが、とにかく。

したがって、垂直加速度計があり、重力の影響を取り除き、デバイスの動きが加速度計のノイズフロアよりも十分に大きく、さらに、動きがアルゴリズムを混乱させないように十分に滑らかである場合は、可能です。問題になるだろう、自由落下について言及している上記の回答がありますが、私はあなたの説明から、あなたのデバイスがいつまでも自由落下しないと仮定しています。これは推測ですが。

本当に加速度計を使用したい場合、このような問題に対する最善のアプローチは、加速度計の出力を何らかの方法で記録し（私はSPI経由で出力し、USBロジックアナライザーを使用して記録することをお勧めします）、正確に記録します（またはビデオでも、あなたが本当に熱心なら）。次に、Arduinoが本当に自分の考えていることを実行しているかどうかを常に疑問視するオーバーヘッドなしで、アルゴリズムをオフラインで試すことができます。

他の人が述べたように、他のタイプのセンサーがより適切かもしれません。あなたがコメントしようとしていることをしようとしている理由について、もっと詳しく知りたいと思います。

固定ガイド上でオブジェクトが上下に動く場合、その動きを数える最も簡単な方法は、オブジェクトが静止しているときに閉じ、静止位置から離れているときに開くリミットスイッチを使用することだと思います。

注意してください、加速の逆転は箱が逆転したことを意味しません。ボックスが起動します。上向きの加速が見られます。現在は一定のペースで上昇しています。加速は見られません。それは半分の速度に減速します-下向きの加速が見られます。それは半分の速度で続きます-あなたは加速を見ません。加速します-上向きの加速が見られます。止まると下向きの加速が見えます。

あなたは上、下、上、下を見ましたが、箱は本当に上にしか動いていません。時間をかけて統合し、加速度計に十分な精度を持たせて、実際にどのように進んでいるかを把握する必要があります。累積エラーに注意してください。この問題が非常に困難になる可能性があります。

ボックスがどこにあるかを測定するためにレーザー距離計を使用して調査しましたか？

加速度計は加速度を測定しています。動きが加速度で実行される場合、加速度計がこの軸で十分に敏感であることを前提として、動きが検出されます。加速度の方向は、読み取った値の符号で示されます。縦軸の加速度を測定する場合、測定は重力加速度定数によってバイアスされることに注意してくださいg。

物理的な接触（通常のリミットスイッチやマイクロスイッチなど）が必要ない場合は、磁石を取り付けて、リードスイッチまたはホール効果スイッチを使用できます。または、わずかに突き出て不透明で、光検出器（小さなスロットが含まれている種類）を通過するものを取り付けます。

加速度計は複雑で、上記のどれよりも高価です。そのため、ピートベッカー（そして現在はデイブブラントン）が雄弁に説明しているため、機能しない可能性があります。

ここには多くの素晴らしい情報がありますが、線形ポテンショメータを提案する人は誰も見ていません...

電圧を印加して、GPIOがHIを読み取る回数を数えるだけです。一番安いリニアポット？古いラジオの音量スライダー、R / Cおもちゃのコントローラーのトリム調整など

次のレールの場合、超音波距離計の使用についてはどうですか？arduinoは、加速度を決定するための計算を行うことができます。これは、動くものにワイヤーを接続するよりもはるかに単純な実装です。トラックがまっすぐである場合、これは確かに最もよく働きます。こちらです。https://www.sparkfun.com/products/639

2つの薄い金属板を使用してコンデンサを形成することをお勧めします。1つのプレートはボックスの上部に配置され、もう1つのプレートはボックスからある程度の高さに固定されます。ボックスが上下に移動すると、プレートの間隔（d）が変化するため、静電容量（C）が変化します（C = kA / d）。この変化は、適切な方法で電圧、周波数などの変化に「変換」され、次にarduinoのインターフェースに適した形式に変換されます（増幅が必要な場合があります）。