FSR's im Turnschuh

Heute haben wir uns weiter mit FSR Sensoren beschäftigt. Es wurden 2 kleine Sensoren an den beiden Ballen platziert und ein etwas größerer an der Ferse, die Sensoren wurden mit Klebeband beferstigt.

Einlegesohle mit festgeklebten Sensoren

Zur Messung wurde wieder ein Spannungsteiler und ein Oszilloskop im Roll-Modus verwendet. Um alle drei Sensoren gleichzeitig auswerten zu können wurden zwei Oszilloskope gleichzeitig verwendet. Hier die Messschaltung:

Hier noch einige Fotos zum Messaufbau und zu den Ergebnissen.

Die Sensoren im Schuh eingebaut mit einer Anschlussplatine vorne.

Links sind die zwei Sensoren an den Ballen, rechts der an der Ferse zu sehen.

Bei den Messungen haben wir festgestellt, dass der Sensor an der Ferse durch seine Größe zu viel Druck abbekommt und dadurch auch im Ruhezustand fast vollständig ausschlägt. Es ist geplant diesen Sensor an der Ferse durch 3 kleine wie an den Ballen zu ersetzen.

Sensoren zur Auswertung der Fußbewegung

FLORA 9-DOF (Breakout-Ausführung des Sensorchips)

Auszug aus dem Datenblatt des LSM9DS0

Im Laufe des heutigen Tages entschieden wir uns dazu, dass es an der Zeit wäre, geeignete Sensoren für unsere Schuhe zu finden und zu bestellen. Wir hatten uns bereits im Vorhinein eingehend mit für unsere Anwendung geeignete Sensoren beschäftigt und besaßen dadurch Kenntnis über die Arten von Sensoren die wir benötigen würden. Ein Accelerometer, um die Beschleunigung zu messen, ein Gyroskop um die Ausrichtung des Fußes zu erfassen und optional ein Magnetometer, um zu erkennen in welche der 4 Himmelsrichtungen der Läufer sich gerade bewegt. Mit Hilfe dieser Suchkriterien stießen wir auf einen Sensorchip namens LSM9DS0, der alle 3 Sensoren vereint und somit perfekt für unsere Anwendung geeignet ist. Wir bestellten diesen als Breakout-Ausführung, also bereits auf einem Board aufgebaut bei Adafruit.com.

Schichtenmodell der Datenverarbeitung und Hardware Platzierung

Schema der Datenverarbeitung und der Hardware Platzierung

Letzte Woche machten wir uns erste (bzw. zweite) Gedanken über die Platzierung der Sensorik, der Speichereinheiten und der Stromversorgung in Form eines Akku-Packs. Weiteres überlegten wir uns ein Übertragungs- bzw Sende- und Verarbeitungsschema. Nach längerer Grübelei, zogen wir in Betracht, die Daten der Sensoren direkt an einen zentralen µC über eine SPI-Verbindung zu schicken, kamen

aber zu dem Schluss, dass eine produktivere Realisierung
für uns, aus der Verwendung eines kleineren Mikrocontrollers (liebevoll LµC für little µC) als Zwischenspeicher und Sammelstelle hervor geht. An diesem sollen die Rohdaten der Sensoren bis zu einer gewissen Größe gesammelt und danach in Päckchen über SPI an einen leistungsfähigeren Mikrocontroller (BµC für Big µC) gesendet werden. Dieser verarbeitet und verwertet die Daten und sendet diese an ein Endgerät (Smartphone), wo abschließende Berechnungen und die Visualisierung erfolgen.

Geordnet, kam aus diesen Gedanken, das rechts oben zu findende Bild hervor.

Wahl der Entwicklungsumgebung für die App

Für die Entwicklung der App standen 3 Entwicklungsumgebungen (Eclipse, Netbeans, Android Studio) zur Auswahl. Ich informierte mich ausführlich über die Vor- und Nachteile der einzelnen Umgebungen und entschied mich für Android Studio. Eclipse wurde zwar oft als das mächtigste der drei Programme bezeichnet, Android Studio überzeugte aber mit dem integrierten XML-Designer und dem simplen, auf Android abgestimmten, Aufbau.

Derzeit arbeite ich mich durch diverse Tutorials um den Umgang mit Android Studio und die Grundlagen der Android-Programmierung zu erlernen.

https://www.youtube.com/watch?v=SUOWNXGRc6g&list=PL023BC9408BAFEC0C

http://www.i-programmer.info/programming/android/5887-android-adventures-getting-started-with-android-studio.html?start=1

Erste Versuche mit FSR Drucksensoren

Heute und auch schon letzten Freitag haben wir uns mit FSR (Force Sensing Resistors) Drucksensoren beschäftigt und erste Versuche damit getätigt. Ein FSR verändert seinen Widerstand je nach aufgebrachtem Druck (je mehr Druck desto weniger Widerstand). Grundsätzlich hat dies ganz gut funktioniert, wir hatten allerdings das Problem, dass die Drucksensoren mit zu viel Gewicht belastet werden und somit bei voller Belastung keine Messung des Drucks mehr möglich war. Als Messaufbau verwendeten wir einen simplen Spannungsteiler und ein Oszilloskop im Roll Modus.
Anbei noch einige Bilder zum Ergebnis und dem Messaufbau.