Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Einstieg in die digitale Elektronik


von Michel Klein (Gast)


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Hallo zusammen,

ich studiere Wirtschaftsinformatik an Universität Mannheim und befinde 
mich im vorletzten Semester meines Masters. Nächstes Semester werde ich 
meine Master-Thesis schreiben, welche sich mit der Fallerkennung von 
älteren Menschen beschäftigen soll. Grob zusammengefasst besteht meine 
Aufgabe darin, ein Gerät zu bauen, dass am Körper getragen werden kann, 
und einen Algorithmus zu erstellen der anhand der Messwerte erkennt ob 
eine Person gefallen ist oder nicht.

Es existieren bereits einige Prototypen die sich mit dieser Thematik 
beschäftigen, daher hab ich eine grobe Idee davon über welche Sensoren 
die benötigten Messwerte erhoben werden können. Mir fehlt aber völlig 
das Verständnis dafür, welche "Kleinigkeiten" benötigt werden um die 
einzelnen Komponenten mit einander zu verbinden etc.

Ich bin Softwareentwickler und habe im Bereich der digitalen Elektronik 
vom Tuten und Blasen keine Ahnung!!!

Ich würde gerne wissen ob ihr mir Literatur und Starter-Kits empfehlen 
könnt, mit denen ich vorab kleinere Projekte angehen kann um erste 
Erfahrungen zu sammeln (z.B. mit einem µC und einer LED). Also ich 
wollte euch bitten ob ihr mir einen Einstieg zum Einstieg schaffen 
könntet :)

von Peter F. (peter_f14)


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Michel Klein schrieb:
>Mir fehlt aber völlig das Verständnis dafür, welche "Kleinigkeiten" benötigt 
>werden um die einzelnen Komponenten mit einander zu verbinden etc.

Das ist nicht leicht rüber zu bringen. Es fehlt offensichtlich an den 
Grundlagen der Elektrotechnik.

Ich habe kurz gegooglet und etwas gefunden, dass für dich gut passen 
könnte: books.google.at/books?isbn=3955611167

Das Buch dürfte von Null an alles grundlegend erklären.

Edit: Lass fürs Erste alles was mit Mikrocontrollern (auch Arduino) zu 
tun hat weg und lese nur die Grundlagen.

von Klaro (Gast)


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Michel Klein schrieb:
> Ich bin Softwareentwickler und habe im Bereich der digitalen Elektronik
> vom Tuten und Blasen keine Ahnung!!!

Und, Oder, Nicht.
Noch nie gehört?

von Michel Klein (Gast)


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Klaro schrieb:
> Michel Klein schrieb:
>> Ich bin Softwareentwickler und habe im Bereich der digitalen Elektronik
>> vom Tuten und Blasen keine Ahnung!!!
>
> Und, Oder, Nicht.
> Noch nie gehört?

Okay logische Verknüpfungen kenne ich schon ;)

von STK500-Besitzer (Gast)


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Wäre Arduino nicht derart verschrieen, würde ich ein solches Board 
empfehlen.
Leider hat man in dem Moment aber sofort die Hasskappe einiger 
Lowlevelbastler auf sich gezogen.

von René K. (cyprius)


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Wie wäre es mit einem der MSP430-Launchpads? Sehr günstig zu bekommen 
und mit vollständigem Ökosystem. Und es ist kein Arduino.

von G. L. (glt)


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Michel Klein schrieb:

> Grob zusammengefasst besteht meine
> Aufgabe darin, ein Gerät zu bauen, dass am Körper getragen werden kann,
> und einen Algorithmus zu erstellen der anhand der Messwerte erkennt ob
> eine Person gefallen ist oder nicht.

Totmann (also Person liegt) oder den Sturz an und für sich erkennen?

von Wolfgang (Gast)


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Michel Klein schrieb:
> ..., daher hab ich eine grobe Idee davon über welche Sensoren
> die benötigten Messwerte erhoben werden können. Mir fehlt aber völlig
> das Verständnis dafür, welche "Kleinigkeiten" benötigt werden um die
> einzelnen Komponenten mit einander zu verbinden etc.

Die Art, wie die Sensoren verbunden werden müssen, hängt sehr von den 
Sensoren ab. Eine EEG-Elektrode wirst du mit ganz anderen 
"Kleinigkeiten" verbinden müssen, als einen Beschleunigungssensor mit 
integrierter Signalaufbereitung und digitaler Schnittstelle.

Ein paar Grundlagen wirst du in jedem Fall brauchen, aber für 
zielgerichtete Tips wäre es gut, wenn du genauer beschreibst, wie weit 
deine Vorstellungen zur Messtechnik schon fortgeschritten sind und was 
du ggf. einsetzen möchtest.

von Michel Klein (Gast)


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Vielen Dank für die zahlreichen Antwort :)

Wolfgang schrieb:
> Michel Klein schrieb:
>> ..., daher hab ich eine grobe Idee davon über welche Sensoren
>> die benötigten Messwerte erhoben werden können. Mir fehlt aber völlig
>> das Verständnis dafür, welche "Kleinigkeiten" benötigt werden um die
>> einzelnen Komponenten mit einander zu verbinden etc.
>
> Die Art, wie die Sensoren verbunden werden müssen, hängt sehr von den
> Sensoren ab. Eine EEG-Elektrode wirst du mit ganz anderen
> "Kleinigkeiten" verbinden müssen, als einen Beschleunigungssensor mit
> integrierter Signalaufbereitung und digitaler Schnittstelle.
>
> Ein paar Grundlagen wirst du in jedem Fall brauchen, aber für
> zielgerichtete Tips wäre es gut, wenn du genauer beschreibst, wie weit
> deine Vorstellungen zur Messtechnik schon fortgeschritten sind und was
> du ggf. einsetzen möchtest.

in den 17 Prototypen wurde fast immer ein Tri-Axis-Accelerometer 
verwendet. Den werde ich aufjedenfall auch nutzen. Manche System 
kombinierten den Accelerometer mit einem Gyroscope. Da bin ich mir noch 
nicht sicher ob ich den verwenden werde. Ich brauche aufjedenfall eine 
mobile Stromquelle. Da habe ich an einen Li-Ion Akku gedacht. Außerdem 
werde ich einen einen Mikroprozessor brauchen um die Daten zu Analysen 
die von den Sensoren gelesen werden und aufgrund dieser Daten werde ich 
dann entscheiden ob es sich um einen Stutz handelt oder nicht. Im Falle 
eines Sturzes werde ich diesen Melden, daher wird außerdem noch ein 
Kommunikationsadapter benötigt (eventuell Bluetooth).

Also fassen wir zusammen:
- Accelerometer
- Microprozessor
- Li-Ion Akku
- Kommunikationsadapter (vielleicht Bluetooth)
- (Gyroscope)

Hinzu kommt dass das ganze so kompakt wie möglich verbaut werden sollte, 
damit man das Gerät bequem an der Hüfte tragen kann.

von Michel Klein (Gast)


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G. L. schrieb:
> Michel Klein schrieb:
>
>> Grob zusammengefasst besteht meine
>> Aufgabe darin, ein Gerät zu bauen, dass am Körper getragen werden kann,
>> und einen Algorithmus zu erstellen der anhand der Messwerte erkennt ob
>> eine Person gefallen ist oder nicht.
>
> Totmann (also Person liegt) oder den Sturz an und für sich erkennen?

Genau das ein Teil der Komplexität. In manchen Fällen der Körper eine 
horizontale Position ein (also Person liegt) nach einem Sturz. Manchmal 
stürzt man aber auch bei hinauflaufen einer Truppe. Dann ist es keine 
horizontale Position. Im Grunde sollten alle Arten von Stürzen erkannt 
werden können

von chris (Gast)


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sowas gibts im Handel unter dem Namen "Smartphone" so billig zu kaufen, 
dass sich selbermachen nicht lohnt.

lg
Chris

von Stefan F. (Gast)


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Ja, ich würde auch zum Smartphone raten.

von Michel Klein (Gast)


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STK500-Besitzer schrieb:
> Wäre Arduino nicht derart verschrieen, würde ich ein solches Board
> empfehlen.
> Leider hat man in dem Moment aber sofort die Hasskappe einiger
> Lowlevelbastler auf sich gezogen.

Was ist denn das Problem mit Arduino?

von Michel Klein (Gast)


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Ich weiß das ein Smartphone alle Komponenten enthält die man für die 
Aufgabe bräuchte. Das ist aber nicht meine Aufgabe. Ein eigenes Gerät zu 
entwickeln nimmt einen großen Teil meiner Arbeit ein und daher für mein 
Ergebnis sehr wichtig.

von Stefan S. (chiefeinherjar)


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Mir kommt da ein weiterer Punkt in den Sinn: Ich erinnere mich gut an 
meine beiden Opas, besonders einer von beiden war am Ende alles andere 
als "gut zu Fuß" und hat sich eben immer, wenn er sich in ein Sessel 
gesetzt hat, quasi "fallen lassen". -  Auch diesen Fall (welch Wortwitz! 
oh Gott, bin ich witzig...) gilt es zu berücksichtigen. Stelle ich mir 
durchaus schwer vor, das von einem Sturz beispielsweise auf der Treppe 
oder aus dem Bett zu erkennen.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Michel Klein schrieb:
> Was ist denn das Problem mit Arduino?

Such mal nach "Arduino" hier im Forum! ;)

von Wolfgang (Gast)


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Michel Klein schrieb:
> in den 17 Prototypen wurde fast immer ein Tri-Axis-Accelerometer
> verwendet. ... Manche System kombinierten den Accelerometer mit
> einem Gyroscope.
Wenn du ein MEMS wie den MPU6050 o.ä. verwendest, hast du beides in 
einem Chip - schon mit einem seriellen, digitalen Interface.

von Michel Klein (Gast)


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Stefan Schmidt schrieb:
> Mir kommt da ein weiterer Punkt in den Sinn: Ich erinnere mich gut
> an
> meine beiden Opas, besonders einer von beiden war am Ende alles andere
> als "gut zu Fuß" und hat sich eben immer, wenn er sich in ein Sessel
> gesetzt hat, quasi "fallen lassen". -  Auch diesen Fall (welch Wortwitz!
> oh Gott, bin ich witzig...) gilt es zu berücksichtigen. Stelle ich mir
> durchaus schwer vor, das von einem Sturz beispielsweise auf der Treppe
> oder aus dem Bett zu erkennen.

Ja das ist ein großes Problem. Besonders weil die Tests immer von jungen 
Leuten ausgeführt werden. Die Prototypen weisen immer sehr gute 
Ergebnisse in den Testläufen auf, sobald ein Prototyp mal von älteren 
Leuten getragen werden, kommt es oft zu Falschmeldungen.
Mein Vorteil ist dabei, dass ich auf die Messwerte und Daten der 
bestehenden Systeme mehr oder weniger zugreifen kann. Vielleicht bekomme 
ich es verbessert ;)

von Michel Klein (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Michel Klein schrieb:
>> in den 17 Prototypen wurde fast immer ein Tri-Axis-Accelerometer
>> verwendet. ... Manche System kombinierten den Accelerometer mit
>> einem Gyroscope.
> Wenn du ein MEMS wie den MPU6050 o.ä. verwendest, hast du beides in
> einem Chip - schon mit einem seriellen, digitalen Interface.

Hört sich gut an, vielen Dank. Kommt mit auf die Liste. Ich kann das im 
moment leider nur gar nicht bewerten. Hoffentlich nach dem ich tiefer im 
Thema drin bin.

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