Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Externe Synchronisation, Ideen gesucht


von Dustin L. (weeky)


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Hallo,

ich habe ein etwas ungewöhnliches Anliegen:

Wir haben kleine Bewegungssensoren die folgende ICs beinhalten:

- STM32L412 Mikrocontroller
- Bosch BMX160 IMU
- W25Q256 Flash

Die Sensoren wurden in einem Projekt entwickelt um an einem Vogel nach 
einer OP Bewegungsdaten zu erfassen. Sie befinden sich daher in 
verschlossenen, spritzwassergeschützten Gehäusen und werden unterhalb 
des Gefieders angebracht.

Leider wurde bei der Entwicklung keine Möglichkeit zur externen 
Synchronisation der Sensoren vorgesehen, die ist aber notwendig um eine 
synchronisierte Auswertung der Bewegungsdaten von mehreren Sensoren 
möglich zu machen. Der OP-Termin des Patienten steht nun an, von daher 
ist ein Redesign nicht möglich.

Ich versuche nun eine Möglichkeit zu finden mit einer Bastellösung eine 
Form der externen Synchronisation zu finden nachdem die Sensoren 
angebracht wurden. Bisher probiert habe ich:

- Anschalten eines elektr. Motors in der Nähe der Sensoren und 
Synchronisation über Kreuzkorrelation des gemessenen Magnetfelds mit dem 
Magnetometer. Funktioniert leider mit meinem Mixer nur bis etwa 20cm, 
das ist zu nah für den Vogel

- EMP Impuls mit einer Schaltung aus einem Kamerablitz und einer 
selbstgewickelten Spule. Der Impuls ist da und resettet den Sensor wenn 
er zu nah ist, aber anscheinend ist der Impuls zu kurz um zuverlässig 
vom Magnetometer erkannt zu werden.

Weitere Ideen:

- Anbringung einer Art Antenne an einem der freien Pins? Ich kenne mich 
mit HF leider zu wenig aus, kann so etwas funktionieren?

- Anbringung eines Mikrofons an den freien Pins und Synchronisation über 
einen lauten Impuls. Der begrenzte Platz erlaubt aber keine 
Verstärkerschaltung und daher denke ich auch das wird vermutlich nicht 
funktionieren?

Hat jemand vielleicht noch eine andere Idee, die sich Quick & Dirty 
umsetzen lässt bevor die OP des Vogels ansteht? Falls jemand eine Idee 
mit aktiven Bauteilen hat, ich kann bis dahin noch bei Segor in Berlin 
einkaufen.

Angehängt die Beschaltung des Mikrocontrollers mit den freien Pins.

Danke und Gruß!

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Den Vogel einmal gezielt in einer bestimmten Weise drehen oder durch 
eine bestromte Spule laufen lassen, geht nicht?

von Dustin L. (weeky)


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Den Vogel drehen wird nicht funktionieren. Der Vogel ist groß (ein 
Geier), die Spule müsste also dementsprechend auch groß sein die um den 
Vogel geführt wird. Ist das praktikabel in einer so großen Spule ein 
Magnetfeld zu erzeugen was detektierbar ist? Das ganze ist in einem etwa 
10m x 10m großen Gehege draußen.

von blub (Gast)


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Kannst Du die Spule nicht dort hinpacken wo sich der Geier hinsetzt zB 
dort wo es Futter gibt? Das Erdmagnetfeld sollte man durchaus überlagern 
können. Noch besser wäre natürlich wenn die Spule paarmal umgepolt würde 
(Wechselstrom mit ca 1 Hz oder langsamer bzw mehrere Pulse 
hintereinander) dann könnte man mit einer FFT zB das Signal aus den 
Aufzeichnungen rausfiltern. Ultraschall wäre evtl möglich wenn du einen 
Piezoresonator am Vogel hast der durch Resonanz den Ton noch verstärkt. 
Also sofern der Vogel nicht durch Ultraschall gestresst würde.

von blub (Gast)


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Dustin L. schrieb:
> Magnetometer. Funktioniert leider mit meinem Mixer ..[nicht]
Naja Mixer werden ja schon so gebaut dass sie wenig möglichst wenig 
Streufeld erzeugen. Wie ist es mit Neodymmagneten?

von blub (Gast)


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Nun, wenn Du einen gut abgestimmten Schwingkreis aus Kondensator und 
Spule hast sollte sich schon was empfangen lassen. Nur wie störsicher 
wäre das dann?

von Michael D. (nospam2000)


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Wie oft musst du synchronisieren, alle paar Minuten, einmal am Tag, 
einmal pro Monat?

Ich denke nicht, dass du unbedingt eine zusätzliche Hardware benötigst. 
Die Signale der Sensoren sollten sich auch so nachträglich korrelieren 
lassen, da sie ja alle über den Vogel verbunden sind und einen 
gemeinsamen Anteil haben.

Das Erdmagnetfeld wurde bereits vorgeschlagen, die Beschleunigung ist 
eine andere Variante. Die Controller von Spielekonsolen werden z.B. 
dadurch kalibriert, dass man sie auf den Rücken legt. Wenn es 
ungewöhnliche Bewegungsmuster gibt kann man das auch ausnutzen.

Wenn der Vogel startet, landet oder sich dreht, haben alle Sensoren 
einen gemeinsamen Peek in der jeweiligen Achse.

Muss die Synchronisation in Echtzeit direkt auf den Boards erfolgen, 
oder passiert das erst bei der Auswertung im Labor? Bei einer Offline 
Analyse hast du ganz andere Möglichkeiten der Nachbearbeitung der Daten.

  Michael

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