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Thema: Neigungssensor

  1. #1
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    Neigungssensor

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    Hallo Zusammen!

    Ich möchte einen Fahrradcomputer bauen, der mir die Steigung bzw. das Gefälle in % über einen Mycrokontroller angiebt. Als Neigungsmesser dachte ich nun an den ADXL 103 (da ich nur die Neigung des Fahrrades in einer Achse messen will) von der Firma Analog Devices. Hat jemand schon Erfahrungen mit diesem Sensor gemacht oder sogar mit einer ähnlichen Anwendung? Ist der ADXL 103 für diesen Zweck geeignet? Um wieviel Grad kann der Sensor messen, wenn es sich dabei um einen +- 1,7 g Sensor handelt?

    Für Antworten schon im Vorraus ein Dankeschön
    Mit freundlichen Grüßen

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Um wieviel Grad kann der Sensor messen, wenn es sich dabei um einen +- 1,7 g Sensor handelt?
    Wenn du einen Beschleunigungssensor als Neigungssensor verwendest, misst du damit die Erdbeschleunigung. D.h. eindeutig messen kannst du mit dem Sensor den Winkelbereich von -90 bis +90 Grad, wenn du den Messwertverlauf berücksichtigt auch die vollen 360Grad.

    Vom Messbereich her sollte das sogar reichen, wenn du zwischendurch mal ne Wand rauf und runter.
    Schluss ist bei dem ADXL 103 laut Datenblatt bei Beschleunigungen von 1,7g.
    Wenn du die mit dem Fahrrad übersteigst, kannst du aber davon ausgehen, dass dich die Steigung in dem Moment nicht interessieren wird, da du gerade im Begriff bist den Sattel zu verlassen um irgendwo aufzuschlagen.

    Interessanter für deinen Zweck sind Auflösung und Genauigkeit des Sensors.

    Ausser der Erdbeschleunigung misst der ADXL allerdings auch noch deine Beschleunigung.
    Laut Wikipedia treten beim Freizeit-Fahrradfahrern Beschleunigungen bis zu 1m/s^2 und bei Sportprofis sogar bis zu 2m/s^2 auf:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Beschle...schleunigungen

    1g entspricht 90Grad. 2m/s^2 entspricht 0,2g.

    D.h. wenn du mit dem ADXL 0,2V misst, liegt die Wahrheit irgendwo zwischen einem tierisch sportlichen Antritt auf gerader Strecke und nem Päuschen an einer 18Grad Steigung
    Letzteres kannst du minimieren, wenn du zusätzlich einen Tacho hast und nur bei konstanter Geschwindigkeit misst.
    Die spannenden Abfahrten musst du dann allerdings zweimal fahren, einmal mit konstanter Geschwindigkeit um die Steigung zu messen und dann nochmal um zu messen welche Höchstgeschwindigkeit du dabei erreichst. Blöd dabei ist, dass man für die 2. Messung erst mühselig wieder hoch fahren muss

    Hat jemand schon Erfahrungen mit diesem Sensor gemacht oder sogar mit einer ähnlichen Anwendung? Ist der ADXL 103 für diesen Zweck geeignet?
    Ich glaube schon, dass der Sensor sich eignet. Du musst damit allerdings analoge Messwerte im mV Bereich auswerten. D.h. du musst den analogen Teil deiner Schaltung ziemlich sauber aufbauen und mit ein paar Grad Messfehler rechnen.

    http://www.analog.com/en/prod/0,2877,ADXL103,00.html

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Idee mit dem Tacho ist wirklich gut. Man kännte dann sogar die durch den Tcho gemessene Beschleunigung korrigieren und damit auch noch bei moderater Beschleunigung eine einigermaßen richtige Steigung anzeigen. Dazu bräuchte man aber ein Tachosignal mit relativ vielen Pulsen pro Radumdrehung. Ein Problem könnten die Stöße bei unebener Straße geben.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Dazu bräuchte man aber ein Tachosignal mit relativ vielen Pulsen pro Radumdrehung.
    Wenn man dsowieso schon die Beschleunigung durch differenzieren der Tachoimpulse misst, könnte man natürlich am Berg auch einfach das Trampeln einstellen und Gefälle, bzw. Steigung einfach ohne Neigungssensor aus der Beschleunigung errechnen

    Dazu bräuchte man aber ein Tachosignal mit relativ vielen Pulsen pro Radumdrehung.
    Wir haben uns früher als Kinder mit ner Wäscheklammer ein Stück Pappe in die Speichen geklemmt, weil das so schön klapperte.
    Mit ner billigen Mikrofonkapsel gäbe das prima Tachoimpulse.

    OK, da wo mich jemand kennt würde ich heute nicht mehr so gerne mit der rappelnden Pappe in den Speichen rumfahren wollen, aber wenn man das Gefälle vor der Haustür wissen will, kann man ja auch beim Strassenbauamt nachfragen

  5. #5
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    ich habe sowas auch mal vorgehabt. Bevor Du nun Beschleunigung und Neigung auseinanderdividierst: Warum nicht ein Poti, an dessen Achse ein Gewicht hängt? Das sauber genug (oft genug) gesampelt sollte doch auch genug Auskunft über Neigung geben.
    Tacho macht man mit Hallsensor oder Reedkontakt und Magnet.

    HTH Carsten

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Warum nicht ein Poti, an dessen Achse ein Gewicht hängt?
    Warum einfach, wenn es kompliziert geht

    Noch einfacher wärs eigentlich ein Stück Bindfaden mit nem Gewicht und ein altes Geodreieck an den Lenker zu frickeln.
    Das ergibt dann neben Neigungssensor auch gleich ein prima analoges Anzeigegerät für den Neigungswinkel

    Ok,ok, der Vorschlag mit dem Poti ist schon irgendwie professioneller.

    Aber Fadenpendel mit Geodreieck passen dafür besser zur Pappe in den Speichen

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Tido
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    Hi!
    Zitat Zitat von schnasemann
    Warum nicht ein Poti, an dessen Achse ein Gewicht hängt? Das sauber genug (oft genug) gesampelt sollte doch auch genug Auskunft über Neigung geben.

    HTH Carsten
    Weil er mit dem Pendel auch die Beschleunigung mißt
    MfG
    Tido

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    Have you tried turning it off and on again???
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  8. #8
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Weil er mit dem Pendel auch die Beschleunigung mißt
    Ich glaube was bei allen bisher genannten Lösungen ein bischen stört, ist dass ein Fahrrad besonders wenn man beim Bescheunigen feste in die Pedale tritt nicht besonders ruhig auf der Strasse liegt.
    D.h. die Beschleunigung geht nicht nur als Störgrösse ein, sondern bringt auch noch weitere Störeffekte mit.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Beschleunigung durch die Pedale ist zeitlich nicht konstant (merkt man besonders bei Glatteis). Die Tachomessung und der Beschleunigungssensor müssen also schon syncron gemessen werden. Wesentlich mehr Probleme sollten die Pedale aber eigentlich nicht machen.

  10. #10
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Vielen Dank für die schnellen Antworten.

    Da ich das Messergebnis auf einen Mycrokontroller geben möchte wird dieses in einem Analog- Digitalwandler gewandelt. Da dieser einen Eingangsspannungsbereich von 0- 5V hat müsste ich die relativ kleinen Messergebnisse verstärken. Könnte ich dieses mit einer einfachen Verstärkerschaltung realisieren (Neigungssensorausgang auf die Basis von einem Transistor legen, an Kollektor Emitter 5 V anlegen)? Würde das funktionieren oder gibt es eine bessere Möglichkeit, da sich die Spannungen am Ausgang des Neigungssensors nur im mV Bereich bewegen.

    Mfg

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