Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : neigungssensoridee
hallo zusammen
bin neu hier in dem Forum erstmal tolle seite weiterso
nun zu meiner idee
und zwar möchte ich ein simples modellflugzeug autonom fliegen lassen
aber soweit bin ich noch lange nicht
die erste idee die ich habe ist ein neigungssensor , ich weiß das einen chip dafür gibt adxl oder so änlich jedoch ist das eher ein beschleunigungssensor
meine idee ist am besten mit einem bild zu erklären
für tips idee fragen kritik bin ich gern zu haben
Hi urban!
Das war vor 1nem Jahr auch meine Idee.
Allerdings ist die Kugel zu träge und die Lichtschranken haben nicht immer gut funktioniert!
Es ist alles etwas schlecht zu verwirklichen, wegen Reibung, den Rundungen der LED's und Transistoren und so!
Ich habe mich dann damals für den ADXL202JE entschieden, weil er unkomplizierter und kleiner ist!
Ich würde Dir auch den ADXL202JE empfehlen, den gibts bei ebay! :o)
Ich bin sehr dafür, alte Probleme mit neuen Ideen anzugehen. Ich fürchte allerdings hier mußt Du Dir ein neues altes Problem suchen, die Idee ist nicht neu, aber der Ansatz ehrt Dich.
Gib nicht auf, ich schätze den Mut und die Initiative.
Sich in ein neues Gebiet einzuarbeiten schenkt einem mit der Zeit auch die Erfahrung, was neu sein könnte und es läßt einen die Scheu überwinden, auch daneben zu liegen (ich spreche aus Erfahrung, Kunststück mit 51).
Von einem anderen Standpunkt aus gesehen, oder unter anderen Randbedingungnen kann die Bewertung ganz anders aussehen.
Mnafred
Eine einfache Lösung wäre auch die Verwendung mehrere Quecksilberschalter (also Glasröhrchen mit Leitflüssigkeit und 2 Kontakten). Diese müsste man dann in unterschiedlicher Schräglage befestigen. Die Genauigkeit hängt dann nur von der Anzahl der Schalter ab.
voidpointer
14.09.2004, 08:56
Hallo urban,
Kugeln, Quecksilberschalter oder Beschleunigungssensoren sind ein guter Ansatz, wenn es darum geht, die Neigung eines Systems/Fahrzeugs festzustellen. Im menschlichen Gleichgewichtsorgan gibt es afaik auch ein kleines Kügelchen, das am "Boden" rollt. Ich würde aber prinzipiell von Kugeln oder Quecksilberschaltern abraten und die ADXL verwenden.
Nun zu dem Problem: Du kannst drei Beschleunigungssensoren in alle drei Raumachsen ausrichten und bekommst damit einen Kraftvektor aufgrund der Gravitation, der Dir immer sagt, welche Neigung das System hat - wenn es unbewegt ist. Ein Flugzeug ist aber immer irgendwelchen Beschleunigungen unterworfen, welche die Messung verfälschen. Fliegst Du gerade aus, hast Du 1g auf der z-Achse und jeweils 0g auf x und y. Fliegst Du in eine Kurve, nimmt man an, dass weniger Kraft auf die z-Achse wirkt, aber entsprechend mehr auf die x-Achse (Achse entlang der Tragflächen). Tatsächlich wirkt aber auch noch die Zentrifugalkraft, so dass es vielleicht sogar 1.2 g auf z und 0.2 g auf x sind.
Das Problem ist leider so einfach nicht zu lösen. Man benötigt zusätzlich weitere Sensoren, z.B. Gyros oder Magnetometer und weiterhin einen mathematischen Algorithmus (Kalman-Filter), der das relative starke Signalrauschen der Sensoren herausrechnet und für längere Zeit eine stabile Referenzlage liefert. Die Leute von http://autopilot.sourceforge.net/ bzw. Rotomotion beschäftigen sich z.B. damit. Habe mir vor kurzem die 6-DOF-IMU von denen besorgt (http://rotomotion.com/prd_REV2.4.6DOFK.html), bin aber noch nicht soweit, das ganze mal im Flieger getestet zu haben. Wenn ich vorzeigbare Ergebnisse habe, poste ich sie hier mal.
Aber vermutlich wolltest Du es gar nicht so kompliziert, oder? ;-)
Gruß, Achim.
danke erstmal für die antworten
kompliziert hin oder her ich bin für jede lösung dankbar
hätte noch ne frage , wenn man den ganzen sensor in öl oder vergleichbarem legen würde wäre das auch so eine art filter, oder ?
und eventl kann man ja durch einen algo. die genauigkeit etwas erhöhen
ich möchte ja keinen sensor der sagt das ein winkel von z.b 3,232421° anliegt , sondern in 5° - Schritten würde das fürn anfang schon tun
Was dem am nächsten ist, ist eine Libelle (Wasserwaage) die ist schon gleich mit Öl gefüllt und sie kann auch weniger präzise als üblich gemacht werden.
Wenn man alles mit elektronischer Abfrage baut wird man Schwierigkeiten haben im Preis und in den Leistungsdaten an einen Beschleinigungssensor heranzureichen. Als Übungsstück vielleicht.
Manfred
mit dem skizzierten Prinzip kann man auf der Erde stehend sicherlich Neigungen (binär) messen. Aber bei bewegten Körpern wirken Trägheitskräfte, nicht nur die Gravitation. In einer Kurve rollt also das Kügelchen nach außen, auch wenn die Röhre ihre Lage zum Horizont nicht verändert hat.
RG
Hallo Leute,
habe auf meinem Robot einen Neigungssensor, der aus einer kleinen Metallkugel in einem Kunststoffgehäuse besteht. Sie liegt in einer kleinen Mulde und ist von 5 Metallstäben seitlich umgeben, die sie in Mittenlage nicht berührt, oben befinden sich noch 2 Stäbe.
Damit kann man 5 Neigungsrichtungen detektieren (hinten R/Mitte/L, vorn R/L) und die Lage "umgekippt" (auf dem Kopf).
An den Stäben liegt eine Widerstandskombination, so dass ich über einen A/D-Wandler die 6 Stellungen auslesen kann.
Einfache Konstruktion, funktioniert aber recht gut. (Idee für den kleinen Geldbeutel!)
Gruß Dirk
Gut, ich funk hier einfach mal dazwischen: Kennt jemand Neigungssensoren, die auch wirklich Neigungssensoren sind? Also anschließen und auslesen?
voidpointer
15.09.2004, 08:37
Mit den ADXL202E kann man eine Auflösung von 8 - 10 bit erreichen. Das dürfte die Anforderung von 5°-Schritten abdecken. Sie beinhalten 2 Sensoren, die rechtwinklig angeordnet sind. Man kann also mit einem Sensor zwei Achsen messen und damit auch die Neigung. Der Sensor liefert ein PWM-Signal, das wohl relativ einfach ausgewertet werden kann. Manche wandeln es in ein analoges Signal und schieben es in den ADC.
Filtern sollte man trotzdem, sowohl mechanisch (federnd lagern), als auch elektronisch (Tiefpassfilter).
Auch auf die Gefahr hin, dass ich nerve: neulich in einer Mailinglist hat es einer ganz treffend formuliert - jährlich gibt es einige tötliche Flugunfälle von Sportpiloten, die sich während des Blindflugs auf ihr Schwerkraftgefühl verlassen und annehmen, der Flieger liegt waagerecht, obwohl er sich im Kurvenflug befindet. Ohne zusätzliches Bezugssystem (z.B. Horizont) lassen sich Menschen und Beschleunigungssensoren gleichermassen austricksen...
Wenn Du mit dem Sensor soweit bist, poste doch bitte mal einen Erfahrungsbericht. Interessiert mich sehr.
@Trabukh: kenne ausserdem eigentlich nur die Neigungsschalter mit Quecksilber. Das ist aber Technik von vorgestern...
ok ich werd mir mal den adxl202e ansehen ( hat jemand den link )
sobald ich ihn getestet habe geb ich bescheid
werd das ding an einen PIC hängen und mal im trockenen ausprobieren
Hi urban
Es gibt optoelektronische "Autopiloten", die einfach die Sonne als Referenzpunkt verwenden.
Der OPTISCHER AUTOPILOT < HAL 2100 > funktioniert so.
http://www.modellflug-freakshow.at/Tips/autopilot.htm
bringt einen kurzen Überblick (mit Bestellnummern).
Gruss
Thomas
Hi Pan!
Der Sensor dürfte allerdings für die meisten Roboter unnütz sein, denn die fahren meistens in geschlossenen Räumen! ;o)
Und was passiert, wenn die Sonne von Wolken verdeckt wird? ;o)
DrZoidberg
19.09.2004, 13:40
Es geht natürlich noch einfacher und trotzdem sehr genau. Man nimmt einfach ein Poti, an dessen Achse man eine Stange mit Gewicht dran hängt. Für Flugzeuge brächte man dann allerdings 2 von denen pro Achse, weil die Potis nicht ganz rum kommen.
Das wäre dann aber ein reiner Lagesensor, man kann also nicht die Beschleunigung messen.
Die ADXL-Bausteinchen scheinen wohl ziemlich beliebt zu sein. (Wie lange gibt es die eigentlich schon?) Ich habe vor kurzem auch welche bekommen. Die sind schwer zu löten für Hobbybastler mit 10Euro Lötkolben.=) Aber ich habe es geschafft und bin mit dem Analog-Signal zufrieden. Nur weiss ich nicht genau wie man das im Controller einfängt. Ich habe ein AT8515 und der hat irgendwie kein ADC-Port, nur AD-ports. Geht es damit auch. Irgendwie kann ich mir das nicht vorstellen, wie man die Voltzahl damit misst. (Problem deckt sich mit meinem Ultraschallpost)
Die Genauigkeit ist beim fliegenden Objekt wohl nur in Verbindung mit Gyros zu realisieren.
Beim Quattrocopter-post steht irgendwas von Winkelgeschwindigkeit des Gyro und dem Winkel des ADXL irgendwie aufintegrieren. mmh, naja kann man da irgendwo genaueres nachlesen?
Das wäre dann aber ein reiner Lagesensor, man kann also nicht die Beschleunigung messen.
Wenn man sich einen solchen Sensor nicht in der Lage ändert, ihn aber beschleunigt, dann wird er wohl schon einen Ausschalg anzeigen. Die Lage der Erdanziehung(beschleunigung) und die Beschleunigung des Sensors lassen sich nicht trennen.
Aber wenn man z.B. ne Kurve fliegt, zieht die Kugel auch nach unten, obwohl das Flugzeug ne neigung hat. Das system würde sich also nur im 'geraden' Flug anbieten.
Aber wenn man z.B. ne Kurve fliegt, zieht die Kugel auch nach unten
Dieses "unten", wohin die Kugel in der Kurve zieht ist ja nicht das "unten" wo der Erdmittlepunkt ist, sondern das "unten" im Flugzeug, das beim Kurvenflug geneigt ist.
Falls es dazu Erklärungsbedarf gibt, sollten wir mal das entsprechende Physikkapitel heraussuchen. Ich bin mir sicher, daß ein geeignetes Buch oder Skipt im Internet verfügbar ist.
Manfred
Sorry, das war undeutlich, aber deshalb meinte ich ja auch:
Das system würde sich also nur im 'geraden' Flug anbieten.
Also wenn das Flugzeub beim Geradeausfliegen zu einer Seite überkippt.
DrZoidberg
20.09.2004, 18:29
Das wäre dann aber ein reiner Lagesensor, man kann also nicht die Beschleunigung messen.
Wenn man sich einen solchen Sensor nicht in der Lage ändert, ihn aber beschleunigt, dann wird er wohl schon einen Ausschalg anzeigen. Die Lage der Erdanziehung(beschleunigung) und die Beschleunigung des Sensors lassen sich nicht trennen.
Ich meinte, dass sich die Stärke der Beschleunigung nicht messen lässt.
WIso nicht, bei ELV gibt nen BEschleunigungsmesser!
WEnn du konstant beschleunigst, dann ist die Kraft, die Auf die Kugl anch hinten wirkt immer gleich.
Je mehr Kraft, desto mehr Kraft!
Die Kugel will ja nicht mitfliegen, sondern lieber in ihrer bisherigen Form verharren.
MFG Moritz
Madgyver
20.09.2004, 19:53
So, jetzt mal einen "echten" Neigungssensor Marke eigenbau:
Es handelt sich hier um 2 Plastikröhrchen, die ineinander geschoben und fixiert sind. Innendrin sind zwei Schichten Kupfer oder Akufolie (siehe Bild).
Der Clue hierbei ist, dass man eine Flüssigkeit, wie z.b. Öl oder Glyzerin hinein gibt und je nachdem welche Lage die konstuktin hat, wird mal mehr mal weniger von den Folien eingschloßen. Ein durch nEigung regelbarer Kondensator also! Ich denke Auslesen der Daten über PWM sollte kein Prob sein, sobald man den Kondensator als RC-Zeitgeber verwendet.
Das ist tatsächlich ne super Idee, ich glaube sowas gibts auch schon, zwar nicht als röhre, aber ähnlich.
hat das schon einer mal ausprobiert ??
Madgyver
21.09.2004, 17:53
Ich konnte nur feststelen, das sich die Kapazität reproduzierbar ändert. Ausgewertet hab ich es nicht, ist auch ne weile her.
Das Ganze ergibt dann aber wieder einen beschleunigungs Sensor, da die Traegheit der fluessigkeit bei beschleunigung dazu fuehrt das sich die Capazitaet aendert. Als reine winkelmesser kommen nur Gyros in frage.
dundee12
02.10.2004, 07:03
nur ne info Gyros gibts bei www.conrad.de
Madgyver
02.10.2004, 10:01
nur so ne frage, aberwennich nen Gyro seitlich beschleunige, dann schwankt der doch auch? Wo ist jetzt der Vorteil von nem Gyro?
Hallo Freunde
Das System vom Urban ist zur Steuerung eines Flugzeugs als Neigungssensor ungeeignet. Als Privatpilot kann ich euch sagen es gibt im Flugzeug sogar ein Instrument das so ähnlich funktioniert wie das System vom Urban. Das wird dazu verwendet um beim Kurvenflug das Flugzeug so zu steuern das die "Kugel" in der Mitte bleibt. Dann hat man das richtige Verhältnis von Seitenruder und Querruder eingesetzt. Wenn man zum Beispiel bei einem Landeanflug zu hoch oder zu schnell kommt, dann steuert man mit den Pedalen das Seiteruder z.B. nach rechts und das Queruder ein wenig nach links, dann schiebt das Flugzeug, es liegt also waagerecht, die Längsachse weisst aber einen Winkel zur Flugrichtung auf, der Widerstand erhöht sich stark da der Rumpf nun mit seinen seitlichen Flächen dem Fahrtwindausgesetzt wird. Das Flugzeug verliert Fahrt und damit letztendlich kann Höhe abgebaut werden.
Die einzige Möglichkeit ein Flugzeug um eines seiner Achsen Stabil zu halten ist ein Kreisel oder Giro.
Mercator
29.07.2008, 21:09
Hi,
habe gerade nach einer Möglichkeit bei Google gesucht, Neigungssensoren selbst zu bauen und bin auf diesen Thread gestoßen.
Meine Idee: Man nimmt mehrere Hallsonden. Stehen sie senkrecht zum Erdmagnetfeld sollte die Spannung am größten sein. Durch die verschiedenen Spannungen der unterschiedlich gelagerten Hallsonden müsste man die Lage bestimmen könnnen. Je höher die Spannung der Hallsonde ist, desto senkrechter liegt sie zum Erdmagnetfeld. Vor dem Einsetz muss ein solcher Neigungssensor ausgerichtet werden, da das Erdmagnetfeld an den wenigsten Orten genau senkrecht zum Boden verläuft (soweit ich mich erinnere).
Ich vermute, dass so, oder so ähnlich, die 3D-Magnetfeldsensoren (3D-Kompasse) funktionieren - allerdings dürfte es dort ähnliche Probleme geben, wie bei "normalen" Kompassen à la CMD o.ä. ...
Viele Grüße
Florian
dennisstrehl
29.07.2008, 22:18
Funktioniert auch nur sehr eingeschränkt. (Eine Drehung mit den Feldlinien als Drehachse ist nicht messbar.)
Soweit ich weiss sind die einzigen bewährten Lösungen ein inertiales Navigationssystem, entweder mit GPS-Unterstützung oder mit Laserkreiseln und hochgenauen Beschleunigungssensoren, ansonsten driften die Messwerte davon. Und dann gibt es da noch die optischen Horizontsensoren, entweder mit Thermopiles oder einfachen LDRs.
Hallo,
beide Sensoren, von Urban und von Madgyver sollten sich durch "Störkräfte" (Fliehkraft, spontane Flugrichtungsänderungen durch Windböen,...) austricksen lassen. Ich denke am geeignetsten hierzu passt das Kapitel "künstlicher Horizont":
http://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BCnstlicher_Horizont (Funktionsweise)
Man braucht also nur ein solches rotierendes Teil (das Wort Kreisel ist ja schon gefallen) vernünftig lagern, die Neigung dessen während des Fluges erfassen und man kennt sowohl seitliche als auch Kippneigung (vertikale Rotationsachse empfinde ich am sinnvollsten).
Nachteil: das gibt's schon... :)
Grüß
NRicola
Ich weiß das der Beitrag alt ist, das von Urban gezeigte System eignet sich nicht für die Lagekontrolle bei Flugzeugen. Als Inhaber eines PPLA Scheines, also Motorflieger, kann ich nur sagen, dass eine "Standard Kurve" zu fliegen bedeutet das man die Lage des Flugzeuges um die Längsachse immer so hält das die Kugel in der Mitte bleibt. Das bedeutet das der resultierende Vektor von Schwerkraft und Fliehkraft immer so bleiben muß das die Kugel in der Mittellage bleibt. Man kann also beliebig enge oder weite Radien fliegen ohne das die Kugel jemals aus der Mittellage kommt. Die Kugel sagt also nur aus das das Flugzeug den resultierenden Vektor immer senkrecht zur Querachse des Flugzeugs hält, nichts über die absolute Lage im Raum!
wieso nicht einen fertigen acc Sensor, ist leichter und billiger, zb LIS3L02AS4
ansonsten schau mal hier: http://paparazzi.enac.fr/wiki/Main_Page
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