Neigungsmessung in einem Flugzeug

Hi,

ich möchte die neigung (roll und pitch) in einem Flieger Messen. Dazu wird üblicherweise irgendein ADXL20X usw. (z.B. ADXL202JE ) empfohlen.

ABER: diese Sensoren messen doch die BEschleunigung, oder? Also irgendwie die anliegende Beschleunigungs- Komponente (vertikal) gegenüber einer Referenz (normal 1 g).

meine Frage:
- ist das so? Oder wie arbeiten die Dinger genau?
- kann ich die dann in einem nicht inertialen System überhaupt
verwenden? jede Beschleunigung meines Flieger würde dann doch
das Ergebnis verfälschen, oder?
- Wenn dem so ist: gibt es eine möglichkeit in beschleunigten Systemen
die Neigung gegenüber dem Boden sicher bestimmen (ohne nun den Drehwinkel zu messen und darüber zu integrieren)?


HELP ... ich bin voll verwirrt!

Stefan

Zitat:

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diese Sensoren messen doch die BEschleunigung, oder?

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Für einen bewegten Beobachter sind Beschleunigung und Gravitation nicht voneinander zu unterscheiden. Folglich messen die Sensoren beides.

Zitat:

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jede Beschleunigung meines Flieger würde dann doch
das Ergebnis verfälschen, oder?

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Ja. Deswegen brauchst du weitere Sensorik um das(soweit, bis bei den unvermeidbaren Beschleunigungen der Fehler hinnehmbar wird) 'rausrechnen zu können.

Zitat:

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- Wenn dem so ist: gibt es eine möglichkeit in beschleunigten Systemen
die Neigung gegenüber dem Boden sicher bestimmen (ohne nun den Drehwinkel zu messen und darüber zu integrieren)?

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Erstmal wird die Integration über die Winkelgeschwindigkeit(meintest du sicher mit Drehwinkel) im Laufe der Zeit zu immer größeren Fehlern führen(du kannst weder mit unendlicher Frequenz noch mit unendlicher Genauigkeit messen und wenn doch, könntest du die unendlichen Datenmengen nicht verarbeiten.), ist also nicht wirklich sicher(das hattest du bestimmt im Hinterkopf, als du nach was anderem gefragt hast.).

Das Gravitationsfeld ist an sich schon was Schönes, weil es(in rel. kleinen Bereichen) ziemlich konstant in Richtung des Erdmittelpunkts zeigt. Bloß bleibt da das Problem mit den Beschleunigungen, die man leider auf anderem Wege schwer messen und daher schwer 'rausrechen kann.

Das Erdmagnetfeld lässt sich auch messen(3D-Kompass) und wird nicht sonderlich durch die Eigenbewegung verändert. Leider ist es meines Wissens nicht annähernd so homogen wie das Gravatationsfeld.

Was für Manöver soll das Flugzeug denn so ausführen?
Die Messung der Winkelgeschwindigkeit und die Integration darüber(mit den oben beschriebenen Schwierigkeiten) ist eine Möglichkeit, wenn es regelmäßig Phasen mit nur sehr geringer Beschleunigung gibt, in denen man den "Nullpunkt" mit Hilfe des ADXL einstellen kann.
Diese Phasen könntest du z.B. mit Winkelgeschwindigkeitsmessern (Gyrokreisel) zu erkennen versuchen. Als weitere Größen zur Korrektur ließen sich Windgeschwindigkeit und Erdmagnetfeld noch relativ einfach messen. Auch die Position(GPS) und damit die Absolutgeschwindigkeit(neben der zum Wind) könnte man messen. Wenn dein Flugzeug und dein Budget groß genug sind, findet sich darin vielleicht auch noch Platz für einen Laser-Entfernungsmesser, der nach unten(natürlich vom Flugzeug aus) gerichtet ist und die Entfernung der Bodens in dieser Richtung messen kann.
Auch die Lage des Horizonts kann man(je nach Tageszeit und Witterung, aber Uhrzeit und Wetterdatan kann man per Funk empfangen) aufgrund der Helligkeitsverteilung in etwa bestimmen(Prinzip "optischer Autopilot").
Der Luftdruck ist ein Indiz für die Höhe(und mit der Entfernung des Bodens nach unten auch für den Winkel zur Ebenen, wenn auch nicht für die Richtung der Neigung). Wenn man schon Daten über die Großwetterlage(weis jemand, wo die maschinenlesbar gesendet werden?) hat, ist die Höhenbestimmung auf dem Weg bestimmt auch halbwegs genau(immer vorrausgesetzt, die Sensoren sind gut genug und geeignet angebracht(ist wieder ein Kapitel für sich).).
Die Schwierigkeit liegt, wenn erstmal so viele Messdaten vorliegen, in der Gewichtung der einzelnen Faktoren.

PS: Ich arbeite auch an so einem Projekt und wäre für Anregungen dankbar.

Ich glaube, für schnelle Bewegungen bist du mit Kreisel noch am besten dran. Auch mit einem Variometer liegst du nicht verkehrt, schließlich fliegen Legionen von (modell) Segelfliegern mit sowas.
Aber ein echt autonomer Hubschrauber is natürlich was anderes.
Ich möcht echt einmal dazukommen, mein Projekt "Evaluieren der Trägheitsnavigation für Robbys und anderes Getier" ernsthaft in Angriff zu nehmen. Man hört immer nur von Schätzungen und Annahmen, was nun geht oder nicht. Auch die sinnvolle Kombination der div. Sensoren muß ich mal recherchieren, ist ja lästig, wenn man nur red' und nix weiß´
mfg robert
PS Oder die, die's wissen, erzählen nix

Zitat:

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Aber ein echt autonomer Hubschrauber is natürlich was anderes.

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@Stefan Easycopter: Was für eine Art Flugzeug meinst du? Ein klassisches mit Tragflächen(darauf bezogen sich meine Ausführungen eben insbesondere) oder einen Heli?

Zitat:

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Auch mit einem Variometer liegst du nicht verkehrt, schließlich fliegen Legionen von (modell) Segelfliegern mit sowas.

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Ein Variometer liefert die(i.d.R. über den Luftdruck bestimmte) Änderung der Höhe, ist also für Menschen mehr geeignet als für einen Conroller, den man lieber direkt mit dem Luftdruck füttert(das liefert ihm das Gleich und noch mehr.).

Zitat:

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Ich möcht echt einmal dazukommen, mein Projekt "Evaluieren der Trägheitsnavigation für Robbys und anderes Getier" ernsthaft in Angriff zu nehmen.

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Du beschäftigst dich mit Trägheitsgestützter Navigation für Bodenfahrzeuge? Hast du ein Beispiel, wo sowas eingesetzt wird(cool wäre eine Seite, wo so ein Projekt beschrieben ist.)?

Zitat:

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PS Oder die, die's wissen, erzählen nix

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Ich vermute auch mal, dass in dem Bereich viel an nichtöffentlicher Forschung stattfindet.

Trägheitsnavigation is vornehmlich in U-Booten anzutreffen, aber da es vor GPS auch ein Leben gegeben hat, gab's das auch in Flugzeugen.
Vielleicht kennst du "Where am I ?" (Uni Michigan)
das beschäftigt sich sehr intensiv und erschöpfend mit allen Positionsbestimmungsvarianten von autonomen Fahrzeugen
Ich hab's im Internet gefunden, als PDF runtergeladen, jetzt weiß ich aber den Link nicht mehr. Jetzt weiß ich nicht, ob ich das da so uploaden kann, ohne sofort in den Gemeindekotter zu kommen, aber wenn du es nicht eh selbst (durch den Titel) findest, irgendwie kann ich dir's sicher schicken.
Bist Du mit der Materie befaßt ? mfg robert

PS: Weil er easyCOPTER heißt, hab ich halt angenommen, er meint einen Hubschrauber

@Stefan,
bist Du der Stefan, der mich neulich schon mal angemailt hat? Wenn nein, dann hast Du noch einen Namensvetter, der gerade etwas ähnliches versucht :-)

Was verstehst Du unter einem "nicht inertialen System"? Ein gleichförmig geradlinig bewegtes System schein ein Modellflugezug in der Tat nicht zu sein. Geringe Kräfte wirken m.E. immer auf das Fluggerät.

@Gottfreak,
habe schon des öfteren Deine Beiträge gelesen. Bist Du schon voran gekommen, d.h., hast Du schon Testflüge oder ähnliches durchführen können? Vielleicht sollten wir mal eine Art Webring oder private Mailgruppe bilden, um uns auszutauschen.

Ich wiederhole mich dabei bestimmt, aber meiner Meinung nach kann man das Problem der Fluglagekorrektur auf eindeutige Weise nur mit einer sog. IMU realisieren. Billigere Möglichkeit ist der Paparazzi-Ansatz: der Einsatz eines optischen Autopiloten (http://www.nongnu.org/paparazzi/).

Zitat:

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Ich vermute auch mal, dass in dem Bereich viel an nichtöffentlicher Forschung stattfindet.

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Die Forschung auf diesem Gebiet ist weitestgehend schon gelaufen. Autopiloten gibt es schliesslich schon so lange, wie es die Raumfahrt gibt. Jetzt versucht man nur noch, die Dinger kleiner, leichter und billiger zu machen. Und es gibt auch Veröffentlichungen. Hier mal zwei Links:
http://epubl.luth.se/1402-1617/2000/...X-00081-SE.pdf
http://www.ee.byu.edu/grad1/users/be...tonBeard04.pdf

Achim.

Zitat:

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@Stefan,
bist Du der Stefan, der mich neulich schon mal angemailt hat? Wenn nein, dann hast Du noch einen Namensvetter, der gerade etwas ähnliches versucht

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Nein, der bin nämlich ich O:)

Ich habe neulich noch einen Testaufbau gemacht und bin der Meinung, daß der ADXL202 die Lage um 2 Achsen auch einwandfrei mist, wenn sich
a. die Lage um die andere Achse ändert
b. sich der gesamte Sensor in der Höhe verändert

Mit ruckhaften Bewegungen des Sensors konnte ich keine Signaländerung auf einer der beiden Achsen erkennen. Der Sensor ist flach liegend montiert.
Inwieweit eventuell Motorschwingungen störend wirken, weiß ich noch nicht. Ich hoffe, daß das bei einem Elektroflieger im Rahmen bleibt.

mfg

Stefan

Im Monent erstelle ich gerade Layouts für den Controller (C-Control 1 Unit 2.0) mit Spannngsregler, ein Modul mit ADXL und I2C Speicher, ein GPS-Board(Fastrax UPatch100) und ein Fernsteuermodul(Empfänger und Relaisumschaltung für 4 Kanäle).

Hallo,

erstmal herzlichen Dank für die aktive Beteiligung!!!!

Ich möchte konkret ein manntrages "Luftfahrzeug" (ähnlich einem Helikopter aber mit anderer, rein aerodynamische Steuerung) bauen. Bitte nicht lachen ... irgendwann wird das was ... ich bverrate natürlich nciht wann O:) O:) O:)

Mein Problem ist die Längsachse (roll), die kann der Pilot nämlich nicht steuern (warum das so ist, kann ich so kurz nicht erklären, sobald ich erste Skizzen fertig habe, gibt's eine Web - Seite, die mehr Infos liefert), die muss ich also automatisch kontrollieren. Dazu wäre es ideal, die aktuelle Neigung um "roll" mit einem Sensor zu messen, um durch einen Computer gegensteurn zu können.

Aber wie messen??? Das ist eben die Frage... nachdem ich ja keine Kunstflugmschine bauen möchte, wird der Normalflugzustand "nahe 1 g vertikal" sein, vielleicht tut's also ein "einfacher" Beschleunigungsmesser. Ich möchte ja keine INS (Inertial navigation platform" bauen, bei der ich die echte Orientierung wissen muss, aber die aktuelle Neigung um die Rollachse zu wissen, wär in dem Fall in der Tat lebenswichtig ...

Nachdem ich damit keinerlei Erfahrung habe, wär ich eben an der Meinung von leuten sehr interessiert, die sich damit besser auskennen. Da ich kein Elektroniker bin, bräuchte ich auch noch Infos, wie ich die Daten in den PC bekomme.

Danke

Stefan

Noch was für PicNick,

ein interessantes Projekt für dich könnte eine Stundentenarbeit der ETH Zürich sein, die haben sich an einem einfachen INS (also echter Trägheitsnavigation) versucht. Beschreiben auch ihren Aufbau recht genau, das Ergebnis ist allerdings (wenn ich mich recht erinnere), dass es

a) prinzipiell geht
b) die Probleme bei der Calibrierung und die Ungenauigkeit
der Sensoren eine echte Verwendung wohl eher
problematisch machen...

Kanst mal reinschauen ...

http://www.electronic-engineering.ch/study/ins/ins.html


Kommenrzielle INS Systeme kosten wohl nicht ohne Grund richtig Kohle, das bisher billigste hab ich auf einer engl. Web - Site für € 12000 gefunden, ich dachte aber eher an € 500 O:)

Stefan

Also gut, ich glaub', ich werd's wohl nicht kaufen. Aber danke mal für den Link, ernsthafte Begründungen, warum etwas NICHT geht, sind midestens genauso wertvoll wie umgekehrt.
? Flächenlose Flugkörper ? die kämpfen mit dem rollen.
Wie gesagt, das Errechnen der effektive Lage durch Kumulieren der Beschleunigungen ist natürlich streng.
Aber DASS das Werkel zu rollen beginnt, zeigt dir die Präzessionsbew. eines Kreisels sehr genau und sehr empfindlich.
Also sowas wie ein "Pinsel" (kennst du?) um 90 Grad gedreht.
Vielleicht fällt mir ja nochwas ein. mfg robert

Hi Robert,

Zitat:

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Wie gesagt, das Errechnen der effektive Lage durch Kumulieren der Beschleunigungen ist natürlich streng.
Aber DASS das Werkel zu rollen beginnt, zeigt dir die Präzessionsbew. eines Kreisels sehr genau und sehr empfindlich.

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Der Kreisel zeigt mir zuverlässig an, dass ich um die Achse rotiere, aber findet der nach einiger Zeit wieder seine Nullachse?? Die brauch ich nämlich dringend ! Gottfreak hat ja sehr schön erklärt, dass die berechnung der Orientierung über die Integration zu mehr oder weniger großen Fehlern führt...

Dann benötige ich wohl zusätzlich wieder einen Neigungssensor, um dem Kreisel seine Nulllage mitzuteilen. Aber dann würd ich mir eben gern den Kreisel sparen...

(nicht nur weil der Geld kostet, sondern weil nur eine Bauteil, das nicht verbaut ist, sicher nicht ausfällt O:) )

Stefan

Andere (blöde) Frage : Sind nicht eigentlich die Anströmverhältnisse fast wichtiger und aussagekräftiger als die Lage im Raum ? Ich meine, du willst doch wissen, wie der Vogel liegt, um zu korrigieren ?
Und noch eine (indiskrete) Frage: Das Gerät ist um alle Achsen steuerbar, nur um die Längsachse nicht ?
mfg

Zitat:

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Andere (blöde) Frage : Sind nicht eigentlich die Anströmverhältnisse fast wichtiger und aussagekräftiger als die Lage im Raum ? Ich meine, du willst doch wissen, wie der Vogel liegt, um zu korrigieren ?

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bei einem Flächenflugzeug: ja, bei einem Drehflügler sieht das anders aus... die Querlage ist allerdings bei beiden wichtig, nur interessiert mich z.B. die IAS (Indicated Airspeed) als Maß für die Anströmung weniger als bei einem Flächenflugzeug, es gibt ja keinen "Stall" bei einem Drehflügler.

Zitat:

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Und noch eine (indiskrete) Frage: Das Gerät ist um alle Achsen steuerbar, nur um die Längsachse nicht ?

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So iss es. Ist aber Absicht. Prinzipiell könnte man auch "roll" steuern (der eingebaute Computer muss es ja auch können), aber der Pilot soll das nicht machen müssen. Die Idee beim Easycopter ist eben auch "Easy fliegen": man drückt den Joystick nach vorne um Fahrt aufzunhemen (die Rotorachse neigt sich wie bei einem Hubschrauber) und fliegt Kurven indem man den Stick seitlich bewegt - das bewirkt aber kein Rollen sondern eine Drehung um die Hochachse (verleichbar dem Seitenruder beim Flugzeug). Die (minimale erlaubte) Querlage beim Kurvenflug wird vom Computer kontrolliert ... damit wären wir wieder beim Thema ...

MfG

Stefan

I see the point. Der Passagier kann zwar, soll aber nicht. Sozusagen "fly-by-wire" aber noch ein's drauf.
Na, vielleicht fällt mir ja noch was ein, mal sehen
mfg robert

Zitat:

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Vielleicht kennst du "Where am I ?" (Uni Michigan)

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Ich hab's mir gesaugt(schon vor ein paar Monaten, gibt's das echt nicht mehr im Netz?), aber bisher nur das Kapitel über Kreisel gelesen und ein paar andere überflogen.

Zitat:

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Bist Du schon voran gekommen, d.h., hast Du schon Testflüge oder ähnliches durchführen können? Vielleicht sollten wir mal eine Art Webring oder private Mailgruppe bilden, um uns auszutauschen.

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Einen(manuellen) Probeflug hab' ich gemacht(und die Sensordaten aufgezeichnet). Dabei war die Abweichung in den(nur leichten) Kurven nicht aus den Messdaten zu erkennen(kann aber auch daran liegen, dass die Roll-Neigung dabei meistens recht groß war.).
Die Lageregelung allein mit dem ADXL hat bei einem Test auf einem Küchenmixer(vibriert ziemlich) montiert noch recht gut funktioniert.
Die Kreiseldaten sind leider noch recht ungenau(ich gebe bisher ein Servosignal in einen Modelkreisel hinein und messe, wie der übersteuert. Irgendwann muss ich wohl das massive Plastikgehäuse aufbrechen und sehen, ob ich nicht direkt an den Sensor komme. Wenn jemand einen Plan vom "MI-cro PIEZO Gyro" hat, würde das helfen.).
Zur Mailgruppe(o.Ä.): gern

Zitat:

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Ich wiederhole mich dabei bestimmt, aber meiner Meinung nach kann man das Problem der Fluglagekorrektur auf eindeutige Weise nur mit einer sog. IMU realisieren.

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Soweit ich weis, fasst man unter dem Begriff IMU (inertial measurement unit) eine Kombination aus Kreiseln und Beschleunigungssensoren zusammen.
Also auch damit allein würde man das Problem der sich ständig addierenden Fehler relativer Messungen nicht loswerden(es sei denn, man erreicht eben eine unbeschleunigte Lage, in der man im Flug neu kalibrieren kann.). Irgendeine Ergänzung muss es daher ohnehin noch geben und ich suche immernoch danach, was das sein könnte(das man sich leisten kann und in ein Model passt).

OK, mal sehen, was wir haben. Der Easycopter soll über 2 Achsen gesteuert werden und diese dann auf 3 Achsen (oder mehr) umsetzen. Für die Messung von "roll" würde ein idealer Gyro-Sensor reichen. Da es diesen aber nicht gibt, könnte man die Messung mit 2 Accelerometern verbessern.

Die Roll-Achse wird aber auch durch die beiden anderen Achsen beeinflusst. 90 Grad Roll erreicht dieselbe Lage wie 90 Pitch + 90 Yaw - 90 Pitch. Also braucht man vielleicht auch Gyros für die beiden anderen Achsen. Ein dritter Accelerometer wäre vielleicht auch nicht schlecht. Das ergibt eine klassische IMU.

Da alle Sensoren driften - besonders die billigen - muss man versuchen, durch mechanische und elektronische Methoden den Fehler gering zu halten und durch mathematische Methoden zu korrigieren. Dies soll ein Extended Kalman Filter bewirken, über den jede IMU verfügen sollte. Ob er es schafft, den Fehler völlig zu beseitigen, weiss ich nicht. Aber man kann versuchen, durch zusätzliche Sensoren, wie etwa 3D-Magnetometer die Fehlerkorrektur zu unterstützen. Solche IMUs müsste es schon so um die 1000 Euro geben.

Zitat:

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Also auch damit allein würde man das Problem der sich ständig addierenden Fehler relativer Messungen nicht loswerden(es sei denn, man erreicht eben eine unbeschleunigte Lage, in der man im Flug neu kalibrieren kann.)

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Ein Nicht-Kunstflugzeug mit Tragflächen in V-Form sollte die horizontale Lage wieder von selbst einnehmen, sobald die Querruder neutral stehen. Modellflugzeuge ohne Querruder tun dies ja auch. Sofern die Windverhältnisse nicht zu ungünstig sind, würde also ein gutmütiges, austariertes Flugzeug ohne eine IMU auskommen - der ideale Einstieg für autonome Flugzeuge. Der Beweis muss allerdings noch erbracht werden ;-)

Für Helikopter kenne ich allerdings kein solches Stabilisierungssystem :-(

Gruß Achim.

@Gottfreak:

Zitat:

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Einen(manuellen) Probeflug hab' ich gemacht(und die Sensordaten aufgezeichnet). Dabei war die Abweichung in den(nur leichten) Kurven nicht aus den Messdaten zu erkennen(kann aber auch daran liegen, dass die Roll-Neigung dabei meistens recht groß war.).
Die Lageregelung allein mit dem ADXL hat bei einem Test auf einem Küchenmixer(vibriert ziemlich) montiert noch recht gut funktioniert.

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:-) Das hört sich gut an. Vielleicht hast Du irgenwie eine Möglichkeit, Fotos und Messdaten auf einer Webseite zu veröffentlichen.

Zitat:

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Die Kreiseldaten sind leider noch recht ungenau(ich gebe bisher ein Servosignal in einen Modelkreisel hinein und messe, wie der übersteuert. Irgendwann muss ich wohl das massive Plastikgehäuse aufbrechen und sehen, ob ich nicht direkt an den Sensor komme. Wenn jemand einen Plan vom "MI-cro PIEZO Gyro" hat, würde das helfen.).

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Hast Du die Übersteuerung zusammen mit den anderen Daten aufgezeichnet? Hm, kann sein, dass die zur Korrektur eine ungenaue Elektronik haben oder die Sample-Rate zu klein ist. Da könnte Auseinandernehmen vielleicht helfen. Ich habe hier eine IMU mit CG-16 Gyros(Tokin). Ich hoffe, dass ich im Frühjahr mit den Testflügen beginnen kann.

Zitat:

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Vielleicht hast Du irgenwie eine Möglichkeit, Fotos und Messdaten auf einer Webseite zu veröffentlichen.

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Eine Webseite hab' ich leider nicht und auch(noch) keine Fotos. Ich kann aber bei Interesse ein paar Fotos machen(und auch Messdaten dazu posten, leider alle Werte nur in 8Bit, effektiv nutzbar vielleicht 7).Vielleicht sollten wir dazu einen neuen Thread aufmachen - wieviel Material ist hier im Forum so möglich(bzw. beeinträchtig nicht den restlichen Betrieb)?. Ab morgen hab' ich erstmal Semesterferien(bin dann das Wochenende weg, aber am Montag meld' ich mich mal mit 'nem Bild und 'ner Kurve und hab' dann auch'n bischen Zeit für neue Tests.).

Zitat:

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Hast Du die Übersteuerung zusammen mit den anderen Daten aufgezeichnet?

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Der Kreisel ist leider noch nicht geflogen. Die Werte hab' ich nur durch Tests auf 'nem Getriebemotor montiert gemessen.

Zitat:

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Hm, kann sein, dass die zur Korrektur eine ungenaue Elektronik haben oder die Sample-Rate zu klein ist. Da könnte Auseinandernehmen vielleicht helfen.

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Das kann sein(hab' das Teil gebraucht und ohne Datenblatt bei Ebay erworben, weis also fast nichts darüber. )
Dazu kommt noch, dass ich ein sepparates Servomodul(bestehend aus einem AT90S2313) verwende, das ein Servosignal im mittleren Stellbereich(18,5ms aus, 1,5 an) erzeugt und dabei die An-Zeit des Ausgangssignals des Kreisels misst. Das Ganze geht dann über die serielle Schnittstelle an den Haupt-AVR, der die Daten aufzeichnet(oder auf den Rechner ausgibt, was natürlich beim Drehen zu Problemen mit der Kabelführung führt.). Im Ergebnis kommen verschiedene Ungenauigkeiten(das Generieren des Signals, der Gyro an sich und das messen der PWM sowie die Ungenauigkeit meines Testaufbaus) zusammen, die ich bisher nicht sauber trennen konnte.

Zitat:

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Ich habe hier eine IMU mit CG-16 Gyros(Tokin). Ich hoffe, dass ich im Frühjahr mit den Testflügen beginnen kann.

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Dabei wünsche ich dir viel Glück. Hast du schon Tests im "Labor" gemacht und kannst was zur Genauigkeit sagen, die du erreichst?

Zitat:

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Hast du schon Tests im "Labor" gemacht und kannst was zur Genauigkeit sagen, die du erreichst?

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Nee sorry, Tests habe ich schon gemacht. Daten sind auch verfügbar. Aber über Genauigkeiten kann ich noch nichts sagen :-( Dazu müsste man erstmal einen vernünftigen Testaufbau machen und vielleicht die Software für schreiben. Muss ich mal in Angriff nehmen...

hallo leute!

ich hab vor mir einen modellbau-gyro liegen (G400 glaub von Robbe ist der) und wurd den gern zusammen mit meiner gps-maus als navigationssystem verwenden.
weis wer, kann ich den chip direkt ansprechen (zb leitungen anlöten) oder könnte es ausreichen einfach nur die resultierenden signale an die servos
auswerten.
diese modellbau-gyros sind relativ billig (im gegensatz zu ihren "großen" brüdern) und eigentlich genau genug für eine nicht allzu lange strecke.
braucht man ja nur wenn man mal das gps-signal "verloren hat. soll ja vorkommen in wiens stadtschluchten.
ist es eigentlich einfach diese servo-steuersignale auszuwerten.
ich denk mal ein microcontroller kann da wertvolle arbeit leisten.
bevor ich meinen linuxrechner realtime-tauglich mach, scheint mir das sinnvoll.
danke

Zitat:

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ich hab vor mir einen modellbau-gyro liegen (G400 glaub von Robbe ist der) und wurd den gern zusammen mit meiner gps-maus als navigationssystem verwenden.
weis wer, kann ich den chip direkt ansprechen (zb leitungen anlöten) oder könnte es ausreichen einfach nur die resultierenden signale an die servos
auswerten.

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Vor dem Problem stehe ich auch: Den Sensor auszubauen wäre sicher optimal, aber die Dinger sind ziemlich massiv verbaut.
Die übersteuerten Servosignale sagen natürlich schon etwas über die Drehrichtung aus, aber wenn man nicht genau weis, wie der die Signale übersteuert(etwa proportional zur Winkelgeschwindigkeit, exponentiell damit ansteigend, asymptotisch gegen den Maximalausschlag etc.) kann man die gemessenen Signale kaum quantifizieren(und daher auch die Genauigkeit nicht richtig messen). Leider habe ich bisher weder Schaltpläne (zwecks auseinanderbau'n) noch Datenblätter mit dem genauen Verhalten der Übersteuerung gefunden.
Man könnte versuchen, den Kreisel auf der Achse eines Motors zu drehen und mit einer Lichtschranke(o.Ä.) von aussen die Drehgeschwindigkeit zu messen um so auf die Umrechnung zwischen Übersteuerung und tatsächlicher Geschwindigkeit zu kommen. Bei mir sind solche Versuche daran gescheitert, dass sich Getriebemotoren nicht von Anfang an gleichmäßig drehen und bei vielen Drehungen hintereinander wurde das Kabel vom beweglichen Teil zum PC ein Problem(ein Display, das sich mitdreht, könnte man aber wahrscheinlich bei den relevanten Geschwindigkeiten noch ablesen - alternativ würde sich auch eine Funkverbindung anbieten.).

Zitat:

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aber am Montag meld' ich mich mal mit 'nem Bild und 'ner Kurve

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Dacht' ich mir, stell' ich einfach die mit dem ADXL gemessenen Werte und den Aufbau in's Netz und dann hat irgendwer was davon...
Das macht ja eigentlich nur Sinn, wenn ich ein Video(oder andere Messungen von aussen) hätte und synchron dazu die Messwerte. Wird' also noch etwas dauern, bis mein Material präsentabel ist.

Das mit dem servo funzt glaub ich nicht, weil ja der gyro keine korrekturdaten sendet sondern(so nehm ich an) nur der bewegung gegensteuert solange die solllage wieder erreicht ist. also ständig einen soll-ist vergleich macht und den servo solange steuert bis es wieder passt.
analog devices hat einen ADXL202 (beschleunigungsmesser) auf ein board montiert - bei conrad 300 bis 320 euro. hat serielle schnittstelle also theoretisch kein problem, bis auf den preis.
und stellt sich die frage: ist ein beschleunigungssensor ein piezokreisel!

glaub nicht!!!
also ich glaub ich muß meinen G-400 von robbe ein bisserl in seine bestandteile zerlegen, bzw. versuchen die IC zu tauschen oder keine ahnung.
absolutes neuland.
noch dazu will ich das alles unter linux programmieren.
naja ciao

Zitat:

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Das mit dem servo funzt glaub ich nicht, weil ja der gyro keine korrekturdaten sendet sondern(so nehm ich an) nur der bewegung gegensteuert solange die solllage wieder erreicht ist. also ständig einen soll-ist vergleich macht und den servo solange steuert bis es wieder passt.

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Der Gyro (zumundest meiner) steuert sehr wohl stärker(bloß nicht so richtig proportional) gegen, wenn er eine höhere Geschwindigkeit misst.

Zitat:

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analog devices hat einen ADXL202 (beschleunigungsmesser) auf ein board montiert - bei conrad 300 bis 320 euro. hat serielle schnittstelle also theoretisch kein problem, bis auf den preis.
und stellt sich die frage: ist ein beschleunigungssensor ein piezokreisel!

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Den ADXL gibt's einzeln weit günstiger (laut Analog Devises ca. 45€, bei Ebey hab' ich einen für 8€ bekommen).

Zitat:

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also ich glaub ich muß meinen G-400 von robbe ein bisserl in seine bestandteile zerlegen, bzw. versuchen die IC zu tauschen oder keine ahnung.
absolutes neuland.

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Wenn du genau da weiterkommst, melde dich unbedingt nochmal.

PS: in deinem ersten Satz fehlt wohl ein "bis". Liest sich so etwas verwirrend. :?

Zitat:

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Zitat von voidpointer

Ich habe hier eine IMU mit CG-16 Gyros(Tokin). Ich hoffe, dass ich im Frühjahr mit den Testflügen beginnen kann.

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Kannst du mir sagen wo du die Tokin Sensoren her bekommst, die sind ganz schwierig in Deutschland zu bekommen.

Zitat:

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Kannst du mir sagen wo du die Tokin Sensoren her bekommst, die sind ganz schwierig in Deutschland zu bekommen

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Die CG-16 sind ein Auslaufmodel und weltweit nicht mehr zu bekommen.
Rotomotion hat angeblich noch einige für die eigenen IMUs am Lager.

So ist es. Es wäre natürlich schön, wenn man gleichwertigen Ersatz bekommen könnte - gern auch kleiner und als SMD. Ich glaube AD hat ein solches Gyro als Chip, allerdings ziemlich teuer...

Achim.

Hi,

schiebe den Beitrag mit einer Frage mal wieder nach oben. Also diese ADXL sind ja scheinbar weit verbreitet, ich habe auch schon etwas Erfahrung mit dem ADXL202-E. Also das ansteuern oder das weiterverarbeiten der Messwerte ist nicht das Problem. Mit dem Sensor kann ich die Winkellage in X und Y für meine zwecke gut auslesen, meine Frage wäre, kann ich mit diesem Sensor auch die Rotation um die XY Achse messen. Habe mal versucht einfach einen zweiten Sensor 90° versetz anzubringen. Aber es schein nicht zu so zu klappen wie ich das erwartet habe, eine der beiden Achsen misst wieder X oder Y (je nach dem wie der Sensor aufgesteckt wird) und die andere zeigt keine Veränderung. Kann das sein das ich da den falschen Sensor habe.
Hat das schon mal jemand versucht?

Bild hier  

Gruss Frank

Zitat:

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meine Frage wäre, kann ich mit diesem Sensor auch die Rotation um die XY Achse messen

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Hi Frank,

mit einem Beschleunigungssensor kann man nur die Beschleunigung in Richtung der Meßachse messen.
Übrigens hat der ADXL202E doch schon einen 2ten, um 90° versetzten Sensor onChip.
Für die Rotationsmessung braucht man einen Drehratensensor (Gyro, Kreisel,..), wie z.B den CG-16, ADXRS150, oder ähnliche Sensoren.

Hallo Uli,

ich hab´s mir fast gedacht, mist!!. Diesen CG-16 weist du wo man den bekommt, der ist von Tokin, gell.

Danke

Gruss Frank

Zitat:

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Zitat von emulein

Hallo Uli,

ich hab´s mir fast gedacht, mist!!. Diesen CG-16 weist du wo man den bekommt, der ist von Tokin, gell.

Danke

Gruss Frank

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Siehe oben.

Hi,

sorry!!!, habe ich überlesen

Gruss Frank

Moin!
Gibt's eigentlich den ADXRS150 inzwischen auch mit nem vernünftigem Gehäuse (vernünftig für Bastler...)?? Bisher hab ich den nur in dieser SMD-Technik mit den winzigen Anschluß-Pads auf der Unterseite gesehen. Das dürfte noch schwieriger zu löten sein als der ADXL220. Wobei letzterer wenigstens genau in das Loch in der Mitte eines 8pin-IC-Sockels paßt...

Nils

Zitat:

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Zitat von Minifriese

Moin!
Gibt's eigentlich den ADXRS150 inzwischen auch mit nem vernünftigem Gehäuse (vernünftig für Bastler...)?? Bisher hab ich den nur in dieser SMD-Technik mit den winzigen Anschluß-Pads auf der Unterseite gesehen. Das dürfte noch schwieriger zu löten sein als der ADXL220. Wobei letzterer wenigstens genau in das Loch in der Mitte eines 8pin-IC-Sockels paßt...

Nils

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Ja,
dann heißt er ADXRS150EB.

Bezugsquelle: z.B. bei Sander

Where am I? (Borenstein)

Hier ist der Link zu dem oben erwähnten Skript zu finden:

http://www-personal.engin.umich.edu/~johannb/

frobo





12MB http://www-personal.umich.edu/~johan...d/pos96rep.pdf.