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Hey,
ich bräuchte einmal Eure Hilfe.
Ich möchte den Winkel in X und Y Richtung messen und über ein Display ausgeben.
Also ähnlich einer Wasserwaage, halt nur in zwei Achsen und mit Ausgabe auf einem Display.
Gibt es da schon etwas fertiges, bzw. welche Sensoren wären da geeignet?
Grüße
Jürgen
Neigungssensor
Bsp. Billig:
https://www.conrad.de/de/neigungssen...161104112512:s
Bsp. Präzise:
https://www.reichelt.de/?ARTICLE=113...Fe0Q0wodp68KQA
Digitale Wasserwaage
Bsp.:
https://geruest-welt.de/Produkte-Ger...FUcQ0wodqAAODg
Da eine Wasserwaage mit der Libelle bereits geeicht ist, benötigt man entweder einen Sensor mit einem geeichten Nullpunkt oder man misst auf Umschlag.
Also Hinstellen, Nullen, um 180° drehen und messen. Der halbe Betrag ist dann der Wert der Abweichung.
Hallo Jürgen.
So etwas hatte ich mal bei Aldi gekauft (so ein Sonderangebot). Das sollte es doch in jedem Baumarkt geben ! ? Ach so, und die Aldivariante ohne Wasserwaagen gabs vor ein paar Wochen.Zitat:
.. den Winkel in X und Y Richtung messen und über ein Display ausgeben .. ähnlich einer Wasserwaage ..
Hey,
erst einmal Danke für die Antworten. Aber das richtige ist noch nicht dabei. Ich möchte statt einer Libelle einer einfachen Wasserwaage eine Gradanzeige und dies für zwei Achsen,
also x- und y-Achse.
Damit soll festgestellt werden ob ein Fahrzeug gerade steht. Also nichts dynamisches.
´i_make_it Der Präziese wäre schon gut aber für den Anwendungsfall verm. zu teuer und zu genau.
Auch sollte die Sensorik etwas (ca. 3-5m) von der Anzeige entfernt angebracht sein. Deshalb fällt eine normale Wasserwaage aus.
Grüße
Jürgen
Hallo Jürgen,
Ich habe dazu eine App auf dem Handy und der Smartwatch.Zitat:
Zitat von gummi_ente
Also eine Anzeige in dieser Art?
http://cdn.rftd.de/wp-content/upload...eseAppssi1.png
Besonders die Smartwatch ist recht praktisch, wenn man sie schnell aus dem Gehäuse nimmt. Die Rückseite ist eben:
http://icdn6.digitaltrends.com/image...-1500x1000.jpg
MfG Peter(TOO)
Hallo,
was hier gesucht wird ist ein Beschleunigungssensor bzw. auf Englisch accelerometer.
In Ruhe misst so ein Sensor nämlich die Richtung der Schwerkraft (Gravitation).
Diese Sensroen gibt es üblicherweise ausgeführt mit 3 Achsen schon im Preisbereich 10 Euro.
Als Schnittstelle können z.B. drei analoge Signale oder ein UART, SPI, IIC sein.
Verkauft werden diese z.B. bei watterott, exp-tech, pololuu oder adafruit, die Auswahl ist groß.
Die Beschleunigung muss man dann noch mit trigonometrischen Funktionen umrechnen und erhält dann die Winkel.
Nun die Frage - "wer" rechnet das? Ein Arduino? Wäre wohl am einfachsten, dazu gibt es auch aufsteckbare Displays usw..
Viele Grüße,
Bernhard
Vor Jahren wurde so ein Sensor mal im Forum erwähnt (von Andree-HB), dann u.a. getestet von Sternthaler - kplt. mit Code in C. Später hatte ich das auch in Angriff genommen, war aber über das Messrauschen recht betrübt/enttäuscht.Zitat:
.. was hier gesucht wird ist ein Beschleunigungssensor .. mit trigonometrischen Funktionen umrechnen und erhält dann die Winkel .. Nun die Frage - "wer" rechnet das? ..
Ob diese Anwendung mit dem Sensor befriedigend gelöst werden kann scheint mir nicht gesichert. Der Gravitationsvektor schwankt ja in Richtung Erd(schwerkraft)mittelpunkt entsprechend dem Cosinus - eine lausige Änderung bei kleinen Winkeln. Das würde eine sehr hohe Auflösung des Sensors fordern, eine entsprechende des ADC und weitergehend natürlich ne entsprechend hohe Auflösung bei der Berechnung. Problem ist aber hier vermutlich/bestimmt, dass gerade bei Werten um Null die Auflösbarkeit trotz langer Mantissen etwas dürftig ist.
Natürlich könnte man auch die tatsächliche Höhe von drei Punkten der Ebene anhand der absoluten Größe des Gravitationsvektors bestimmen - leider auch nicht wirklich ein deutlicher Unterschied.
Am schnellsten läßt sich das mit einem Nunchuk einer WII ausprobieren. Da ist unter anderem ein Accelerometer drin. Das kann mit einem 3,3V I2C Bus ausgelesen werden, man muß nur vier Drähte verbinden.
MfG Klebwax
Der Nunchuk Controller liefert scheinbar eine Auflösung von 10 Bit. Je nach Anforderungen könnte das bereits ausreichen.
Ansonsten wären z.B. diese Module hier geeignet:
http://www.exp-tech.de/adafruit-trip...14-bit-mma8451
http://www.exp-tech.de/adafruit-lis3...r-2g-4g-8g-16g
Der erste liegt bei 14 Bit, der zweite bei 16 Bit Auflösung. Um den Wertebereich auszunutzen muss man logischerweise die 2g Skalierung verwenden (Gravitation sind ja 1g). Dann fehlt schon ein Bit, aber mit 13 oder 15 Bit müsste man Zehntel Grad hinbekommen... müsste man mal nachrechnen.
In den verlinkten Modulen sind Analog-Digital-Wandler integriert. Die Werte kann man digital über I2C auslesen.
Falls die Messwerte verrauscht sein sollten, kann man immer noch Mittelwerte bilden. Es werden wohl keine hundert oder tausend Messungen pro Sekunde benötigt, wenn man es von einem Display ablesen möchte... dem entsprechend sind auch die Anforderungen an die Rechengeschwindigkeit niedrig, ein Arduino schafft das ;)
Schönen Abend noch,
Bernhard
uups, jetzt verstehe ch, warum mir grad so schwindelig ist.Zitat:
Zitat von oberallgeier
Wenn man die horizontale Achse nimmt, geht die Winkeländerung mit dem Sinus ein - im Nullpunkt also mit maximaler Empfindlichkeit - und ist für kleine Winkel näherungsweise proportional.[/QUOTE]Zitat:
Zitat von oberallgeier
Hey,
@BMS, ja so was hatte ich gedacht.
Der Nunchuck würde verm. auch gehen. Aber hat der nicht analoge Ausgänge.
Ehrlich gesagt hatte ich gehofft, sowas schon in annähernd fertig zu bekommen.
Das Problem ist die Messung findet ca. 5-8m entfernt statt.
Zuerst hatte ich angedacht einen kleinen AVR mit der Messung zu betrauen
und dessen Werte dann an einen weiteren AVR mit Anzeige und Umrechnung zu senden.
Da die Module ja I2C haben sollte das aber gehen ohne den ersten Controller.
Gibt es den z.B. für den Arduino LIBs die aus den g-Werten schon Winkel berechnen.
Ist ja für so einen 8-Bitter schon aufwendig solche trigonometrische funktionen zu berechnen.
Ich habe das mal schnell mit einem ADXL345 mit +-2g (10 Bit Auflösung) implementiert.
Beim ADXL345 ist die Auflösung nicht besser.
2g - 10Bit
4g - 11Bit
8g - 12Bit
16g - 13Bit
Mit einer Kreditkarte (0,75mm) unter dem Breadboard (85mm) ist die Änderung grade mal 2-3 mal so Groß wie das Sensorrauschen.
Die "----------------" Linien sind nachträglich eingefügt.
Erster Abschnitt, eine Seite 0,75mm erhöht
Zweiter Abschnitt, Beim Rausziehen der Karte
Dritter Abschnitt, Breadboard liegt eben auf dem Tisch
(Ob der Tisch im Wasser steht habe ich nicht geprüft)
Damit wäre eine maximale Auflösung von 3-4mm auf 1 Meter möglich (nahe der Waagerechten).Code:h = 0.75mm
Hypotenuse = ca. 85mm
6,3,251
5,3,253
7,3,253
6,3,252
6,2,252
7,3,254
6,3,252
6,4,252
6,3,252
7,3,253
6,3,253
6,4,252
6,4,252
5,4,253
6,5,252
7,4,253
7,4,253
7,4,254
7,4,252
8,3,254
6,4,252
6,4,252
6,3,252
5,5,252
6,3,252
7,4,253
7,3,252
7,3,253
6,5,252
------------------
6,1,254
10,6,252
3,7,250
5,16,243
8,-4,259
4,7,251
13,-3,258
-27,-27,214
3,11,252
4,16,252
5,8,252
4,2,254
5,8,254
5,1,251
5,55,252
6,5,255
2,1,251
1,-1,254
3,3,252
-------------------
4,4,252
5,2,252
4,4,252
4,3,252
3,4,252
4,4,253
4,3,253
4,3,253
3,4,253
3,4,253
3,3,251
4,4,253
5,3,253
4,4,252
4,4,253
3,4,253
4,3,252
5,4,252
3,5,253
4,4,252
3,4,254
3,4,253
3,3,253
4,3,253
2,4,252
4,3,252
Anhang 32179
Und Noch mal der Serial Plott vom Arduino.
Und zum Nachvollziehen:
Code://Zielplatform Arduino Nano v3
//ADXL345 Modul mit I2C 5V
//I2C SCL ist A5 bei Arduino Nano
//I2C SDA itt A4 bei Arduino Nano
// http://forum.arduino.cc/index.php?topic=100287.0
#include <Wire.h>
byte DEVICE_ADDRESS = 0x53; //This address is fixed for the board we use because pin 12 is fixed to GND
byte POWER_CTRL = 0x2D; //Power Control Register
// byte BW_RATE = 0x30 // Data Rate Register
byte DATA_FORMAT = 0x31; //Data Format & Measurement Range Register
byte DATAX0 = 0x32; //X-Axis Data 0
byte DATAX1 = 0x33; //X-Axis Data 1
byte DATAY0 = 0x34; //Y-Axis Data 0
byte DATAY1 = 0x35; //Y-Axis Data 1
byte DATAZ0 = 0x36; //Z-Axis Data 0
byte DATAZ1 = 0x37; //Z-Axis Data 1
byte values[10];
int x,y,z;
unsigned long prev1micros = 0; //Blink LED time
int togglestate = LOW; //Blink LED State
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT); //Blink LED für Funktionskontrolle
Wire.begin(); //Initiate the Wire library and join the I2C bus as a master. This is called only once.
Serial.begin(9600);
// writeRegister(DEVICE_ADDRESS, BW_RATE, 0x1100); //Put the ADXL345 Output Datarate to 400Hz
writeRegister(DEVICE_ADDRESS, DATA_FORMAT, 0x00); //Put the ADXL345 into +/- 2G range by writing the value 0x00 to the register.
// writeRegister(DEVICE_ADDRESS, DATA_FORMAT, 0x01); //Put the ADXL345 into +/- 4G range by writing the value 0x01 to the register.
// writeRegister(DEVICE_ADDRESS, DATA_FORMAT, 0x10); //Put the ADXL345 into +/- 8G range by writing the value 0x10 to the register.
// writeRegister(DEVICE_ADDRESS, DATA_FORMAT, 0x11); //Put the ADXL345 into +/- 16G range by writing the value 0x11 to the register.
writeRegister(DEVICE_ADDRESS, POWER_CTRL, 0x08); //Put the ADXL345 into Measurement Mode by writing the value 0x08 to the register.
/*
Serial.print("Text - ");
readRegister(0x53, 0x32, 4, values);
Serial.println(values[0]);
Serial.println(values[1]);
Serial.println(values[2]);
Serial.println(values[3]);
*/
}
void loop() {
readRegister(DEVICE_ADDRESS, DATAX0, 6, values);
//The ADXL345 gives 10-bit acceleration values, but they are stored as bytes (8-bits). To get the full value, two bytes must be combined for each axis.
//The X value is stored in values[0] and values[1].
x = ((int)values[1]<<8)|(int)values[0];
//The Y value is stored in values[2] and values[3].
y = ((int)values[3]<<8)|(int)values[2];
//The Z value is stored in values[4] and values[5].
z = ((int)values[5]<<8)|(int)values[4];
//Below is an optional section, it maps the raw output to a different range.
// x = map(x, -150, 150, 0, 255);
// y = map(y, -150, 150, 0, 255);
// z = map(z, -150, 150, 0, 255);
//End of optional section.
Serial.print(x, DEC);
Serial.print(',');
Serial.print(y, DEC);
Serial.print(',');
Serial.println(z, DEC);
// Serial.print(',');
// Serial.println(millis());
//Blink LED für Funktionskkontrolle
unsigned long cur1micros = millis();
if (cur1micros - prev1micros >= 200) {
prev1micros = cur1micros;
if (togglestate == LOW){
togglestate = HIGH;
}else{
togglestate = LOW;
}
}
digitalWrite(13, togglestate);
}
void writeRegister(byte device, byte registerAddress, byte value) {
Wire.beginTransmission(device); //Start transmission to device
Wire.write(registerAddress); //Specify the address of the register to be written to
Wire.write(value); //Send the value to be writen to the register
Wire.endTransmission(); //End transmission
}
void readRegister(byte device, byte registerAddress, int numBytes, byte *values) {
byte address = 0x80|registerAddress;
if (numBytes > 1) address = address|0x40;
Wire.beginTransmission(device);
Wire.write(address);
Wire.endTransmission();
Wire.beginTransmission(device);
Wire.requestFrom(device, numBytes); //Request 6 bytes from device
int i = 0;
while (Wire.available()) { //Device may send less than requested
values[i] = Wire.read(); //Receive a byte from device and put it into the buffer
i++;
}
Wire.endTransmission();
}
@i_make_it:
Damit lässt sich doch schon einiges anfangen.
Das sind etwa 0,23° (Rechnung: Winkel=arctan(4mm/1000mm) ).Zitat:
Damit wäre eine maximale Auflösung von 3-4mm auf 1 Meter möglich (nahe der Waagerechten).
Frage an gummi_ente: Welche Genauigkeit und Auflösung sind denn notwendig?
Und noch ein Kommentar zu I2C:
Dieser Bus wurde von den Entwicklern nur für kurze Übertragungsstrecken entworfen,
und war eigentlich für die Übertragung zwischen ICs auf der gleichen Platine gedacht.
Für lange Übertragungsstrecken wird I2C störanfällig, bei 5-8 Metern würde ich es nicht einsetzen.
Dann doch lieber die Übertragung mit zwei Arduinos, z.B. über RS232...
Mit RS232 hat man dann auch die Option, das an einem PC auszulesen (über USB-RS232 Adapter).
Oder wie wäre es kabellos über Bluetooth? Dafür gibt es günstige Module... ;)
Grüße,
Bernhard
i_make_it,
toll. Danke.
Deine Messung ergeben ja eine Genauigkeit von 4mm. 1Grad wären bei 1000mm eine Höhe von 17mm.
Also wäre die Auflösung ja etwa 20-30 zehntel Grad.
Was hat so eine Standardwasserwaage für eine Auflösung wenn die Libelle an den markierten Rand stößt?
Würde man den mit I2C im Fahrzeug ( Motor läuft evtl.) so 5 -8 m überbrücken können?
Alle Achtung - das ist viel besser als ich für möglich gehalten hätte, da lag ich ja mit meiner Erfahrung (BMA020) reichlich neben dem Machbaren, sorry. Das dürfte auch nicht allzu weit von einer (durchschnittlich abgelesenen) Wasserwaage sein, mit der man mit guter Sorgfalt 1°/oo gerade noch ablesen kann. Wenn jetzt neben der Präzision noch die Genauigkeit stimmt dann ist das ja ne prima Lösung! Es ist halt wie so oft - probieren geht über . . . da war ja was *gg*Zitat:
.. mal schnell mit einem ADXL345 mit +-2g (10 Bit Auflösung) implementiert .. Damit wäre eine maximale Auflösung von 3-4mm auf 1 Meter möglich ..
Hallo,
da sollte dann eigentlich noch ein wenig mehr drin sein, es gibt mittlerweile auch günstige Beschleunigungssensoren mit 14 Bit oder 16 Bit Auflösung, sowas z.B.
http://www.st.com/content/st_com/en/...-mki164v1.html
hier die IC-Daten
http://www.st.com/content/st_com/en/.../lis2hh12.html
Es gibt auch Mikrocontrollerboards mit bereits integrierten Sensor, z.B. den Arduino 101 oder bei ARM das FRDM-K64F.
@gummi_ente
Ich denke im Fahrzeug bei laufendem Motor kommen bei 8m nur CAN, RS485 oder Ethernet in Frage.
[Edit]
Vorschläge, ohne Display und störsichere (!) Stromversorgung
Für RS485 z.B. 2 Arduino Micro, mit Transceiver IC MAX485 an Serial1, ordentliches Kabel z.B. für Profibus.
Für CAN z.B. zwei Teensy 3.2 mit Transceiver IC SN65HVD230, gutes CAN Kabel, z.b. Fa. Lapp.
Für Ethernet zwei FRDM-K64F Boards (14 Bit Beschleunigungssensor on Board), ein gekreuztes Ethernetkabel.
I2C habe ich genommen, da bei den ADXL345 Modulen die ich habe, das am schnellsten hingefrickelt war.
Ich selbst will 6 Stück per SPI ansteuern Aber auch unter 200mm Abstand.
Ggf. müsste man überlegen ob man einen Nano an der Meßstelle hat und über den per Zigbee, BT, etc. funken lässt.
Dieser erste Test gibt natürlich nur eine Richtung an. man müsste schon ein ordentlichen Test mit verschiedenen Messreihen durchführen und sehen welche Enflüsse sich wie auswirken.
Die digitalen Wasserwaagen, mit denen ich beruflich arbeite, haben 0,001mm auf 1000mm. Liegen beim Preis aber pro Stück im vierstelligen Bereich.
Hey,
ja ich denke auch Messung und Auswertung vor Ort und mittels Rs485 auf ein Anzeigemodul.
By the way, kennt jemand den MPU 6050. Von den Daten her scheint der nicht schlecht.
Werde mal ein paar dieser Sensoren testen und sehen was sich am besten eignet.
Grüße
Jürgen
Wenn man es richtig macht, sollten auch 5-8m mit I2C realisierbar sein. In jedem DVI/HDMI Kabel lauft ein I2C Bus und das funktioniert millionenfach auch mit 5m Kabeln. Mir stellt sich nur die Frage, warum das nötig ist? Den Neigungswinkel kann ich doch überall messen, der Ort des Sensors spielt doch keine Rolle.
Wenn man auf einfache Art den I2C Bus verlängern will, läßt sich der Bus auf 12V hochsetzen.
Anhang 32183
Dazu kann man den P82B96 oder den PCA9600 verwenden. Aus den 12V kann man dann leicht auch die Versorgung des Sensor machen, Das spart einem eine eine mehrfache Protokollumsetzung mit den Problemen, bis alles läuft.
MfG Klebwax
Hallo zusammen,
kurzes Update. Der MPU 6050 funktioniert tadelos.
Da man die Abtastzeit einstellen kann ist das Rauschen äußerst gering.
Der Sensor liefert einige zusätzliche Werte (Temperatur, usw.)
Hab den an einen Arduino abgeschlossen. Die Lib liefert dann direkt Winkel bis aufs 100stel Grad.
Ich habe mir noch ein paar Bluetoothmodule geordert.
Werden damit versuchen die Daten direkt aufs Handy Tablett zu senden, im Fahrerhaus.
Was für einen App-Builder kann man dafür nutzen?
Grüße
Jürgen