Suche nach Neigungssensor

[HaWe]

Hallo Matthias,
ich habe hier grad einen ADXL-330 auf dem Tisch und der gibt mir analoge Spannungen raus.
Eigentlich ist das ja ein Beschleunigungssensor, demnach dürfte bei Stillstand da eigentlich nichts passieren ?
Siro

nicht ganz!
Falls waagerecht montiert: auf der senkrechten Achse müsste er 1 G ausgeben (Erdbeschleunigung), ansonsten (waagerechte Achse(n) ) 0 G
(bzw. dazu die analoge ADC-Referenz).
Wenn er langsam gedreht wird, müssten die Werte der senkrechten Achse also abnehmen und mindestens die einer der waagerechten Achsen zunehmen.
Wenn er hin und her geschüttelt wird: in die 1 Richtung Zunahme, in die andere Richtung Abnahme des Ruhewertes



PS,
der Messwert (Erdbeschleunigung bei Drehung) müsste sich (für eine Horizontalachse) mit dem Sinus des Anstellwinkels erhöhen (90°: pos. Maximalwert, -90° negativer Maximalwert).

Als Beschleunigungssensor ist der aber absolut nicht dazu geeignet, als Dreh-Sensor zu dienen, da er auch von linearen Bewegungen/Beschleunigungen beeinflusst wird.
Als Drehsensoren sind nur Gyrosensoren geeignet.

[Siro]

@HaWe:
Mit dem Sinus hast Du natürlich recht.
Sinus 90 ist 1 also entsprechend 0,307 Volt
Sinus 45 ist 0,707 demnach 0,307 * 0,707 = 0,217
dass deckt sich genau mit meiner Messung.

Dann ist:
Winkel = arcsin(Umess / U90Grad)
also der Acrussinus vom Quotienten der gemessenen Spannung zur Spannung beim Winkel von 90 Grad.
Der Offset (Nullpunkt) muss natürlich bei jeder Messung abgezogen werden.

Kalibrierung:
Nullmessung = Offset in Ruhelage 0 Grad
Offset = 1,473 Volt

Spannung bei 90 Grad messen = 1,780 Volt
den Offset abziehen Umess90 = 1,780 - 1,473 = 0,307 Volt
Umess90 also 0,307 Volt

Nun kann der Winkel anhand einer gemessenen Spannung ermittelt werden:
Spannung messen
z.B. 1,691 Volt
den Offset abziehen
1,691-1,473 = 0,218
Winkel berechnen:
arcsin(0,218 / 0,307) = 45,24 Grad

Stimmt das so ? Siro und Mathe sind zwei Welten...

Ich habe nochmal rein STATISCHE Tests gemacht und ein Schild für die Ausrichtung drauf geklebt:

Anhang 35215

Die entsprechenden statischen Spannungswerte:
Flach liegend:
X = 1,473 Volt
Y = 1,505 Volt
Z = 1,839 Volt

nach links gekippt 90 Grad
X = 1,781 Volt
Y = 1,501 Volt
Z = 1,551 Volt

nach rechts gekippt 90 Grad
X = 1,167 Volt
Y = 1,501 Volt
Z = 1,554 Volt

nach hinten gekippt 90 Grad
X = 1,475 Volt
Y = 1,183 Volt
Z = 1,554 Volt

nach vorne gekippt 90 Grad
X = 1,474 Volt
Y = 1,816 Volt
Z = 1,556 Volt

[HaWe]

wie gesagt, einen Beschleunigungssensor (Accelerometer) kann man nicht vernünftig als Dreh- bzw. Neigungssensor verwenden, daher macht das alles wenig Sinn.
Als Dreh/Neigungssensor muss man stattdessen einen Gyro-Sensor verwenden, aber so einer wurde ja inzwischen bereits auch schon genannt (CMIIW).

[Klebwax]

wie gesagt, einen Beschleunigungssensor (Accelerometer) kann man nicht vernünftig als Dreh- bzw. Neigungssensor verwenden, daher macht das alles wenig Sinn.

Was bedeutet hier "Dreh-"? Ich vermute mal "Drehrate". Das ist eine Winkelgeschwindigkeit bzw. eine Drehzahl. Eine Neigung ist ein Winkel. Obwohl in beiden das Wort Winkel vorkommt, sind das zwei unterschiedliche Dinge.

Als Dreh/Neigungssensor muss man stattdessen einen Gyro-Sensor verwenden, aber so einer wurde ja inzwischen bereits auch schon genannt (CMIIW).

Hier werden schon wieder die zwei Größen vermischt, die nichts miteinander zu tun haben, außer das in beiden das Wort Winkel vorkommt.

Ein Gyro misst die Drehrate, die Winkelgeschwindigkeit. Wenn sich nichts dreht, misst eine Gyro gar nichts. Wenn du ein Gyro auf einen Tisch legst, kannst nicht feststellen ob er horizontal ist. Du kannst maximal fest stellen, daß er nicht rotiert. Selbst wenn du ihn translatorisch bewegst ist die Drehrate Null und er misst nichts.

Ein Accelerometer misst, wie der Name schon sagt die Beschleunigung. Und wenn das Teil in Ruhe ist, misst es nur die Erdbeschleunigung. Das ist wie bei einem Lot, ist es in Ruhe, zeigt es zum Erdmittelpunkt. Und da man als Neigungswinkel den Winkel (bzw die Winkel in X und Y, wenn es um eine Fläche geht) zu dieser Richtung versteht, ist ein Accelerometer, ein Lot das Messgerät für den Neigungswinkel.

MfG Klebwax

[HaWe]

Drehung (aka Neigung) bedeutet Drehung um einen best. Winkel;
welche Werte Gyrosensoren über ihre Libs "liefern", hängt von den Libs und ggf. on-board dmps (digital motion processors) ab.
Zwar messen die meisten Gyrosensoren als Raw-Werte die Drehrate (aka Winkelgeschwindigkeit, Rotationsgeschwindigkeit), diese werden aber von den Libs (oder dmps) zu Drehwinkeln umgerechnet (Integration über t), viele stellen dann sogar die ausgerechneten Eulerwinkel für den Nutzer zur Verfügung; das gilt z.B. sowohl für die Arduino-Libs zum MPU6050 als auch CMPS11 etc.
https://github.com/jrowberg/i2cdevli...rduino/MPU6050
https://www.robot-electronics.co.uk/htm/cmps11i2c.htm
Auch die Raspi-Libs (die oft von Arduino-Libs abgeleitet sind, z.B. per wiringPi) tun dies auf diese Weise:
https://github.com/richardghirst/PiB...PU6050-Pi-Demo

Falls die Libs oder dmps die Integration nicht "automatisch" durch interne Funktionen errechnen, muss man die Raw-Werte selber integrieren, um den Dreh-/Neigungs-Winkel der betr. Achse aus der Rotationsgeschwindigkeit zu erhalten.
Was die hier gesuchten analogen Sensoren liefern, kann man ntl nicht vorhersagen.

Ein Accelerometer aber ist ungeeignet als Dreh-/Neigungssensor -
und wenn überhaupt: dann nur nach jeweiliger 100%iger Kalibrierung auf die Horizontale (oder Vertikale) vor jeder Messung, und dann auch nur, wenn das Gerät niemals bei der Messung linear hin oder her bewegt wird.

PS,
was die MPU- oder CMPS-Sensoren angeht:
Hier muss man auch beachten, dass beide keine "reinen" Gyrosensoren sind, sondern die intern durch Zusatzsensoren wir Kompass oder Accelerometer zusätzlich via Sensorfusion und Kalmanfiltern stabilisiert werden.
Aber auch das muss ja für die hier gesuchten analogen Sensoren nicht ebenfalls zutreffen.

[Klebwax]

Drehung (aka Neigung) bedeutet Drehung um einen best. Winkel;

Also eine Drehbewegung, etwas dynamisches. Eine Neigung ist nichts dynamisches. Das "aka" hier ist also Unsinn. Eine Straße hat einen festen Neigungswinkel, da dreht nichts. Ein schräges Dach ist auch nicht gedreht worden. Wenn du technische Dinge beschreibst, solltes du sorgfältiger formulieren.

welche Werte Gyrosensoren über ihre Libs "liefern", hängt von den Libs ab.

Unsinn. Eine Gyroskop misst physikalisch die Drehrate. Nichts anderes.

Zwar messen die meisten Gyrosensoren als Raw-Werte die Drehrate (aka Winkelgeschwindigkeit, Rotationsgeschwindigkeit), diese werden aber von den Libs zu Drehwinkeln umgerechnet (Integration über t),

Hier ist das "aka" sogar richtig. Und es sind nicht die meisten, sondern alle. Das steckt schon im Namen Gyroscope drin. Du schreibst hier "umgerechnet", also nicht gemessen. Richtiger wäre aber "aus einer Reihe von Messwerten errechnet". Und daß sich bei einem Integral die Fehler aufsummieren, ist dir sicher auch bekannt. Praktisch ist dieser errechnete Wert daher eher unbrauchbar. Auch eine noch so trickreiche Software kann die Physik nicht aushebeln. Will man ihn doch benutzen muß man ihn ständig auf die Horizontale kalibrieren, z.B. mit einem Accelerometer.

Was die hier gesuchten analogen Sensoren liefern, kann man ntl nicht vorhersagen.

Man schon, du möglicherweise nicht. Die drei Werte sind die drei Komponenten des dreidimensionalen Vektors der Beschleunigung. Wenn der Sensor sonst nicht beschleunigt wird, ist das die Erdbeschleunigung. Diese kann man nach den bekannten mathematischen Regeln in die Winkeldarstellung mit zwei Winkeln und einem Betrag umrechnen (Koordinatentransformation). Der Betrag ist sogar bekannt, 9,81 m/s² oder 1G.

Real-world usage best illustrates the differences between these sensors. Accelerometers are used to determine acceleration, though a three-axis accelerometer could identify the orientation of a platform relative to the Earth's surface

Ein Accelerometer aber ist ungeeignet als Dreh-/Neigungssensor

Als Drehratensensor ist er ungeeignet, so wie eine Wasserwaage auch, als Neigungssensor ist er perfekt, wie Lot und Wasserwaage.

Hier muss man auch beachten, dass beide keine "reinen" Gyrosensoren sind

Was heißt "rein"? Der MPU ist ein Accelerometer und ein Gyroscope in einem Chip.

The MPU-60X0 is the world’s first integrated 6-axis MotionTracking device that combines a 3-axisgyroscope, 3-axis accelerometer ...

Da kann man dann leicht das Gyroscope mit dem Accelerometer auf die Horizontale kalibrieren. Das geht natürlich genauso, wenn Gyro und Accelerometer getrennte Chips sind.

MfG Klebwax

[Holomino]

Das hier
https://www.pieter-jan.com/node/11
sieht doch recht übersichtlich aus. In Verbindung mit einem Controller mit DAC oder PWM+RC-Glied könnte man auch die analoge Ausgabe (zumindest bis 5V) gestalten.
Frage wäre nur, wie genau der TO es braucht.

[HaWe]

Also eine Drehbewegung, etwas dynamisches. Eine Neigung ist nichts dynamisches. Das "aka" hier ist also Unsinn. Eine Straße hat einen festen Neigungswinkel, da dreht nichts. Ein schräges Dach ist auch nicht gedreht worden. Wenn du technische Dinge beschreibst, solltes du sorgfältiger formulieren.


Unsinn. Eine Gyroskop misst physikalisch die Drehrate. Nichts anderes.



Hier ist das "aka" sogar richtig. Und es sind nicht die meisten, sondern alle. Das steckt schon im Namen Gyroscope drin. Du schreibst hier "umgerechnet", also nicht gemessen. Richtiger wäre aber "aus einer Reihe von Messwerten errechnet". Und daß sich bei einem Integral die Fehler aufsummieren, ist dir sicher auch bekannt. Praktisch ist dieser errechnete Wert daher eher unbrauchbar. Auch eine noch so trickreiche Software kann die Physik nicht aushebeln. Will man ihn doch benutzen muß man ihn ständig auf die Horizontale kalibrieren, z.B. mit einem Accelerometer.



Man schon, du möglicherweise nicht. Die drei Werte sind die drei Komponenten des dreidimensionalen Vektors der Beschleunigung. Wenn der Sensor sonst nicht beschleunigt wird, ist das die Erdbeschleunigung. Diese kann man nach den bekannten mathematischen Regeln in die Winkeldarstellung mit zwei Winkeln und einem Betrag umrechnen (Koordinatentransformation). Der Betrag ist sogar bekannt, 9,81 m/s² oder 1G.





Als Drehratensensor ist er ungeeignet, so wie eine Wasserwaage auch, als Neigungssensor ist er perfekt, wie Lot und Wasserwaage.



Was heißt "rein"? Der MPU ist ein Accelerometer und ein Gyroscope in einem Chip.



Da kann man dann leicht das Gyroscope mit dem Accelerometer auf die Horizontale kalibrieren. Das geht natürlich genauso, wenn Gyro und Accelerometer getrennte Chips sind.

MfG Klebwax

Klebwax, du bist mal wieder ein Besserwisser und ***** par excellence.
Wenn ich etwas neige, dann drehe ich es, dadurch ist es gedreht, und wenn ich einen Gegenstand drehe, dann ist er dadurch gegenüber vorher geneigt.
Außerdem liefern manche Gyrosensoren mit bestimmten Libs nur Drehraten als Raw-Werte, während andere auch Drehwinkel oder Eulerwinkel liefern, selbstverständlch hängt das von den verwendeten Libs und ggf ihren dmps ab, das wirst du kaum in Frage stellen können, also was soll hier deine blöde Herumschwätzerei?
Außerdem wirst auch du hier kaum für alle Analog-Sensoren, die der Suche des OP entsprechen, hier generelle und generalisierte Aussagen zu ihren Messwerteanzeige-Möglichkeiten treffen können, höchstens einzeln für jeden speziellen, wenn du alle verfügbaren Libs kennst oder selber schreiben kannst - was ich bislang aber noch nicht erkenne.
Alles zeigt nur eins: du laberst hier aus Prinzip herum, um Beiträge zu diskreditieren, ohne dir Mühe zugeben, zweckdienliche konstruktive Lösungen zu aufzuzeigen.