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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beschleunigungssensoren


Autor: Stefan Vonderschmidt (Gast)
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Servus,

ich bin auf der Suche nach Beschleunigungssensoren die nur dynamische
Beschleunigungen messen (also keine Erdbeschleunigung).
Allerdings sollten diese Sensoren auch nicht zu groß sein. Ein Sensor
in der Größe eines MEMs Sensors wie dem ADXL311 wäre ideal.
Gibt es sowas? Oder mit was für einer Größe müsste ich rechnen?.
Oder gibt es eine Möglichkeit die Schwerkraft rauszurechnen (habe
allerdigs keine Lageinformation und Beschleunigungen soll in 3
Dimensionen aufgenommen werden)?
Wenn mir jemand von so einem Sensor Namen nennen könnte und vielleicht
den Hersteller wäre echt super!

Mfg

Stefan

Autor: Lutz Müller (Gast)
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Hallo,
die Erdbeschleunigung müßtest Du schon anhand des Datenblattes des
Sensors rausrechnen können (bei einem ruhenden System). Die dynamische
Komponente sollte dann aber auch 100 % in die Dimension der
Erdbeschleunigung gehen, dann geht´s.

Bei einem geneigten oder bewegten System wird´s dann aber langsam
komisch:
1.) Eine Neigung des Sensors zur Erdachse (links oder rechts drehen):
Du bekommst dann ja die Erdbeschleunigung in 2 Dimensionen aufgeteilt.
2.) Beim Bremsen oder Beschleunigen oder auch nur beim Neigen nach
vorne oder hinten kommt dann auch noch eine Komponente in der 3.
Dimension dazu.

Ergo: Das ganze ist nur herausrechenbar, wenn Du auch eine exakte
Angabe Deines Sensors im Dreidimensionalen Raum hast.

Ein Sensor, der schon die Erdbeschleunigung rausrechnet, ist
theoretisch auch nur ab einer gewissen Ungenauigkeit möglich, da die
Erdbeschleunigung ja nicht überall auf der Erde gleich ist oder sich
z.B. auch beim Fliegen ändert (der Grund ist beide male der
unterschiedliche Abstand zur Gravitationsquelle).

Gruß
Lutz

Autor: Michael von Gersdorff (Gast)
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Hallo Stefan
Ich weiß nich was Du machen willst aber Du könntest beispielsweise die
statischen Anteile über einen Hochpaß abtrennen.

Autor: Stefan Vonderschmidt (Gast)
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Hi,
ich will die Sensoren in einen Datenhandschuh einbauen!
Das heißt, dass sich die Sensoren frei im Raum bewegen können.
Die Erdbeschleunigung kann ich also nur herrausrechnen wenn ich die
genaue Position habe. Mit einem Hochpass funktioniert es auch nicht, da
ich den Handschuh auch drehen kann und der Sensor mir dann eine (nicht
vorhandene) Beschleunigung in Richtung der Erdbeschleunigung ausgibt
(is ja dann auch ne Änderung), oder?.
Gibt es Sensoren die nach einem anderem Prinzip funktionieren, so dass
ich nur dynamische Werte erfasse?

Gruß
Stefan

Autor: Stefan (Gast)
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Nochmal zum Hochpass, ich glaube das könnte funktionieren.
Kannst du das vielleicht noch mal genauer beschreiben?
Der Hochpass filtert mir also alle statischen Beschleunigungen raus, so
dass ich am Ende die Richtung bekomme in die der Handschuh sich gerade
bewegt?

Gruß Stefan

Autor: Michael (Gast)
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Hallo,


die ADXL... Teile geben je nach Lage ein Gleichspannungssignal raus.
Wenn ich jetzt dieses Signal über einen Kondensator(CR-Glied) an einen
Controller oder was auch immer hänge, dann kriege ich doch nur die
dynamische Beschleunigung!
Allerdings brauchst du dann eine große Zeitkonstante wenn du die
langsamen Bewegungen erfassen willst....müsste man probieren was da
möglich ist!


Gruß

Michael

Autor: Stefan R. (Gast)
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Hallo,

ich habe mich vor langer Zeit auch mal mit sowas beschäftigt. Ich
glaube nicht, daß die Sache nur mit Beschleunigungssensoren klappen
kann. Selbst wenn du aus den Beschleunigungswerten die Position
berechnen kannst (Das Problem ist schonmal: um die Position zu
bekommen, muss man die Beschleunigung zweimal integrieren
("aufleiten"), da ja die Geschwindigkeit das Integral der
Beschleunigung und der Weg wiederum das Integral der Geschwindigkeit
ist. Dadurch reichen schon kleine Toleranzen, um das Ganze wegdriften
zu lassen). Zumal du ja noch das Problem hast, daß der Handschuh sich
nicht nur im 3D-Raum verschieben kann, sondern auch Bewegungen um die
Nick-, Roll- und Gierachse machen kann, wenn du ihn drehst. Dann
stimmen die ganzen Berechnungen nicht mehr. Wenn du auf die absplute
Position verzichten kannst und NUR diese Drehbewegungen haben willst,
das geht: Es gibt so einen 3D-Helm namens VFX1 (oder so ähnlich, mußt
mal googeln), der macht das auch nur mit Beschleunigungssensoren. Gut,
bei einem Helm ist das vielleicht verschmerzbar, aber in nem Handschuh
will man ja schon auch die absolute Position. Dazu gibt es soweit ich
weiß zwei Möglichkeiten:
1. So wie der Nintendo Powerglove (googeln!): Das war vor Jahren mal
so ein Handschuh von Nintendo, der hatte einfach am Handschuh einen
Ultraschallempfänger und dazu einen feststehenden Rahmen, der z.B. am
Monitor befestigt wurde, in dem drei Ultraschallsender eingebaut waren.
Durch Laufzeitmessung kann der die Position bestimmen. Drehungen wurden
afaik nicht ausgewertet, könnte man evtl. mit Beschleunigungssensoren
machen, s.o. Es gab auch viele Projekte, die sich damit bveschäftigt
haben, das Nintendo-Interface an einen PC anzupassen. Evtl. kannst du
ja noch so einen Handschuh günstig bei ebay usw. auftreiben.

2. Die Luxus-Lösung: Aufbau in der Art von:
http://www.vrealities.com/fastrak.html
Damals, als die ganze VR-Sache angesagt war, war die Firma Polhemus DER
Hersteller von den Dingern. Musst mal danach googlen, ich habe irgendwo
mal eine genaue Beschreibung gehabt, wie die Dinger funktionieren
(bitte hier posten, wenn du was gefunden hast, interessiert mich
auch!). Im Prinzip hat man zwei kleine Kästchen, eins feststehend
montiert als Referenz, eines am Handschuh. In jedem dieser Dinger
befinden sich drei zueinander rechwinklig angeordnete Spulen. Das
mobile Kästchen am Handschuh arbeitet als Empfänger, das feststehende
als Sender. Nun wird die erste Spule des Senders mit einer
Wechselspannung erregt (evtl. sind die Dinger auch mit einem
Kondensator auf ne bestimmte Frequenz abgestimmt, also Schwingkreise),
und die Spannungen in allen drei Spulen des Empfänger gemessen. Das
macht man nacheinander mit allen drei Sendespulen und bekommt somit
insgesamt neun Messmwerte. Aus diesen (und das ist der Trick!) kann man
nun alle sechs Achsen berechnen, also nicht nur x,y,z, sondern auch
Drehungen um alle drei Achsen!

Gruß,
Stefan

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