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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Beschleunigungssensor für Rennwagen


Autor: Dominic (Gast)
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Hallo Leute,

Ich bau mit mehreren Studenten zusammen ein Rennauto, dass dann auch 
später einmal in der sogenannten Formular Student fahren soll. Meine 
Aufgabe ist das ABS-System. Ich hab jetzt folgendes Problem und hoff, 
dass vielleicht irgendeiner von euch mir weiterhelfen kann.
Bei uns soll das ABS grob gesagt derart funktionieren, dass aus dem 
Verhältnis von Radgeschwindigkeit zur Fahrzeuggeschwindigkeit eine 
Schlupfregelung erfolgt, so dass der Schlupf ca. auf 6% geregelt wird 
und dementsprechend der Bremsdruck angepasst wird.
Dazu braucht man aber auch einen Beschleunigungsensor, aus dem man die 
aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen kann und die, die ich bis 
jetzt gefunden habe sind zu teuer. Sollte am besten natürlich nichts 
kosten:)
Kann mir da vielleicht jemand weiterhelfen? Firmenvorschläge oder 
vielleicht aktuelle Entwicklungen in Firmen, die in der Testphase 
sind(die würde man vielleicht umsonst kriegen, da die Firma damit ja 
auch Erkenntnisse gewinnen würde) wären hilfreich.
Messbereich sollte im Bereich -50 bis 50g liegen.

Danke schon mal an alle, die sich melden

Grüße, Dominic

Autor: Christoph Budelmann (Firma: Budelmann Elektronik GmbH) (christophbudelmann) Benutzerseite
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Dominic schrieb:
> Dazu braucht man aber auch einen Beschleunigungsensor, aus dem man die
> aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit berechnen kann und die, die ich bis
> jetzt gefunden habe sind zu teuer. Sollte am besten natürlich nichts
> kosten:)

Viele Halbleiterhersteller verschicken kostenlos Samples, ihr müsstet 
als eMail-Adresse nur eure Uni-Adresse verwenden und eventuell gleich 
auf das Projekt verweisen.

> Kann mir da vielleicht jemand weiterhelfen? Firmenvorschläge oder
> vielleicht aktuelle Entwicklungen in Firmen, die in der Testphase
> sind(die würde man vielleicht umsonst kriegen, da die Firma damit ja
> auch Erkenntnisse gewinnen würde) wären hilfreich.
> Messbereich sollte im Bereich -50 bis 50g liegen.

Also wenn ich das grob überschlage, würde ich sagen, dass euer 
Messbereich etwas übertrieben ist... ;-)

Autor: Pete K. (pete77)
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Schau mal bei Freescale, die sind sehr aktiv im Automotive Bereich.

Autor: Nico Sch. (nico22)
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Welchen Gigawatt-Motor wollt ihr denn mit 50 G benutzen? :D

Autor: Erstaunt (Gast)
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Guten abend,

ich bin sehr erstaunt, warum der Messbereich 50 g erreichen soll.
Selbst in der Formel 1 sind es doch "nur"maximal 5 g in Kurven.
http://www.oberstufenphysik.de/mechanik/Formel1.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Beschleunigung 6 g bei Dragstern
Man verschenkt doch enorm Genauigkeit.
Wenn man nur 10 % vom Endwert nutzt, dessen Genauigkeit von 1% vom 
Endwert ist erreicht nur 10% im interessieredem Bereich.

Autor: TManiac (Gast)
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Hallo Dominic,

wie meine Vorredner schon geschrieben haben, sind die 50g "etwas 
übertrieben". Mal als Anhaltspunkt: Sensoren von Fahrwerkssteuergeräten 
sind in der 3g Klasse.

Und da wäre auch mein Vorschlag: Warum holt ihr euch nicht direkt einen 
Inertial-Sensor von einem ABS/ESP? Fragt doch mal bei Conti oder Bosch 
an. Beide sind Sponsoren mehrer FS-Teams.

Gruß,
TManiac
(den es immer wieder krämt, das die Formula Student Germany erst in 
meinen letzten Semester aus der Taufe gehoben wurde)

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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Dominic schrieb:
> Verhältnis von Radgeschwindigkeit zur Fahrzeuggeschwindigkeit eine

Wo bekommt ihr denn die Geschwindigeit her? Wird die nicht von den 
Rädern ermittelt?

mfg.

Autor: holger (Gast)
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>Wo bekommt ihr denn die Geschwindigeit her? Wird die nicht von den
>Rädern ermittelt?

Wenn die durchdrehen nützt sie nicht viel;)

Autor: EinGast (Gast)
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Bosch Sensortec hat ne Reihe Sensoren speziell für Automotive. Bei so 
nem Formula-Student ohne Aerodynamik wirst du irgendwo so bei 1.2 - 1.4g 
Beschleunigung liegen, 50g ist da bestimmt übertrieben.

Autor: Benedikt (Gast)
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Hallo,
zunächst mal wird es für euch unmöglich sein die geschwindigkeit aus 
einem beschleunigungssensor zu berechnen. da zeigt sich mal wieder die 
kluft zwischen praxis und theorie. die mems beschleuniungssensoren 
welche für euch in frage kommen (wenn ihr nicht ordentlich asche 
hinlegen wollt) sind nähmlich mit skalierungsfehlern, offsets, 
missalignment ... behaftet. diese werte sind stochastisch und bei jedem 
sensor, ja bei jeder achse und bei unterschiedlichen temperaturen 
anders. also mit integration der messwerte lauft ihr ganz schnell, ganz 
weit weg!
Raddrehzahlsensoren, dafon 4 stück und dann plausibilisieren eventuell 
damit einen kalman filter stützen der dann den beschleunigungswert 
verarbeiten kann. Viele Grüße Benedikt

Autor: Martin J. (bluematrix) Benutzerseite
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ich würde dir auch den weg von benedikt empfehlen...
Den Beschleunigungssensor würd ich jedoch zur sicherheit zusätzlich 
verwenden.
Um welches Team geht es denn und wie wollt ihr das ABS umsetzen?

Grüße martin

Autor: fsc (Gast)
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Frag mal freundlich bei Bosch nach, die sind sicher so nett und 
verschenken ein paar Muster für ein solches Projekt.

Autor: axeljaeger (Gast)
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Wir haben im letzten Semester mit dem Bosch BMA150 gearbeitet und hatten 
da Samples bestellt. Aber schau mal, was Pollin grad hat: 
http://www.pollin.de/shop/dt/NjU4OTgxOTk-/Bausaetz...

Autor: Guido Körber (Gast)
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Wie schon mehrfach geschrieben wird der Beschleunigungssensor alleine 
nicht reichen. Aber wir hätten einen handlichen der bis +/- 16g geht, 
viel mehr als so ein Rennwagen schafft:
http://www.codemercs.com/index.php?id=134&L=0

Kontaktier uns mal über die Support-Email, wir unterstützen gelegentlich 
auch interessante (Uni-)Projekte mit Mustern.

Autor: Mike (Gast)
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Servus,
bin auch im FS eigentlich sollt ich dir ja nicht helfen aber..... Naja
Also Geschwindigkeit aus Beschleunigugnssensor???
Nicht dass es  nicht geht aber ich glaube kaum dass ihr 4 Angetriebene 
Räder habt und alle gleichzeitig blockieren.
Falls doch vielleicht über ein dn nach dt nachdenken oder so.
Oder einen guten Sponsor suchen :)

Gruß
Mike

Autor: Dominic (Gast)
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Servus,
Also erstmal danke für die ganzen Rückmeldungen.
Ich werd da jetzt mal alles durchgehen und falls es was neues gibt, meld 
ich mich wieder

grüße

Autor: Olli (Gast)
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Wie wäre es mit Drehzahlsensoren an den nicht angetriebenen Rädern? Mit 
Bescleunigungssensoren wird das gar nix. So genau kann man gar nicht 
integrieren um da 6% Schlupf hin zu kriegen. Und in Kurven oder gerade 
beim driften wird es dann spannend.

Autor: Daniel A. (insanity)
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Olli schrieb:
> Mit
> Bescleunigungssensoren wird das gar nix.

Würd ich nicht behaupten.
Sogar Positionserkennung funktioniert mit Beschleunigungssensoren und 
dazu muss das Signal 2x integriert werden.

Playstation und Nintendo machens in deren Controllern ja genau so.
Ein entsprechender Algorithmus und ausgeklügelte Signalfilter sind 
natürlich Grundvoraussetzung.
Ein Beschleunigungssensor würde aber nicht ausreichen, zumindest nicht 
bei einem Auto, da es auch den Neigungswinkel (A/B Achse) ändert, in 
alle Richtungen beschleunigungen (X/Y/Z) erfährt und driftet (C Achse).
Du müsstest also alle linearen und rotatorischen Beschleunigungen messen 
um einen ännähernd aussagekräftigen Wert in einer Achse berechnen zu 
können.

Mit einem 3 Achs-Beschl.-Sensor und 3 Gyros ist es wie gesagt möglich.
Vorgerechnet und vollständig dokumentiert findest du die Algorithmen in 
Patenten von PlayStation und Nintendo, auch Segway hat einiges dafür 
patentiert.

Ich hab mich selbst lange damit außeinandergesetzt für einen Datenlogger 
für Offroad Fahrzeuge.
Ein sehr interessantes Projekt für Flugzeuge hat auch Redbull 
finanziert. Dabei handelt es sich um einen Datenlogger, der die 
Flugkurve des Flugzeuges aufzeichnet, ebenfalls gemessen mit 
Beschl.-Sensoren und Gyros.
Wird anscheinend schon beim Redbull Airrace eingesetzt.

Grunddessen, dass in diesem Bereich schon alles mit Patenten 
zugepflastert ist, hat man wenig chance für ein kommerzielles Produkt. 
Als Uni-Projekt kann man die Informationen natürlich unentgeltlich 
verwenden.

Besonders bei einem Rennfahrzeug sind Beschleunigungsinformationen 
interessant, man könnte also die Daten auch für weitere Analysen 
verwenden.

Autor: Daniel A. (insanity)
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hab noch vergessen zu erwähnen wo du die ICs herbekommst.

Analog.com - Stichwort MEMS und Gyroscope
und freescale.com

Die geben bei den meisten Produkten Samples ab, hab selbst viele von 
beiden Firmen bekommen.

Autor: its (Gast)
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Auf Ubooten und bei Flugzeugen mit taktischen Waffen wird das auch so 
gemacht.
Allerdings spielen die Sensoren eine Liga höher und müssen dann die 
Drift über zwei Stunden bis zu Wochen halten. Die Sensoren von dort sind 
zum Teil auch verfügbar, die Signalverarbeitung ist ein wenig komplexer. 
Ihr benötigt die Informationen sicher nicht, die Kfz Branche zeigt es 
geht anderst.

Ich würde da einfach mal ein wenig in den Anleitungen zu neueren PKWs 
(Golf 6 etc.) schauen, dort gibt es Servicehefte mit Erklärung (gibts zu 
kleinem Geld im Netz).

Um die vier Radsensoren und Getriebesensor kommt man so schnell nicht 
herum. Evtl. noch sehr schnelles GPS. Die Radsensoren sollten auch kein 
Problem sein, ist ja schon beim Auto billigst realisiert.

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