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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kreiselsystem/Gyro


Autor: Max (Gast)
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Weiß jemand, wo man einen Kreisel mit analoger Ausgangsspannung bekommt?
Diese analoge Spg. würde ich dann über den ADC im AVR als Indikator für 
die Querlage nehmen, und gegensteuern.
Danke
Max

Autor: Zoltan (Gast)
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Hallo Max,

wenn Du nur die "Querlage" messen willst, kann man auch einen 
Incliniometer verwenden. Ich baue grad eine Regelung für mein Modell 
U-Boot. Den Schaltungsteil mit dem Neigungssensor habe ich grad eben 
hier gepostet, weil ich Probleme mit dem Temperatur Drifts habe. 
Ansonsten kann ich mit einer Auflösung von 0.1 Grad die Neigung messen. 
(Analog Ausgang 0..4V)
Das ganze kostet so um die 5 Euro.

Im Ahang noch ein Bild von der eigentlicher selbstgebauter "Messkammer".

Gruss
Zoltan

Autor: Christian (Gast)
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Hey - dein Inclinometer ist ja toll!
Funktioniert aber nur bei geringer Beschleunigung??

Von Analog devices (freie Muster..)gibts einen ADXRS150 bzw. ADRS300 - 
sehr tolles Teil, allerdings im BGA Package.

Was soll der Drehratesensor überhaupt messen?? Wlecen Messbereich -. 
welche Anwendung??

schau mal hier:

http://www.fastascent.com/Projects/Guidance/Rate_G...

mfg

Christian

Autor: Zoltan (Gast)
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Hi Christian,


>Funktioniert aber nur bei geringer Beschleunigung??
Für einen Hubschrauber würde ich es nicht empfehlen. Ich weis nicht was 
MAX messen will(?) Für einen Uboot reichts allermahl.

>ADXRS150
An dem Gyro "stört" mich der Preis. $33,00.

>Drehratesensor
???

>Messbereich, Anwendung
90°, Uboot für Tiefenkontrolle waagerecht halten.

http://www.sensorsmag.com/articles/0500/120/main.shtml

Autor: Michael von Gersdorff (Gast)
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Hallo Max

Die Kreisel messen Drehgeschwindigkeiten. Damit läßt sich nicht ohne 
weiteres eine Lage Stabilisieren sondern nur eine Drehgeschwindigkeit 
dämpfen. Für Dich wäre ein Beschleunigungsmesser, horizontal eingebaut, 
besser.
Beispiel der ADXL150 von Analog Devices.
Gruß
Michael

Autor: Max (Gast)
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Danke mal für die Ideen.
Mein Ziel ist, ein GPS-gesteuertes Modellflugzeug mehreren 
vorprogrammierten Punkten nachfliegen zu lassen. Damit ich nun von einem 
passierten Punkt den nächsten ansteuern kann, möchte ich mit einem 
Kreisel immer die Querlage überprüfen und eventuell nachregeln.
So das ich eine max. Lage von 30°(links+rechts) nicht übersteige, wenn 
der nächste Punkt auf z.B. "8Uhr" liegt, damit das Flugzeug nicht 
instabil wird. Aber auch bei geringen Kursanpassungen, die andauernd 
nötig sein werden, muß ich die Lage kontrollieren, da ich nicht 
irgendeinen unkontrollierten Querruderausschlag setzen will. Außerdem 
wäre dann das System lernfähig und somit in theoretisch jedem Modell 
anwendbar. Man setzt einen Querruderauschlag und mit dem Kreisel messe 
ich die Winkeldifferenz/Zeit. Dasselbe gilt für die Höhensteuerung.
Also ich bräuchte einen Meßbereich von -50° bis +50° von der 
Normalfluglage, somit 0-5V oder -5V bis +5V (je nachdem was es für 
Kreiselsysteme gibt).
Ich könnte mir vorstellen das solche Kreisel ja komplette 360° 
verarbeiten können?!
Bitte um weitere Vorschläge.

danke
Max

Autor: Zoltan (Gast)
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Max, da hast Du aber was vor. Anstelle des Flugzeuges wäre ein Ballon, 
(oder ein Uboot :) ) am Anfang einfacher, da es nicht so einfach 
abstürzt??
Tolles Projekt!
Gruss
Zoltan

Autor: Max (Gast)
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Da hab ich keine Angst!
Fliege schon seit längerer Zeit und bin auf der Suche nach dem nächsten 
Kick.
Siehe:
http://members.chello.at/markus-huber

Autor: hebel23 (Gast)
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Hi Max,

von Murata gibt es Gyroskope mit der Bezeichnung "Gyrostar". Die sind 
zwar nicht ganz billig (ca. 40EUR), aber dafür sehr klein und leicht und 
wären sicher so für Deine "fliegende Anwendung" ideal.
Der Ausgang ist analog, Empfindlichkeit 0,67mV/°/s.

Infos unter:
http://www.murata.com/catalog/s42e2.pdf

Gruß Andreas

Autor: Max (Gast)
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Danke für den Link, aber das ist ein Winkelgeschwindigkeitssensor, der 
mir nicht sagt in welchem Winkel ich nun von einer Normallage abweiche.
Von diesen Winkelgeschwind. sensoren gibts ja genügend wie oben schon 
ein Link darauf verweist.

Autor: hebel23 (Gast)
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Hallo Max,

aus der Winkelgeschwindigkeit lässt sich über eine Integration über die 
Zeit eine Winkelinformation berechnen. Wo ist das Problem?

Gruß Andreas

Autor: Christian (Gast)
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das problem ist, dass durch die integration ein fehler entsteht, der 
immer und immer wieder aufsummiert wird und bereits nach kurzer zeit das 
messergebnis unbrauchbar macht - ein beschleunigungsaufnehmer muss für 
sowas dagegen nicht integriert werden.....

mfg

Christian

Autor: Max (Gast)
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Eine Art künstlicher Horizont wie aus echten Flugzeugen müßte her. Die 
halten ja auch ihre Ursprungsposition und geben ein entsprechendes 
Signal aus.

Autor: Zoltan (Gast)
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Das könnte Dich interessieren:
http://www.mil.ufl.edu/projects/avigator/

Autor: hebel23 (Gast)
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>>das problem ist, dass durch die integration ein fehler entsteht,...

Hallo Christian,
da gebe ich Dir Recht - dass ist wirklich ein Problem. 
Beschleunigungssensoren sind jedoch auch mit Vorsicht zu genießen. Da 
man den Horizont ja durch die 1g Beschleunigung in Richtung Erde 
ermittelt und das Flugzeug sich ja sicher nicht immer gleichförmig 
bewegt, addiert sich die Beschleunigung des Flugzeuges zu den 1g in 
Richtung Erde vektoriell dazu. Und schon ist der künstliche Horizont 
futsch.
Ideal ist wohl eine Kombination aus Gyroskopen und 
Beschleunigungsmessern - da die sich gegenseitig korrigieren können.

Gruß Andreas

Autor: Max (Gast)
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Dieses Problem, dass der künstliche Horizont mit der zeit futsch ist, 
ist eigentlich kein Problem. Wenn man mit GPS-Daten fliegt, kann man den 
Horizont ja nachkalibrieren, indem man versucht einige Punkte die in 
einer Geraden liegen anzusteuern. Währenddessen nehme ich die Daten vom 
k.Hori. auf und mittle sie.

Autor: Michael von Gersdorff (Gast)
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An die Runde
Ich gaube daß es nicht möglich ist solch ein System (kreisel mit Stüzung 
durch Beschleunigungsmesser) als Privatperson zu realisieren da der 
Aufwand enorm ist. Solche Systeme heißen "Strap-down" Systeme und es 
gibt diese ab ca 30.000 EU zu kaufen. Es sind dort 3-Laserkreisel und 3 
Beschleunigungsmesser eingebaut (hochgenaue) und die Geräte haben ein 
Volumen von ca 3 Liter und es ist jede Menge Software drin. Die einzige 
Möglichkeit die ich sehe ist ein eigenstabiles Flugzeug zu bauen 
(starker V-Flügel) welches nur mit dem GPS-Signal auf Seiten/Querruder 
wirkend , allerdings nur mit soviel Authorität daß die Kurven nicht zu 
eng werden, von selbst bestimmte Strecken fliegen kann. Das wäre 
ziemlich einfach da aus den GPS-Geräten alle dazu erforderlichen Daten 
über RS232 kommen.
Grüße
Michael

Autor: Christian (Gast)
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Servus,

Gegenbeweise:
http://autopilot.sourceforge.net/
diese homepage ist von privatmenschen, denen es mit avr controllern 
gelungen ist einen Modellhubschrauber mit 3 drehrate und 3 
beschleunigungssensoren zum schweben zu bringen - geplatn ist ein 
autonomer flug......

http://perso.wanadoo.fr/laforest/drone/drone.htm
auch proivatmann (leider franzose)

http://www.genesys-offenburg.de/archiv/iss/inertial.htm
hier gibts ein paar allgemeine infos, für leute, die mehr wissen 
wollen....

http://www.electronic-engineering.ch/study/ins/ins.html
sehr interessante seite, die sich auch mit den messfehlern preiswerterer 
gyros und beschleunigungssensoren beschäftigt (gibt ganz unten am 
dokument auch auf deutsch zum runterladen)

Meiner Meinung nach hat Michael  grundsätzlich recht - ein gps alleine 
reicht aber vermutlich nicht aus bei starken windböen oder ähnliches wo 
kurz ein kräftiger richtungswechsel auftritt, der per gps nicht so gut 
und vor allem schnell erfasst werden kann, wie mit einem drehratesensor 
zum beispiel....

mfg

Christian

Autor: Zoltan (Gast)
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Autor: Michael von Gersdorff (Gast)
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Hallo Christian

Ich akzeptiere Deinen "Gegenbeweis" allerding gist das was auf der 
"sourceforge" Webseite zu finden ist schon sehr proffesionell. 
Insbesonders der Bereich Kallman filter der für das Lage-Referenz system 
(ahrs)benötigt wird. Sa hat wohl jemand mitgearbeitet der aus der 
Branche kommt.
Trozdem, danke für den Link, ich kannte ihn nicht obwohl ich selbst 
schon nach Kallman-filter gesucht habe.
Gruß
Michael

Autor: Christian (Gast)
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Hallo Michael ,

das mit dem "Gegenbeweis" war keinesfalls bös gemeint - meine Wortwahl 
war ein wenig schlecht..... Wollt' nur zeigen, dass es doch möglich ist 
(wenn auch sehr aufwendig.....) Das mit sourceforge ist auch recht 
professionell - hast recht, aber es sind nur ein paar Privatleute, die 
einfach Ahnung haben.....

mfg

Christian

Autor: Dirk Abel (Gast)
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Hallo,

ein befreundeter Unfallrekonstrukteur möchte folgendes tun:

Er möchte auf einem Motorrad die Seitenneigung messen.

Wir haben schon Erfahrung mit den Analog-Devices Beschleunigungssensoren 
im PKW Bereich. Ich habe ein Meßsystem mit serieller Schnittstelle für 
Geschwindigkeit, Längs- und Querbeschleunigung gebaut/programmiert, er 
dann aus diversen Meßfahrten mit dem PKW eine Diplomarbeit erstellt.

Das Problem ist folgendes:
Beim PKW haben wir die Seitenneigung des Fahrzeugs und damit den Einfluß 
auf die Querbeschleunigung teilweise vernachlässigt und teilweise über 
Messungen der Fahrzeugneigung bei verschiedenen Kurvengeschwindigkeiten 
und -radien rausgerechnet.

Auf dem Motorrad sieht die Sache nun deutlich anders aus. Eine statische 
Neigung ist mit dem AD Sensor ja problemlos möglich, da die Meßachse bei 
Neigung ja ins Erdfeld eintaucht - fertig.
Wenn das Motorrad aber fährt, kommt der Vektor für die 
Querbeschleunigung hinzu - was nun.

Hat jemand eine Idee??

Gruß Dirk

Autor: Milchknilch (Gast)
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Da fällt mir spontan nur die Messung per Kreisel ein. Im Modellbau gibts 
sowas für Hubschrauber.

Autor: Manfred Deutzer (Gast)
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Hallo,
ich suche ein System zum Erfassen der seitlichen Neigung und der
Neigung in Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeuges (Straßenbahn bzw.
Eisenbahn) während der Fahrt. Die geforderte Genauigkeit:
Gleisüberhöhung kleiner 0,5 mm bei einer Spurweite von 1450 mm
Wer kann mir hlefen.

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