Guten Tag Ich habe mir ein zwei Achsen Gyroskop gekauft: Link zum Produkt: https://www.mikroe.com/gyro-4-click Mein Ziel wäre es aus diesem Gyroskop eine Wasserwage zu programmieren. Doch ich bin mir nicht sicher ob das geht, weil ich es so verstehe, dass man die Winkelgeschwindigkeit messen kann, was mir aber für meine Wasserwage nichts bringen würde. Wisst ihr ob es möglich wäre eine Wasserwage daraus zu bauen und irgendwie aus der Winkelgeschwindigkeit die Grad ermitteln könnte. Freue mich auf eure Antworten.
Für eine Wasserwaage nimmt man am einfachsten einen 2-achsigen Beschleunigungssensor. Damit kann der (statische) Winkel gegenüber der Erdbeschleunigung ermittelt werden. Drehratensensoren (Gyros) messen Drehgeschwindigkeiten - also Veränderungen der Ausrichtung. Theoretisch könnte man das Board waagerecht ausrichten und dann den Winkel auf Null setzen. Für die Ermittlung des jeweiligen Winkels muss dann die Drehrate aufintegriert werden. Da bei der Integration schon kleine Fehler (Offset) zu großen Winkelfehlern führen, ist dieser Weg in der Praxis wenig aussichtsreich.
Günni schrieb: > Theoretisch könnte man das Board waagerecht ausrichten und dann... Ne kannst du vergessen. Zum einen wegen der Integration, zum anderen driften die Gyros auch von selbst. Deshalb sind in den IMUs auch immer Gyros+ACC vorhanden um das zu kompensieren.
Günni schrieb: > Damit kann der (statische) Winkel gegenüber der > Erdbeschleunigung ermittelt werden Wenn man die als gegeben betrachtet. Im allgemeinen Fall braucht man 3D, das ist aber wohl egal, da so ein Sensor i.d.R. sowieso 3 Achsen hat. Dann funktioniert es auch auf dem Mond. Übrigens ist die Erdbeschleunigung nicht überall gleich (0,5% Unterschied), es kommt also auf die gewünschte Genauigkeit an. Georg
Georg schrieb: > Günni schrieb: >> Damit kann der (statische) Winkel gegenüber der >> Erdbeschleunigung ermittelt werden > > Wenn man die als gegeben betrachtet. In einem Inertialsystem ist sie das in der Regel. Auch bei echten Wasserwagen wird sie als gegeben betrachtet. > Im allgemeinen Fall braucht man 3D, das ist aber wohl egal, da so ein > Sensor i.d.R. sowieso 3 Achsen hat. Dann funktioniert es auch auf dem > Mond. Warum sollte es es auf dem Mond nicht genauso funktionieren wie hier? Der Wert ist geringer als auf der Erde, aber seine Richtung kann auf die selbe Weise ermittelt werden. Aber dass der TE seine Schaltung mit auf den Mond nehmen will um dort seine Bilder an der Wand auszurichten oder so, halte ich für eher unwahrscheinlich. > Übrigens ist die Erdbeschleunigung nicht überall gleich (0,5% > Unterschied), es kommt also auf die gewünschte Genauigkeit an. Man misst nicht die Stärke der Erdbeschleunigung, sondern ihre Richtung.
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Georg schrieb: > ... > Übrigens ist die Erdbeschleunigung nicht überall gleich (0,5% > Unterschied), es kommt also auf die gewünschte Genauigkeit an. > > Georg Aber es geht doch nur um einen relativen Abgleich an einem festen Ort (Wasserwaage). Da spielt es doch keine Rolle, welchen Wert g dort hat.
Oke vielen Dank Leute, hat mir weiter geholfen. Ich werden nun ein Modul mit einem ACC und ein Gyroskop kaufen.
Günni schrieb: > Für eine Wasserwaage nimmt man am einfachsten einen 2-achsigen > Beschleunigungssensor. Damit kann der (statische) Winkel gegenüber der > Erdbeschleunigung ermittelt werden. Kann es nicht. Der Erdbeschleunigung ist immer die Zentrifugalkraft auf Grund der Erdrotation überlagert. Die Frage ist, ob der TO mit der Abweichung leben kann oder was überhaupt sein eigentliches Problem ist.
ST Electronics hat auf seinen DISCO-Boards einen Motion Sensor LIS3DH - https://www.st.com/resource/en/datasheet/lis3dh.pdf eingebaut. Vielleicht käme das in Frage.
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Wolfgang schrieb: > Kann es nicht. Der Erdbeschleunigung ist immer die Zentrifugalkraft auf > Grund der Erdrotation überlagert. Auch an den Polen? Und nein, nicht an den Magnetischen.
Wolfgang schrieb: > Kann es nicht. Der Erdbeschleunigung ist immer die Zentrifugalkraft auf > Grund der Erdrotation überlagert. Bei einem 2-achsigen Beschleunigungssensor ändert sich ein Ausgangssignal mit dem Sinus des Winkels, das andere mit dem Cosinus. Dividiert man nun die beiden, so liefert die Arctan-Funktion den Winkel. Und da die Erdbeschleunigung sowohl im Zähler wie auch im Nenner steht, spielen Abweichungen infolge der geografischen Lage keine Rolle mehr. So könnte man die Neigung auch auf dem Mond bestimmen. Dass man je nach Sensor das Ausgangssignal erst in eine Beschleunigung umrechnen muss (bei einem Analogwert durch Subtraktion der Spannung ohne Beschleunigung), dürfte klar sein.
Norbert schrieb: > Auch an den Polen? Der TO schreibt leider nicht, wozu seine Mimik gut ist. An den Polen stört die Überlagerung natürlich nicht, weil dort die überlagerte Kraft 0 ist ;-) Günni schrieb: > Und da die Erdbeschleunigung sowohl im Zähler wie auch im Nenner steht, > spielen Abweichungen infolge der geografischen Lage keine Rolle mehr. So > könnte man die Neigung auch auf dem Mond bestimmen. Das ändert nichts daran, dass der gemessene Beschleunigungsvektor aus einer Überlagerung von Erdbeschleunigungs- und Zentrifugalkraftvektor besteht, die nun mal nicht in die selbe Richtung zeigen. Die Erdbeschleunigung zeigt zum Erdmittelpunkt, Zentrifugal steht senkrecht auf der Erdachse. U.a. aus diesem Grund hat die Erde auch keine richtige Kugelform.
Wolfgang schrieb: > Das ändert nichts daran, dass der gemessene Beschleunigungsvektor aus > einer Überlagerung von Erdbeschleunigungs- und Zentrifugalkraftvektor > besteht, die nun mal nicht in die selbe Richtung zeigen. Die > Erdbeschleunigung zeigt zum Erdmittelpunkt, Zentrifugal steht senkrecht > auf der Erdachse. Wolfgang hat Recht. Allerdings macht sich der Fehlwinkel bei der Nutzung als Wasserwaage normalerweise nicht bemerkbar. "Normalerweise" muss der Aufbau für die Wasserwaage senkrecht stehen, da sonst die Schwerkraft mit dem Cosinus des Fehlwinkels abnimmt. Wird bei der Berechnung des Winkels die Arctan-Funktion genutzt, ist auch diese Abnahme des Gravitationsvektors sowohl im Zähler als auch im Nenner enthalten und hebt sich so auf - jedenfalls solange die Neigung nicht zu groß ist.
Günni schrieb: > "Normalerweise" muss der > Aufbau für die Wasserwaage senkrecht stehen Man setzt also das voraus, was die Wasserwaage messen soll? Wenn man sie senkrecht einrichten muss braucht man sie nicht mehr. Georg
In dieser Link macht jemand so etwas: https://publiclab.org/notes/cfastie/12-09-2017/will-an-arduino-measure-water-depth
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