Hallo!! Ich will mit einem MPXA4100A6U Drucksensor die Flughöhe von meinem RC Flugzeug messen. Leider weis ich nicht um wie viel sich pro Höhenmeter der Luftdruck vermindert und ob das mit diesem Sensor überhaupt möglich ist!! Kann mir jemand bei dem Problem helfen??? MFG
Hallo, http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6henformel unter Höhenstufen ist das ganze etwas Augenfreundlicher dargestellt.
DCW wrote: > Ich will mit einem MPXA4100A6U Drucksensor die Flughöhe von meinem RC > Flugzeug messen. > Leider weis ich nicht um wie viel sich pro Höhenmeter der Luftdruck > vermindert Formel bzw. Infos dazu findest du in Wikipedia > und ob das mit diesem Sensor überhaupt möglich ist!! Der Sensor misst laut Datenblatt den Absolutdruck (max. Spezifikation beachten) gegen einen Referenzdruck (Vakuum). Diesen Referenzdruck hast du in deinem Modell nicht. Echte Flugzeuge haben dafür eine Vakuumpumpe an Bord. IMHO ist dieser Sensor bzw. dessen Messprinzip für deine Anwendung ungeeignet.
Was bzgl. Referenzdruck gehen könnte, ist die SMD-Version (SOP). Die hat eine interne versiegelte Vakuumreferenz. Der Messbereich ist von 20 bis 105 kPa und der max. Fehler ist +- 1,5 kPa. D.h. du kannst ab Meereshöhe (ca. 101,3 kPa, 1013 hPa) messen und nach oben fast "bis in den Weltraum". Der Messwert kann um 1,5 kPa (15 hPa) abweichen, das sind unter Berücksichtigung der groben Angaben von http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck ca. +- 120 m am Boden, mit der Höhe mehr. Aus dem Datenblatt werde ich nicht schlau, ob dieser Fehler ein einmaliger Offset ist, den man durch Kalibrieren weg bekommen könnte oder ob es ein anderer Fehlertyp ist. Der Sensor gibt ein analoges Signal (ca. 0-5V) aus. Wenn eine Weiterverarbeitung in digitaler Form geplant ist, kommt es auf den AD-Wandler und das geschickte Design der Messchaltung an, wie gross die letztendliche Höhenauflösung dann ist. In welchem Höhenbereich fliegt denn dein Modell und was erwartest du an Datengenauigkeit?
Andere Möglichkeit wäre GPS. Allerdings wird das Projekt dann teurer als das Flugzeug ^^. Gruß
Hi >Andere Möglichkeit wäre GPS. Allerdings wird das Projekt dann teurer als >das Flugzeug ^^. Du scheinst weder über die Preise von GPS-Modulen noch über die von gescheiten RC-Modellen informiert zu sein. @Stefan "stefb" B. Wenn 'Figure 4.' richtig deute,ist das ein exemplarbedingter konstanter Fehler MfG Spess
Dir genügt die relative Luftdruckänderung. Wie beim richtigen Flugzeug musst du den Höhenmesser vor dem Start auf die jeweilige Höhe kalibrieren. Dann spielen noch Wetteränderung und Temperatur mit 'rein. So einfach ist die genaue Höhenbestimmung über den Luftdruck nicht.
spess53 wrote: > Wenn 'Figure 4.' richtig deute,ist das ein exemplarbedingter konstanter > Fehler Dann könnte man am Boden das Messsystem mit dem aktuellen Sensorwert auf Ausgabe "Höhe 0" oder "Höhe 123 m MSL" einstellen und alle folgenden Werte wären auf diese Anfangseinstellung bezogen. Das entspricht dann auch dem Vorschlag von Thilo.
hi!! Danke schon mal für die antworten!!! So genau will ich die Höhe nicht bestimmen können (+- 1m)!! hab ich mit so gedacht!!
Hmm, also der Sensor hat eine Empfindlichkeit (Sensitivity) von 54 mV/kPa. 1 m entspricht nach Wikipedia ca. 0,125 (1/8) hPa oder 0,0125 kPa, d.h. du bräuchtest 0,675 mV Spannungstufen. Wenn der AD Wandler den ganzen 0-5V Messbereich abdecken soll (was an sich nicht nötig ist, d.h. die Schaltung kann besser entworfen werden), wäre mindestens ein 13-Bit AD-Wandler nötig. Aber Bei der Genauigkeit (Accuracy) ist worst-case +- 1,8 %VFSS angegeben. bei VFSS 4,59 V (Boden) wären das worst-case +- 83 mV. Das sind umgerechnet mit der Empfindlichkeit oben 1,54 kPa (15,4 hPa) und das sind worst-case +- 122 m. Einige der Fehler, die in die Ungenauigkeit reinspielen kannst du durch Kalibrierung ausgleichen, andere nicht. Wenn es um einen überschaubaren Höhenbereich geht und wenn der Sensor fürs Ausprobieren nicht zu teuer ist (18-26€/Stk.?) kann man sich auf das Wagnis einlassen und im Hochhaus mal testen... IMHO ist 1 m Auflösung zu anspruchsvoll. Du wirst mit einem guten AD Wandler und entsprechender Software zwar 1m-Werte bekommen, aber mit der Realität werden die wenig gemeinsam haben und z.B. bei Rekordhöhenflügen (gibt es das bei Modellen? Bei Modellraketen bestimmt.) nicht anerkannt werden.
Hallo DCW Erst mal handelt es ein Absolutdrucksensor, das ist gut! The Freescale MPX4100A/MPXA4100A series Manifold Absolute Pressure MPX4100A ... Das bedeutet, dass auf einer Seite der Membrane eine geschlossene evakuierte Kammer angebracht ist und auf der anderen Seite kann der Absolutdruck gemessen werden. Der Sensor zeigt deshalb im Ruhezustand schon ca. 1000 mbar an. Das Sensorsignal muss mittels eines Instrumentenverstärkers aufbereitet werden. Dabei das Differenzsignal der Drucksensor-Messbrücke so verstärkt, dass das Ausgangssignal z.B. 2000mV bei 1000mBar bezogen auf Masse beträgt. Die Höhe wird nach der ICAO Höhenformel berechnet. Die Fehler dieser Formel (z.B. Feuchtigkeit) sind für Dich im 100m Bereich aber unbedeutend. Dabei entspricht, wie schon oben gesagt, 1 mbar Änderung einem Höhenunterschied von 8m. Um auf 1m Auflösung zu kommen, muss dein AD-Wandler eine Auflösung von mindestens 1000 * 8 -> mindestens 13 Bit haben. Falls Du vor dem Start den Höhenmesser nullst, wird er für eine gewisse Zeit danach korrekte Werte liefern. Die Höhenanzeige wird sich aber bei Luftdruckänderungen deutlich ändern. Der Luftdruck auf Meereshöhe kann ungefähr zwischen 970 und 1030 mbar betragen. Normale Schwankungen liegen im Bereich von +2 und -4%. Gruß, Bernd
Wieso 13 Bit Auflösung ? Soll die Flughöhe bis zur Rand des Weltraums bestimmt werden ? So ein RC modell fliegt doch nur einige wenige 100 m hoch, also muss doch nur der Meßverstärker so dimensioniert sein, das er den Luftdruck im Bereich von 0 - ~1000 m auf einen Spannungsbereich von 0 - 5 Volt streckt. Dann reicht der 10 Bit vom µC geradeso. Reichen 500 m maximale Höhe, dann wären es sogar nur 9 Bit bei einer Auflösung von 1 m.
Nachwort an DCW und Stefan: Nehmen wir mal an, Du befindes dich in 264m über NN. Dein Sensor zeigt 980mbar. Dieser Wert wird genullt. Dann soll der Höhenmesser zeigen: mbar Höhe[m] 979 8 978 16 977 32 ... Jetzt könnte man das Signal invertieren, also einfach am Sensor die beiden Ausgänge tauschen und die Verstärkung entsprechend erhöhen, bis 1m ungefähr 2,49 mV entspricht. Dann hätte ein 10Bit Wandler (ATmega) ca. 1m Auflösung
Alright. But statt bei diesem Sensor 90% des Messbereichs "wegzuwerfen" und die nachfolgende Schaltung und den AD-Wandler auf den Rest zu tunen, könnte man gleich einen Sensor nehmen, der für den interessanten Luftdruckbereich satte Signalpegel liefert. An ein Mofa baue ich ja auch keinen Porsche-Tacho. Die 13-Bit waren als "worst-case" gemeint. Die Diskussion über die Genauigkeit des AD-Wandlers ist IMHO müssig, weil der Sensor vielleicht zu ungenau für +- 1 m ist. Die Gesamtmenge aller Fehler kann allein vom Sensor her auf eine Ungenauigkeit von max. +- 120 m hochgehen. Es bringt wenig diesen Fehler dann durch einen auf "1 m genauen AD-Wandler" zu schicken. Man kann bestimmt durch Nullen/Kalibrieren den Gesamtfehler etwas vermindern. Man darf aber nicht erwarten, dass man mit diesem Sensor auf +- 1 m genaue Werte kommt. Genau jetzt im Sinn von einer Wiedergabe der echten Verhältnisse, also in St.Peter-Ording auf 3 m stellen und auf dem Matterhorn 4478 m ablesen...
Hi!! Um eines mal klarzustellen: Ich will wenn ich den sensor einschalte das er 0m ausgiebt - also auf 0 kalibriert wird. Ich will ja gar nicht die echte Höhe wissen!! Und von meinem Standpunkt aus sollte er danach so ca. 500m mit 1m genauigkeit messen können. Ich dachte da daran, das ich dem Sensor einen Verstärker nachschalte und dieses Signal dann mit einem OPV auswerte, so wie hier beschrieben: http://images.google.at/imgres?imgurl=http://www.k-webdesign.com/modellflug/pics/senderschaltung_tiny15_bestueckung.gif&imgrefurl=http://www.k-webdesign.com/modellflug/attiny15.htm&h=430&w=946&sz=25&hl=de&start=9&um=1&usg=__FrPexa4LRU71HhoQAUKf2lT7EpY=&tbnid=QElocq6jHB2bhM:&tbnh=67&tbnw=148&prev=/images%3Fq%3DMPXA4100A6U%26um%3D1%26hl%3Dde%26sa%3DN Wobei ich diese erklährung nicht verstehe - der redet da von einer auflösung von 20cm!!!! MFG
Kaufen. Aufbauen. Testen. Berichten ;-) Die < 10 cm bzw. 20 cm beziehen sich IMHO auf die Auflösung der nachfolgende ADC-Schaltung. Was der Sensor leistet... der "worst-case" scheint nicht das Maß der Dinge zu sein, zum Glück.
Diese Drucksensoren sind alle temperaturabhängig. Für eine Auflösung im Zentimeterbereich muß man eine Temperaturkompensation einbauen. Im Flugmodell kommt vermutlich noch eine Fehler durch den Staudruck hinzu, Beschleunigung und Abbremsen bewirken eine Höhenänderung. Ich habe das mal im Zug ausprobiert, im Tunnel änderte sich der Druck um etwa 20 m.
Nimm einen SCP1000 mit integriertem ADC (SPI/I2C) auf Breakout Board. http://shop.hy-line.de/index.php?cPath=2_4 http://www.sparkfun.com/ Der geht auf 10cm Höhe genau.
Hallo, GPS sind heutzutage garnicht mehr allzuteuer. Schau doch mal bei Markt da werden Modul teilweise für 20€ Angeboten. Ich habe übrigens mal versucht einen XFPM-115 auf ein mBar genau auswerten. Das war allerdings nur relativ über 2-3 Minuten möglich weil der Sensor schon von sich aus über eine relativ kurze Zeit getriftet ist. Das ganze konnte ich damals mit einen hochgenauen Multimeter nachmessen. Also an der Schaltung wird es nicht unbedingt gelegen haben. Außerdem war dieser Sensor auch noch Temperaturabhängig. Das driften hat auch nicht nach 20min "warmlaufzeit" aufgehört. Gruß Peter
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