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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vergleich zweier Gyroskope analoge / hoch integriert


Autor: B. G. (smarti)
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Guten Tagen,

seit einigen Tagen beschäftige ich mich mit Gyroscopen.

Ich möchte 3 Achsen mit Hilfe eines AVRs auswerten.

Ich habe nun 2 Gyros rausgesucht und brauche eine Bestätigung meiner 
Gedankengänge.

Zum einen den ENC-03 welcher bei den Quatrokoptern verwendet wird 
(http://www.mikrokopter.de). Dieser ist analoge, die Spannung die 
Ausgegeben wird muss mit Hilfe des ADCs des AVRs gesamplet werden:

Bei
VCC = 5V
ADC = 10Bit

komme ich auf eine Auflösung des ADCs von 4,88mV

Der ENC-03 gibt 0,67mV/°/sec => LSB 7,2°/sec

Der maximal Bereich liegt bei 300°/sec

Als Alternative habe ich einen hoch intergierten 3-Achse Gyroskop: 
ITG-3200

Dieser hat eine I²C Schnitstelle.

Der maximal Bereich reicht von +-2000°/sec. Das LSB hat 14.375°/sec.


Nun, die besser Auflösung liefert wohl der ENC-03.
Von der Geschwindigkeit sehe ich auch hier den Vorteil, da ich den ADC 
schnel sampeln kann. Doch der analoge Wert muss ggf. noch geglättet 
werden.

Der ITG-3200 ist vom Hardware Aufwand deutlich geringer. Außerdem, 
interpretiere ich das richtig und diese kann mehrfach um die eigene 
Achse gedreht werden und dieses wird noch zuverlässig erkannt? 
(2000°/sec / 360° = 5,56 Umdrehungen/s)

Thx Smarti

Autor: op operator (Gast)
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B. G. schrieb:
> Bei
> VCC = 5V
> ADC = 10Bit
>
> komme ich auf eine Auflösung des ADCs von 4,88mV
>
> Der ENC-03 gibt 0,67mV/°/sec => LSB 7,2°/sec

Vielleicht wäre es hier Sinnvoll die Ausgangsspannung vor dem Messen zu 
Verstärken um den Messbereich besser Auszunutzen und damit die 
Genauigkeit zu verbessern.

Autor: Lehrmann Michael (ubimbo)
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Es kommt darauf an was du mit deinem Quardocopter machen möchtest.
Für einen Stabilen Flug sind sensiblere Gyros besser. Möchte man 
hingegen Luftakrobatik mit den Dingern betreiben (was durchaus manche 
machen) dann ist es intelligenter einen größeren Meßbereich zu haben.
Für den Anfang nimm in jedem Fall die die auch auf mikrokopter verkauft 
werden. Sind auch qualitativ ganz ok.

B. G. schrieb:
> 5,56 Umdrehungen/s

Ich wünsche dir solche Drehraten nicht.

B. G. schrieb:
> ITG-3200

vergiss es gleich wieder (Erfahrungswert) - für Quadrocopter, etc völlig 
ungeeignet.

B. G. schrieb:
> Von der Geschwindigkeit sehe ich auch hier den Vorteil, da ich den ADC
> schnel sampeln kann.

Das ist Nebensache. Du kannst dich vor lauter Daten garnicht mehr 
retten.

B. G. schrieb:
> Doch der analoge Wert muss ggf. noch geglättet
> werden.

Du bist ja lustig =) Das wird dich 80% deiner Projektzeit kosten. Einen 
vernünftigen Filter zu erstellen.
Der sog. Kalman Filter ist ein hochkomplexes Teil:
http://en.wikipedia.org/wiki/Kalman_filter
Er liefert aber hervorragende Ergebnisse. Er ist genauso wie der 
PID-Regler der Knack und Angelpunkt eines jeden Quardrocopters.

Autor: B. G. (smarti)
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mhm... ja stimmt. also den Mikrokopter wollte ich mir dann noch genauer 
anschauen. Da kann man einiges lernen (bauteil, programmierung)

Autor: B. G. (smarti)
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Lehrmann Michael schrieb:
> Es kommt darauf an was du mit deinem Quardocopter machen möchtest.
> Für einen Stabilen Flug sind sensiblere Gyros besser. Möchte man
> hingegen Luftakrobatik mit den Dingern betreiben (was durchaus manche
> machen) dann ist es intelligenter einen größeren Meßbereich zu haben.
> Für den Anfang nimm in jedem Fall die die auch auf mikrokopter verkauft
> werden. Sind auch qualitativ ganz ok.
>
> B. G. schrieb:
>> 5,56 Umdrehungen/s
>

Ich habe keinen MK und möchte diese Sensoren auch nicht für einen MK 
verwenden, ich habe diesen nur ausgewählt da er im MK verwendet wird.

> Ich wünsche dir solche Drehraten nicht.
>
Nun ja, für meine Anwengung könnten mehrere U/s schon vorkommen, 
allerdings will ich diese ja mit dem Gyro erkennen und kompensieren.

> B. G. schrieb:
>> ITG-3200
>
> vergiss es gleich wieder (Erfahrungswert) - für Quadrocopter, etc völlig
> ungeeignet.

s.o. kein MK

>
> B. G. schrieb:
>> Von der Geschwindigkeit sehe ich auch hier den Vorteil, da ich den ADC
>> schnel sampeln kann.
>
> Das ist Nebensache. Du kannst dich vor lauter Daten garnicht mehr
> retten.
>
> B. G. schrieb:
>> Doch der analoge Wert muss ggf. noch geglättet
>> werden.
>
> Du bist ja lustig =) Das wird dich 80% deiner Projektzeit kosten. Einen
> vernünftigen Filter zu erstellen.
> Der sog. Kalman Filter ist ein hochkomplexes Teil:
> http://en.wikipedia.org/wiki/Kalman_filter
> Er liefert aber hervorragende Ergebnisse. Er ist genauso wie der
> PID-Regler der Knack und Angelpunkt eines jeden Quardrocopters.

wer redet von kalman filter, arithmetisches mittel reicht ggf. schon aus 
um die Werte zu normalsieren und Außreißer zu glätten.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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B. G. schrieb:

> wer redet von kalman filter, arithmetisches mittel reicht ggf. schon aus
> um die Werte zu normalsieren und Außreißer zu glätten.

Du vergisst die Gyrodrift.
Noch viel Spass damit!

(Nein, es ist nicht so, dass du den Gyro ruhig auf den Tisch legst und 
dann meldet der dir eine halbe Stunde brav, dass er sich nicht dreht. In 
der Praxis zeigt der dir bei völliger Ruhelage spätestens nach ein paar 
Minuten ganz hübsche fiktive Drehraten an)

Autor: B. G. (smarti)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> B. G. schrieb:
>
>> wer redet von kalman filter, arithmetisches mittel reicht ggf. schon aus
>> um die Werte zu normalsieren und Außreißer zu glätten.
>
> Du vergisst die Gyrodrift.
> Noch viel Spass damit!
>
> (Nein, es ist nicht so, dass du den Gyro ruhig auf den Tisch legst und
> dann meldet der dir eine halbe Stunde brav, dass er sich nicht dreht. In
> der Praxis zeigt der dir bei völliger Ruhelage spätestens nach ein paar
> Minuten ganz hübsche fiktive Drehraten an)

Nun gut, das habe ich nicht bedacht.

Allerdings kann ich für meine Anwendung, regelmäßig eine Nullung 
durchführen: Die Stabilität muss nur für ca. 30s ausreichen bzw. der 
Drift innerhalb dieser Zeit darf nur nicht zu groß sein (mehrere °/sec).

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