Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bitte um Hilfe: Suche Winkelsensor, Neigungssensor o.ä.


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von Dirk T. (helipage)


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Hallo zusammen.

Bräuchte mal eure Hilfe.

Ich würde gerne an der Satantenne meines Wohnmobils einen Sensor 
montieren, der den Elevationswinkel der Antenne misst.
Da das Wohnmobil nicht immer in Waage steht, müsste der Sensor also den 
Winkel zur Lotrechten messen. (?)

Diesen Wert würde ich dann gern im Wohnmobil auf einem Display anzeigen 
lassen.

Bräuchte das ganze zur korrekten Ausrichtung der Antenne.
(klar, es gibt auch selbstausrichtende Antennen, aber die Kosten 
übersteigen mein Budget bei weitem)

Nun meine Frage:

- Kann mir jemand von euch solch einen Sensor empfehlen ?
- Oder nen Tip geben, wonach ich googeln muss ?
(Habe es mit Winkelsensor und Neigungssensor versucht, bin damit aber 
auf keinen grünen Zweig gekommen)

Toll wäre es, wenn der Sensor die Daten als digitalen Wert ausgeben 
würde, den ich dann z.B. mit einem Arduino einlesen und anzeigen könnte.


Danke für eure Hilfe und Grüße
Dirk

von Alexander S. (alex998)


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Dirk T. schrieb:
> - Oder nen Tip geben, wonach ich googeln muss ?

Gyroscope


zB. 
http://www.exp-tech.de/pololu-minimu-9-v5-gyro-accelerometer-and-compass-lsm6ds33-and-lis3mdl-carrier?gclid=CMjC-eOX9s4CFUMTGwodVuIB9Q

Da siehste auch gleich wenn der Wind an der Schüssel zerrt.

von Dirk B. (dirkb2)


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Für den Arduino gibt es genug Shields mit Lagesensoren.

Ansonsten kannst du dich bei den Drohnen- und Roboterbauern schlau 
machen.

von Dirk T. (helipage)


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Danke für die schnellen Antworten.

Muss gestehen, an die Copterszene hatte ich auch schon gedacht...

Mal eine Frage: Das oben gepostete Board hat 3 Sensoren.
- Gyroscope (misst aber doch Stärke der Drehbewegung, oder ?)
- Accelerometer (misst Beschleunigung in eine Richtung)
- Compass (misst den Winkel zum Nord/Südpol)

Alle 3 Sensoren sind zwar 3 Achs-Sensoren, verstehe aber noch nicht 
genau, wie mich das weiterbringen soll.
Evt. stehe ich aber auch nur etwas (oder viel) auf dem Schlauch...

Ich muss doch für mein Problem einen Winkel zur Lotrechten messen, oder 
etwa nicht ?

Grüße
Dirk

von Olly T. (twinpeaks)


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Dirk T. schrieb:

> - Accelerometer (misst Beschleunigung in eine Richtung)
Genau, und da er immer die Erdbeschleunigung mitmisst, ist das nichts 
anderes als ein Lagesensor. Mit einem 3-Achs-Accelerometer kann man also 
die Lage der Antenne relativ zur Senkrechten bestimmen, also genau was 
Du willst.

: Bearbeitet durch User
von Kurt (Gast)


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Schau mal auf Ebay nach RDC80.
Das sind zwei um 180° versetzte Potentiometer in einem Gehäuse.
Wenn du die mechanisch an deine Antenne bekommst,
kannst du mit einem Mikrocontroller die Widerstände messen
und dir daraus den aktuellen Winkel berechnen und anzeigen lassen.

von Ralph (Gast)


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Nimm den 3 Achsen Beschleunigungssensor.

Du hast da in der Ruhe den Wert 1 G der sich auf die 3 Achsen je nach 
Lage der Sensors im Raum aufteilt.

Aus dem 3 Werten lässt sich dann recht einfach die Lage berechnen. 
(Matrixrechnug)

Die Sensoren haben meist ein SPI Schnittstelle.

Das sind übrigens auch genau die Sensoren die in den Smartphones für die 
Drehung des Display sorgen.

von Inkognito (Gast)


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Dirk T. schrieb:
> Ich muss doch für mein Problem einen Winkel zur Lotrechten messen, oder
> etwa nicht ?

Für die Schüsselneigung, ja.
Für die Drehausrichtung, nein, da wirkt der
Kompass-Winkel und da muss nichts lotrecht sein.
Mehr brauchst du wohl nicht.
Jede Richtung hat zwei Freiheitsgrade.
Die Neigung braucht eine lotrechte Referenz,
der Kompass hat Nord- und Südpol als Referenz.
Das ganze macht aber nur Sinn, wenn die Sensoren
eine entsprechend hohe Auflösung haben, vor allem
bei der Drehung. Vorteil ist, das man keine volle
Drehung von 360° braucht. Für die Neigung reichen
etwa 45°, eher sogar weniger. Davon ausgehend, dass
der Wohnwagen irgendwo in Europa steht und zu den
Satelliten in der südlichen Hemisphäre ausgerichtet
wird, müssten ca. 120° reichen. Wenn man die Ausrichtung
in entsprechenden Anzeigen umrechnet, kann man die
Werte direkt aus Listen benutzen.
Ich würde die Anzeige nicht fest installieren, sondern
mobil ausführen. Grund: man justiert ja an der Schüssel
wo man die Daten benötigt. Im Wohnwagen wird nur überwacht.

von Alexander S. (alex998)


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Dirk T. schrieb:
> (klar, es gibt auch selbstausrichtende Antennen, aber die Kosten
> übersteigen mein Budget bei weitem)

Wobei das auch keine Zauberei ist: Wenn du deinen Arduino mit nem Gyro 
/Accelerometer verknüpfst, kannste auch gleich noch paar 
Servos/Getriebemotoren mit dranhängen. Soviel Mehraufwand isses dann 
nicht.

von Dirk T. (helipage)


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Inkognito schrieb:
> Für die Drehausrichtung, nein, da wirkt der
> Kompass-Winkel und da muss nichts lotrecht sein.

Zunächst einmal vielen Dank für eure Hilfe.
Ich denke (hoffe), ich komme damit voran.
Werde mich dann mal mit dem Thema Matrixrechnung auseinandersetzen 
müssen.

Möchte (zunächst) erst einmal nur den Neigungswinkel der Schüssel auf 
einem Display anzeigen.

Meine Antenne sitzt auf einem Mast, der ins Wohnmobil geht.
Innen kann man mit einer Kurbel die Antenne aus der Waagerechten 
(Reiseposition) auf den benötigten Winkel kurbeln.

Wenn dieser Winkel nicht korrekt ist, sucht man sich ansonsten bei der 
Ausrichtung auf den Kompass-Winkel wirklich zu tode.

Anzeige des Kompasswinkels wäre natürlich auch noch eine tolle Idee, 
weiss nur nicht, wie sich der Sensor verhält.
Ist ja viel Metall (Stahlmast, Womo-Dach, Antenne selbst) in 
unmittelbarer Umgebung.

Grüße
Dirk

von Georg (Gast)


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Dirk T. schrieb:
> Ich muss doch für mein Problem einen Winkel zur Lotrechten messen, oder
> etwa nicht ?

Daher ist das Accelerometer ja 3achsig. Senkrecht nach unten ist die 
Richtung, in der die Vektorsumme gerade 1 g ist. Ohne beschleunigte 
Bewegung des Objekts, aber deine Antenne rast ja wohl nicht durch die 
Gegend. Und während der Fahrt solltest du besser nicht fernsehen.

Georg

von Geograph (Gast)


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Inkognito schrieb:
> Davon ausgehend, dass der Wohnwagen irgendwo in Europa steht und zu den
> Satelliten in der südlichen Hemisphäre ausgerichtet wird, ...

Die geostationären Fernsehsatelliten stehen alle über dem Äquator und, 
da gerade mal 36000 km hoch, sogar weit nördlich vom Himmelsäquator.

Keine Ahnung, was du als "südlichen Hemisphäre" bezeichnest. Für mich 
fängt die erst südlich des Äquators an ;-)

von Georg (Gast)


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Geograph schrieb:
> Die geostationären Fernsehsatelliten stehen alle über dem Äquator und,
> da gerade mal 36000 km hoch, sogar weit nördlich vom Himmelsäquator.

Erstens stehen sie überhaupt nicht, zweitens auch nicht nördlich der 
Äquatorebene, und drittens: wenn du, wie hier bei uns üblich, von der 
Nordhalbkugel auf so einen Satelliten in der Äquatorebene blickst, 
siehst du ihn natürlich südlich des Äquatorlinie am Himmel. Es sei denn 
du kannst um die Ecke kucken.

Wenn die räumliche Vorstellung fehlt, hilft vielleicht eine Zeichnung. 
Aber nur vielleicht.

Georg

von eProfi (Gast)


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wenn es sehr genau sein soll: nimm einen AMS-(Austria Micro Systems) 
Magnet-Winkelsensor.
http://ams.com/eng/Support/Demoboards/Magnetic-Position-Sensors/Angle-Position-On-Axis/AS5047P-Adapterboard
Alternativ: MLX90316
Den Magnet drehst du mit einem Hebel, an dem ein Gewicht befestigt ist.
Auflösung 12 bit (0,088°).

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