Gyrosensor in eigenen PCB integrieren

Es gibt Leute, die haben so viel davon, die müssen sie verkaufen. Schau 
mal hier:

https://www.digikey.de/products/de/sensors-transducers/motion-sensors-imus-inertial-measurement-units/567?k=imu

fchk

Beginner43 schrieb:
> Ich kann mir nur schwer vorstellen, dass man effektiv ein
> Gyrosensor(welcher auch selbst ja ein PCB ist) auf ein PCB schrauben
> muss.

Müssen nicht. Aber oftmals ist es die wirtschaftlichere Lösung. 
Beispielsweise gibt es DCDC Wandler die du direkt auflöten kannst. Dann 
entfällt Bauteilerstellung, Layout, komplexes Löten etc.

Beginner43 schrieb:
> Guten Tag
>
> Ich bin neu in der Elektronik und habe eine Frage.
Aha.
> Wenn man eine Drohne baut braucht man ja einen Gyrosensor.

Was?
Warum?
Warum das? Flightcontroller zum Selbsbau diverser Multicopter (sag nie 
wieder Drohne! Das ist was ganz anderes - immer wieder nervig, diese 
elenden Laien) gibts doch komplett mit allen Sensoren, die man braucht.
Musste nur noch parametrieren, ein Fernsteuerempfänger, die 
Motorcontroller mit Motoren und den Akku anschliessen. Dann noch Kamera 
mit Sender dran.
Die Fernsteuerseite
Ach ja - und vor dem ersten Flug sich mit den dann geltenden rechtlichen 
Grundlagen vertraut machen - (Näheres regelt die Luftfahrt-VO) der 
Sachkundenachweis dürfte in den nächsten Jahren für Kopter über 250g 
Pflicht werden (wäre es schon seit 01.07.20 - aber wegen Corona 
verschoben), Abschluß einer Luftfahrthaftpflichtversicherung (ggf. ist 
die in der privaten Haftpflicht schon drin, also nachsehen) nicht 
vergessen - das alles dürfte auch gelten wenn du "nur" auf eigenen 
Grundstück oder Modellflugplatz fliegen willst.
Das alles gilt natürlich nur outdoor, drinnen kannst du machen was du 
willst, da gilt keine Luftfahrt-VO.
Warum ich das erwähne? Vor allen die Hemdsärmligkeit und 
Unerschrockenheit diverser Laien ("ich darf alles, wenn es nicht 
verboten ist - und wenn doch, wem kümmerts") hat uns in den letzten 
Jahren jede Menge Einschränkungen und Verbote eingebrockt - und ab 
demnext auch noch einen obligatorischen Sachkundenachweis, der - 
jedenfalls nach letzten anfänglichen Angeboten - dreihundert Euro (für 
nix) kostet.

Ein Gyro driftet nicht (abgesehen von Bias-Instabilität, die in erster 
Linie aber vernachlässigbar ist) nur die Orientierung die du aus 
Integration der Drehraten, die du mit dem Gyro gemessen hast, bestimmt 
hast. Die Darstellung von Orientierungen hat darauf keinen Einfluss, der 
Kommentar mit den Quaternionen ist Unsinn. Die Darstellung als 
Quaternion bringt aber andere Vorteile.

Drift in der Inklination der Orientierung kann man durch den Einsatz 
eines Accelerometers beseitigen, Drift im Heading durch ein Magnetometer 
oder GPS. Die Verbindung dieser Messgrößen nennt sich Sensordatenfusion 
und kann bspw. in einem EKF erfolgen.

Quaternion schrieb:
> Drift in der Inklination der Orientierung kann man durch den Einsatz
> eines Accelerometers beseitigen, Drift im Heading durch ein Magnetometer
> oder GPS.

Wie willst du per GPS das Heading bestimmen, solange du nicht ein 
relativ große Doppel-GPS-Antenne mit Phasenmessung einsetzt.
Per GPS mit Einzelantenne bekommst du nur den Kurs über Grund.

Das stimmt, bei einem Quadrocopter ist die Headingschätzung mit GPS eher 
ungeeignet. Bei Flugzeugen unter bestimmten Modellannahmen ist das aber 
durchaus möglich mit (kalibrierten) Gyros und einer Messkorrektur in 
einem EKF durch den Kurs über Grund den Drift im Heading zu korrigieren. 
My bad!

Quaternion schrieb:
> Das stimmt, bei einem Quadrocopter ist die Headingschätzung mit GPS eher
> ungeeignet.

GPS kann prinzipiell kein Heading liefern, solange nicht zwei abgesetzte 
Antennen zur Phasendifferenzmessung zur Verfügung stehen.
Mit "eher" hat das nichts zu tun.

Auch bei einem Flugzeug mit Side Slipping oder Seitenwind kann GPS kein 
Heading liefern. Drift des Headings bei sonst konstanten Bedingungen 
(Windvektor, Geschwindigkeitsvektor und ggf. Slip-Winkel) ist eine 
andere Sache, weil es dabei nicht auf den Absolutwert an kommt.

Ich habe nie behauptet alleine mit einem einzigen GPS ein Heading 
bestimmen zu wollen. Es gibt aber durchaus Ansätze mit einem bekannten 
Heading bei t=0, Strapdown-Integration der Drehraten und Korrektur durch 
das GPS das Heading stabil und drift-frei schätzen zu können. Das aber 
nur mit zusätzlichen Modellannahmen, wie ich bereits geschrieben habe. 
Dass das eine universell einsetzbare Methode ist wurde auch nicht 
behauptet. Die bessere Methode in dem hier angesprochenen Anwendungsfall 
ist die Verwendung eins Magnetometers, was aber nicht immer ausreichend 
oder möglich ist.