Forum: Fahrzeugelektronik Winkelmessung ohne störung durch G-Kräfte


von Steffen W. (steffen_w378)


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Moin Moin,

ich versuche derzeit einen Winkelsensor für mein Motorrad zu basteln.
Das Problem: ich würde gerne den Winkel in 2 Achsen messen +-2° ohne das 
die G-Kräfte miteinbezogen werden, deswegen fällt ein Accelerometer aus.

Mein Plan war ein 3 Achsen Magnetometer zu nehmen, die werte die da raus 
kommen sind auch ganz nett.... bis man das ganze um die Hochachse dreht. 
Dann ist alles wieder komplett anderst. Ich habe mir ein paar Kompass 
besipiele angesehen wie die das berechnen (mit antan2(x,y) usw...) aber 
egal wie ich es drehe und wende kommt nur misst dabei raus.

Verwendeter Sensor: HMC5883L an einem ESP32.

Vielleicht hat ja jemand von euch mal ein Denkanstoß wie ich die Daten 
brauchbar machen kann für meine Zwecke.

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hast du dir mal die bisherigen Threads dazu angesehen?

https://www.mikrocontroller.net/search?query=Motorrad+Schräglage+sensor

von E. Georg (Gast)


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Dann nimm einen Drehwinkelsensor

von Blackoutgroßaktionär (Gast)


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Da hatte ich vor ein paar Monaten mal was hier geschrieben. Habs nen 
Thread zur Berechnung von Lage aus einem Accelerometer.  Bei einem Mag 
etometer wird es ähnlich sein.

Was misst das Magnetometer genau? Wie sieht der erwartete Vektor im 
Inertialsystem aus? Der gemessene Wert liegt im Körperfesten KOS vor, 
also muss mit etwas Kinematik umgerechnet werden.

Das Magnetometer misst das Erdmagnetfeld? In welche Richtung zeigt es? 
Dann kann ich mit der Umrechnung helfen

von Udo S. (urschmitt)


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Benutze den Arsch-Sensor und konzentriere dich aufs Fahren statt auf 
unnötige Elektronik-Gadgets.

von Wolfgang (Gast)


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Steffen W. schrieb:
> Ich habe mir ein paar Kompass
> besipiele angesehen wie die das berechnen (mit antan2(x,y) usw...) aber
> egal wie ich es drehe und wende kommt nur misst dabei raus.

Dann hast du vielleicht einen Rechenfehler drin, eine falsche 
Vorstellung vom Erdmagnetfeld oder eine Störung des lokalen Feldes durch 
das Motorrad.

von Uli S. (uli12us)


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Dann nimm halt ein Lot, ermittle den Winkel und den Abstand vom Zentrum 
einer Kugelschale. Eventuell kannst du dafür eine Kamera nutzen.

von DoS (Gast)


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Ein Kreidestrich quer über die Lauffläche des Hinterrads machen. Die 
Schräglage wird durch das Abfahren des Strichs sichtbar - sogar 
G-Kompensiert.

von Wühlhase (Gast)


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Wie wäre es mit einem Kreisel?

von Joe (Gast)


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Ein Magnetsensor muss vor dem Betrieb geeicht werden, wie das beim Handy 
auch der Fall ist.

von Wolfgang (Gast)


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Joe schrieb:
> ... muss vor dem Betrieb geeicht werden ...

Unsinn, wozu soll der Magnetsensor irgendwelche gesetzlichen Vorgaben 
erfüllen?

https://de.wikipedia.org/wiki/Eichung

von Irgend W. (Firma: egal) (irgendwer)


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Uli S. schrieb:
> Dann nimm halt ein Lot, ermittle den Winkel und den Abstand vom Zentrum
> einer Kugelschale

Das was du da vorschlägst, macht genau das Gegenteil von dem 
geforderten.

Steffen W. schrieb:
> ...ohne das die G-Kräfte miteinbezogen werden...

- https://de.wikipedia.org/wiki/Scheinlot

Es hat schon seinen Grund warum man bei Flugzeugen auf die gute alte 
rotierende Masse als Gyro setzt und nicht einfach nur einen Chip für ein 
paar Cent nimmt:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Attitude_indicator

von Held der Scheine (Gast)


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Joe schrieb:
> Ein Magnetsensor muss vor dem Betrieb geeicht werden, wie das beim Handy
> auch der Fall ist.

Seit wann sind Handies eichpflichtig?

von es nervt (Gast)


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Held der Scheine schrieb:
> Seit wann sind Handies eichpflichtig?

seit 1927

von tomtom (Gast)


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Zum Verständnis in der weiteren Kommunikation:
Nur Geräte welche zur Messung von Gewichten und anderen Maßeinheiten in 
Verbindung mit gesetzlichen Prüfungen stehen unterliegen der Eichung.
Der Begriff Eichung wird im Eichgesetz der Bundesrepublik Deutschland im 
Zusammenhang seiner Funktion erklärt.
Kalibrierung führt ebenfalls eine Vergleichsmessung mit einem Sollmaß 
aus, ist jedoch nicht gesetzlich geregelt sondern entspringt der 
technischen Erfordernis.
Eichung Beispiel: Verkaufswaage
Kalibrierung Beispiel: Drehmomentschlüssel
Das Kalibrieren des Handykompasses misst dabei die Abweichungen zum 
irdischen Magnetfeld.
Es handelt sich hierbei auch um magnetisch Nord und nicht um 
Koordinatengitter-Nord eines Koordinatensystems.
Um Magnetischnord mit Koordninatengitternord zur Deckung zu bringen, 
nordet man eine Karte mit einem Kompass ein somit lässt sich die 
Richtung zu einem zuvor bestimmten Ziel mit einer Marschkompasszahl 
festlegen. Die Winkeldifferenz zwischen dem Gitternord eines 
Koordinatensystem auf der Karte welche sich auf die Rotationsachse der 
Erde bezieht und magnetisch Nord des Kompass, wird als Nadelabweichung 
bezeichnet.
Das Magnetfeld verhält sich auf der Erde an vielen verschiedenen Orten 
unterschiedlich. Die Gitternordrichtung wird aus den Rotationskräften 
der Erde mittels eines Kreisels (Funktion eines Gyroskops) ermittelt. 
Dabei wird ein wird kardanisch aufgehängtes, um eine horizontale Achse, 
vertikal rotierender Kreisel elektrisch in Drehung versetzt 
(Elektromotor).
Durch die Rotation dieses sich um die horizontale Achse drehenden 
Kreisels richtet sich dieser nach der Erdachse, also dem örtlichen 
Meridian aus.
Dies entspricht der Ausrichtung Nord-Süd.

von tomtom (Gast)


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In der Ausgangsbeschreibung der 2 Achsen ist nicht genau definiert was 
gemeint ist.
Eine Skizze dafür wäre sehr hilfreich.
Meiner Ansicht nach ist auch das Studieren eines Neigungsmessers wie er 
in Segelflugzeugen im Einsatz ist sehr hilfreich.
Die Wechselwirkung zwischen Schwerkraft einerseits und der 
Rotationskräfte der Erde anderer Seits sowie der magnetischen Einflüsse 
und eben der Masseträgheit bei den Bewegungen des Motorrads erfordern 
alle Faktoren isoliert zu betrachten.

von tomtom (Gast)


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Gibt es einen kleinen Film zum bisher gebauten Versuch?

von Harald W. (wilhelms)


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Held der Scheine schrieb:

>> Ein Magnetsensor muss vor dem Betrieb geeicht werden, wie das beim Handy
>> auch der Fall ist.
>
> Seit wann sind Handies eichpflichtig?

Immerhin kann man Handies buchen und Baum ist doch schliesslich Baum.
:-)

von Wühlhase (Gast)


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Steffen W. schrieb:
> Ich habe mir ein paar Kompass
> besipiele angesehen wie die das berechnen (mit antan2(x,y) usw...) aber
> egal wie ich es drehe und wende kommt nur misst dabei raus.

Kein Wunder, jedes bisschen Stahl in der Nähe (Stahlbetonwände, Brücken, 
der eigene Rahmen, andere Autos/Motorräder/Fahrräder/Induktionsspulen in 
der Fahrbahn/...) verderben dir den Tag.


Irgend W. schrieb:
> Es hat schon seinen Grund warum man bei Flugzeugen auf die gute alte
> rotierende Masse als Gyro setzt und nicht einfach nur einen Chip für ein
> paar Cent nimmt:
> - https://en.wikipedia.org/wiki/Attitude_indicator

Genau darauf wollte ich mit meinem ersten Post hinaus. Sowas gibt es aus 
dem Modellflugbau, normalerweise in der Heliecke.

von Henrik V. (henrik_v)


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wie wäre es it zwei (Ultraschall?) -Abstandssensoren an den Seiten, die 
schräg den Abstand zur Fahrbahn messen? Den Winkel rechnet der ESP aus.

Oder gleich 'ne IMU ...  die Beseren sind aber nicht billig....

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