Neigung feststellen

Das ist richtig, fuer dynamische Systeme sollte man einen Gyro plus 
einen zweiachsigen Beschleunigungssensor nehmen.

Warum Gyro + Zweiachsigen Beschleunigungssensor ? Was gibt mir der Gryo 
denn aus? Mit Gryoskopen hab ich mich noch nicht beschäftigt.

Schon Mal über einen Hallsensor nachgedacht? Micronas HAL 80X z.B. 
eignet sich dazu. Permanentmagnet einfach so aufhängen, daß er nur auf 
Neigung und nicht auf Beschleunigung anspricht.

Das sollte in einem recht kleinen Gehäuse etwas schwierig werden ein 
Pendel aufzuhängen. Eine "IC" Lösung wäre mir da viel lieber!

Ein Gyro gibt die Winkelbeschleunigung raus.

Uli

Aeh, sorry, die Winkelgeschwindigkeit.

Also die AS50xx / AS51xx sind zwar interessante ICs, aber leider für 
meine Anwendung nichts, weil die wieder einen Magneten an einem Pendel 
brauchen. Da gefällt mir der Ansatz mit dem Gyroskop besser. Ich will 
die Neigung quasi immer in bezug auf die Erdoberfläche wissen. Also 10° 
Steigung, 20° Steigung so in etwa. Das ganze ohne "Kalibrierung" sprich 
wenn das Gerät in 12° Steigung angeschaltet, soll es das auch direkt 
anzeigen. Ist das überhaupt möglich?

Wenn ich nun die Winkelgeschwindigkeit habe, wie muss ich die berechnen 
um darauf auf die Neigung zu kommen? Evlt. denke ich ja einfach nur in 
die falsche Richtung ...

In der Wiimote von Nintendo haben die ja sowas irgendwie verbaut, weil 
da funktioniert es so wie ich es gerne hätte. Nur wie ??? ;)

Bin im Moment genau so etwas am machen. Ich muss die rein dyn. 
Beschleunigung in einem beschleunigten System feststellen. g

Habe jetzt drei Gyros und einen dreiachsen Beschleunigungssensor.

Bei den Gyros ein Tipp: Schau Dir die Drift an. Gyros die ich und Du 
bezahlen können sind rel. ungenau, sprich sie driften und driften und 
driften... Gibt aber langsam ganz gute. Frage ist nur welche 
Technologie. Piezo oder Kapazitiv. Muss halt jeder selbst eintscheiden.

Den Winkel erhälst Du indem Du die Winkelgeschwindigkeit integrierst. 
(Hoffe das stimmt)

Grüsse

Danke! jetzt brauche ich nurnoch einen kleinen anschupser in die 
richtung wie ich die winkelgeschwindigkeit integrieren soll .. stehe 
grade völlig aufm schlauch..

Sprich also wenn sich jetzt die neigung ändert (z.B. innerhalb von 0.5 
Sek um 10°) dann habe ich eine Winkelgeschwindigkeit 20 °/sek und die 
liegt 0.5 Sek. an (?) Dann muss ich nur die dauer messen wie lange die 
Geschwindigkeit da ist (im Beispiel 0.5 Sek) und kann dann darüber den 
Winkel feststellen?

In Mathe hab ich nicht geschlafen, ich lag im Koma!

Ich hab sowas noch nicht gebaut aber die Theorie dazu interessiert mich 
auch.

Könnte man nicht einen 3-Achsen-Beschleunigungssensor und einen Gyro 
benutzen? In der Ruhelage kalibriert sich das Gerät selbst (Wenn Summe 
der Beschleunigungen = Erdbeschleunigung, dann Winkel ausrechnen). Im 
Dynamischen Fall wird der Winkel dann mit dem Gyro aufintegriert. Dann 
bräuchte man 2 Gyros, sonst läuft man Gefahr, dass man gerade in der 
Drehachse des (einen) Gyros dreht und da ist der ja quasi blind. Außer 
vielleicht, man beschränkt sich auf eine feste Normalposition (Gerät 
steht auf ebener Fläche, Drehachse des Gyro genau orthogonal dazu).

Die Integration selbst könnte man mit einem Kondensator machen, wenn der 
Gyro ein analoges Signal ausgibt oder eben numerisch im Mikrocontroller, 
wenn digital. Im digitalen Fall hat man halt immer die Gefahr, dass man 
Spitzen "übersieht". Wenn das aber so ne Art Handfernbedienung werden 
soll, wird es wohl keine so großen Spitzen geben.


>Permanentmagnet einfach so aufhängen, daß er nur auf
>Neigung und nicht auf Beschleunigung anspricht.

Würde mich mal interessieren, wie man sowas "einfach" aufhängt. Da 
müsste man den Unterschied zwischen schwerer und träger Masse benutzen 
oder? Dürfte schwer werden, bis jetzt ist der nicht mal messbar. Oder 
steh ich da grade auf dem Schlauch?

Aufintegrieren mit einem Kondensator? Wie muss ich das denn anschließen 
(analog ausgang Gyro) ? Und was messe ich dann? Quasi direkt Spannung am 
Kondensator = Neigung ? Das wäre ja sehr gut und einfach ;)

>Sprich also wenn sich jetzt die neigung ändert (z.B. innerhalb von 0.5
>Sek um 10°) dann habe ich eine Winkelgeschwindigkeit 20 °/sek und die
>liegt 0.5 Sek. an (?) Dann muss ich nur die dauer messen wie lange die
>Geschwindigkeit da ist (im Beispiel 0.5 Sek) und kann dann darüber den
>Winkel feststellen?

Die exakte Lösung wäre:

Wenn du es numerisch im MC aufsummieren willst:

Du misst periodisch im Zeitabstand dt dein Eingangssignal omega. 
omega*dt zum letzten gespeicherten Wert addieren und fertig ist dein 
Winkel. Je kleiner der Abstand zwischen den Messungen delta t, desto 
wahrscheinlicher, dass das Ergebnis nah an der Wirklichkeit liegt.

Also messe ich z.B. mit 1kHz das analog Signal (nur als Beispiel) und 
addiere den berechneten Wert (z.B. 1°/s * 0,001s) zu dem letzten 
berechneten Wert und habe dann (immer) in meiner Endvariable den 
aktuellen Winkel? Das klingt ja garnichtmal so sonderlich kompliziert..

http://cms.hlplanar.de/index.php?spath=321&;

Ist bestimmt sehr teuer aber macht was du brauchst.

Rudi

>Aufintegrieren mit einem Kondensator? Wie muss ich das denn anschließen
>(analog ausgang Gyro) ? Und was messe ich dann? Quasi direkt Spannung am
>Kondensator = Neigung ? Das wäre ja sehr gut und einfach ;)

Hier fehlt noch ein Schaltbild-Äquivalent zu LaTeX. Naja ich probiers 
mal ;)

                     __
Ausgang Gyro °------|____|---°----° Eingang AD-Wandler.
                            _|_
                            _
                             |
       Masse °---------------°----°

In der Praxis würde man wohl noch einen OP reinpacken (google OP + 
Integrator).
Irgendwie muss man den C dann auch noch auf z.B. definierte 0V bringen 
können, damit man definierte Anfangsbedingungen hat. Außerdem hat ein 
Kondensator immer eine gewisse Selbstentladung und beliebig klein darf 
man ihn auch nicht machen, denn der ADC-Eingang hat auch einen gewissen 
Widerstand. Außerdem würde das ganze dann sehr anfällig gegen 
Streukapazitäten u.ä. werden.

Das Schaltbild oben stellt einen RC-Tiefpass dar. Wenn man rein damit 
integrieren möchte, muss man die Grenzfrequenz so niedrig machen, dass 
der C niemals ganz voll/leer wird. Dann kriegt man aber oben 
beschriebene Probleme.
Man kann aber auch auf eine größere Grenzfrequenz dimensionieren und 
damit nur über delta t integrieren (z.B. 1/10s). Die gemittelten 
Messwerte für delta t kann man dann wieder mit der oben beschriebenen 
Methode aufsummieren. Das dürfte wohl der beste Kompromiss zwischen 
Einfachkeit der Schaltung und Qualität des Ergebnisses sein.

Sofern das digital so "simpel" funktioniert dann werde ich das nicht mit 
einem Kondensator machen sondern dafür einen eigenen kleinen µC 
abstempeln der nur die Neigung bestimmt und per SPI weiterreicht. Bei 
>50 € für einen Gyro fallen die 3€ für ein µC auch nicht ins Gewicht, 
zumal davon nicht 100000000 Stück gebaut werden.

Aber jetzt hab ich zumindest mal ein Ansatz. Was passiert eigentlich 
wenn der Gryo beim starten in einer Neigung steht ? Dann müsste doch der 
erste Wert der Neigung entsprechen oder ?

Mir fällt grade auf das Bild stimmt nicht so ganz. Wenn's ganz analog 
sein soll, muss der OP mit rein. Beim digitalen mit Filter davor reicht 
die Schaltung oben.

> In der Wiimote von Nintendo haben die ja sowas irgendwie verbaut, weil
> da funktioniert es so wie ich es gerne hätte. Nur wie ??? ;)

Es hat zusätzlich zu einem 3-Achs-Beschleunigungssensor noch eine 
Infrarotkamera vorne eingebaut, die die Lichtpunkte von einer Reihe 
IR-LEDs in der sog. "Sensorbar" (die keine Sensoren, sondern wirklich 
nur eine Reihe LEDs enthält) aufnimmt.

Den Anfangswinkel musst du irgendwie anders rausbekommen. Der Gyro gibt 
ja nur die Winkelgeschwindigkeit aus. Also beispielsweise bei stehendem 
Gerät Beschleunigungssensoren auswerten -> phi0 und die Summe 
zurücksetzen.

@ jmoney (Gast) 15.03.2007 12:59

vielleicht liegts am flachmann von der firma, aber in deinem posting von 
12:59 was soll das sein, ich seh' nur ein paar verlorene striche. ;-)

>@ jmoney (Gast) 15.03.2007 12:59
>
>vielleicht liegts am flachmann von der firma, aber in deinem posting von
>12:59 was soll das sein, ich seh' nur ein paar verlorene striche. ;-)

Ich seh da ein paar .pngs mit LaTeX-Formeln, die das Forum hier 
netterweise seit kurzem generiert. Wenn's bei dir nicht geht, meld dich 
mal bei Andreas Schwarz, der weiß vielleicht mehr.

.. Der Internet Explorer hatte wenn ich mich recht erinnere ewige Zeiten 
lang das Problem, Bilder im .png-Format mit durchsichtigem Hintergrund 
nicht richtig darstellen zu können. Vielleicht liegt's ja daran..

@jmoney

Danke, ich glaube jetzt hab ich auch verstanden was mir ein gyroskop 
überhaupt ausgibt und wie ich das rechnen muss.

Vielen Dank, ihr seit super!

da gibts welche, die mit Wärmekonvektion arbeiten.
Luft wird erwärmt und steigt immer 90° zur Erdoberfläche auf,

und auch schon gefunden:

http://www.ntb.ch/Pubs/sensordemo/pdf/NTB_32_thermodynamischer_beschleunigungsens.pdf

Zurück zum Hallsensor ...

wenns die Umgebung hergibt (nix großes metallisches) kann man auch mit 
Hallsensoren und dem Erdmagnetfeld arbeiten. Zumindest als 
"Stützinformation".

Ich hab mal mit nem KMX-tralala rumgespielt, der hat tatsächlich ein 
lageabhängiges Ausgangssignal geliefert (Der Hallsensor in 
Brückenkonfiguration dens beim Reichelt gibt/gab war das.) Wenn damit 
alleine auch nix anzufangen ist (Große Metallgegenstände in der Nähe), 
kombiniert mit zwei Artgenossen (für 3D-Koordinatenfeld) und  anderen 
Quellen könnte er sinnvoll sein ("ändert sich das Magnetfeld <passend> 
zum Beschleunigungssensor oder umgekehrt ?")

Grüße,

Hendrik.

Schaut Euch sonst mal den SCA3000 von VTI an (Beschleunigungssensor)

Analog Device bietet rel. neu entwickelte Gyros zu einem "zahlbaren" 
Preis an.

Greets

Hallo!

Ich möchte das Thema gerne nochmal "aufwärmen".
Hat jemand denn schon einen der oben genannten Sensoren verbaut?
Ich möchte gerne mit einem ATmega8 und einem Neigungssensor beim 
motorradfahren die max. erreichte Neigung (sprich Kurvenlage) messen und 
suche dazu einen geeigneten Sensor bis 60°.

nibble

Wer verkauft eigentlich Gyros und Beschleunigungssensoren hier in Dtl. 
für einen günstigen Preis?