Hallo, ich suche für unser Projekt in der Schule ein Kompass-Modul (Genauigkeit 1-2°) und ein GPS-Modul. Beide Module sollten möglichst klein und möglichst wenig Stromverbrauch haben. Dazu suchen wir noch einen Mikrocontroller, mit dem wir die Daten dieser Module auslesen, bearbeiten und an ein Display weitergeben können. Der Mikrocontroller sollte auch eine Audio-Unterstützung haben, weil die Daten auch noch über einen Lautsprecher ausgegeben werden sollten. Vielen Dank
Kompass-Module hat z.B. www.sander-electronic.de
GPS-Modul hab ich (Jupiter). Gibt die Daten seriell aus (mit TTL-Pegel glaub ich). Also direkt für uC. Wollte ich mal selbst mit basteln. Kam mir aber meine Tochter dazwischen ;-) Grüße, André
Gibt es solche Sachen auch noch ein bisschen billiger. Oder habt ihr Schaltungen für ein Kompass-Modul (zB mit dem Sensor KMZ51), dann können wir das Modul selbst bauen.
Höh? Hat schon jemand einen Preis genannt? Also zu KMZ51 kann man ja googeln. GPS kostet 49Euro fest + Porto. Grüße, André
Ich habe auf der Seite www.sander-electronic.de geschaut. Da kostet das billigste GPS-Modul ca. 100 Euro. Kannst du mir das Modell oder die Seite sagen, wo ich ein GPS um 50 Euro bekomme.
Bei mir. Halt das Jupiter-Modul. Ist zwar neu, aber ich hab ja keine Zeit (wie gesagt) für sowas ;-(
Schick mir mal bitte eine detaillierte Beschreibung von dem Modul (mit Foto wenn du hast) an meine email. Und kannst du mir einen uC empfehlen, mit dem ich die Daten weiterverarbeiten kann.
Ich persönlich lieebe ja die AVRs ;-) Der uC ist eigentlich egal. Serielle Schnittstelle sollte er nur haben. Mit PICs oder AVRs macht man da nie was falsch. Grüße, André
So, Datenblatt ist bei Dir. Lustigerweise gibt es die Jupiter-Module bei http://www.sander-electronic.de/gm00002.html für > 120 Euronen. Hab ich mich wohl mit den 50 Euro wohl verschätzt ;-( Aber egal: Schüler sollen unterstützt werden -> Ich bleib bei 50 Euro. Grüße, André
Noch ein kleiner Tipp: Im aktuellsten ELV-Journal ist eine Bauanleitung für einen GPS-Empfänger mit Atmel MC und GPS Modul enthalten. Ist sicherlich hilfreich zum Nachbau oder zumindest Spicken...und damit kennt man sich als Schüler bestimmt perfekt aus. Viel Glück Remo
wie wärs mit einer GPS-Maus mit seriellem Ausgang ca 20 Teuronen bei Ebäh
..ich versuche eine Kombination mit GPS + Kompass +Gyro zur Verbesserung der GPS-Daten auf die Beine zu stellen. Habt ihr sowas ähnliches vor ? dann schreibt mal bitte eine email !#
Zum KMZ51 gab es ein Evaluation Board von Philips, das hatte ich mal vom Distibutor leihweise ausprobiert, war durchaus empfindlich genug für das Erdmagnetfeld. Man braucht natürlich 2 Sensoren für einen Kompass, mit 2 Koordinatenachsen, eigentlich sogar drei, da das Erdmagnetfeld in unseren Breite geneigt ist. Wackeln mit einem Schraubenzieher in 1 Meter Abstand hatte deutliche Änderungen auf dem Mittenanzeigeinstrument für eine Achse zur Folge. Die Schaltung steht in einer größeren Application Note von Philips, auf die ich hier im Artikel "Magnetsensor" verwiesen habe. Ich habe auch noch irgendwo ein Platinenlayout dazu (allerdings nicht das Original von Philips).
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Hier ist das Schaltbild aus der Philips-Applikation "SC17_GENERAL_MAG_98_1.pdf" (775kByte) Das auf dem Chip befindliche Ferrit-Material wird mit kurzen Impulsen abwechselnd in die magnetische Sättigung getrieben. Das ist das Prinzip eines Fluxgate-Sensors, allerdings mit einer magnetabhängigen Widerstandsbrücke statt des induktiven Aufnehmers. Eine Kompensationswicklung nullt das mittlere Magnetfeld an der Brücke. Dazu habe ich noch ein Platinenlayout.
"Flip" und "Comp" sind die beiden Spulen auf dem KMZ51, die OPs sind LM324 und der Analogschalter ein CD4016 oder CD4066
Die Analogschalter bilden mit einem OP je einen umschaltbar nichtinvertierenden / invertierenden Verstärker, der die an der Widerstandsbrücke entstehende Wechselspannung synchron gleichrichtet (geschalteter Gleichrichter)
Die Adresse zur Application note SC17 fehlte noch: http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/various/SC17_GENERAL_MAG_98_1.pdf
Habe selbst kürzlich mit den Gauss-Sensoren gearbeitet. Es gibt auch den KMZ52 mit 2 zueinander senkrechten Chips in einem 16-pol-Gehäuse, die verwende ich. Spoerle hat sie. Die Empfindlichkeit ist phänomenal. M.E. ist die Schaltung viel zu aufwendig: Flipping oder zumindest Pulse in einer Stromrichtung sind unbedingt erforderlich, da die Empfindlichkeit stark von der inneren Magnetisierung der Sens-Widerstände abhängt. Bei unbeschalteten Flip-Anschlüssen genügt ein Berühren eines Anschlusses, um die Emfpindlichkeit drastisch zu verändern. Aber Offsetkompensation und Switched-Rectifier mache ich natürlich in der SW. Ob sich der Aufwand mit der Kompensationsspule lohnt, weiß ich auch noch nicht, da bin ich noch am Tüfteln. Einziger Grund erscheint mir die Temp-Kompentation, und die kann man sicher auch mit einem Temp-Sensor und etwas SW hinkriegen. Momentan arbeite ich mit 2 Operationsverstärkern pro Kanal, habe aber vor, auf einen zu reduzieren. Bei Gelegenheit male ich mal ein Bild. Noch was anderes: warum soll es nicht genügen, mit drei Sensoren zu arbeiten, um einen lageunabhängigen Kompass zu bauen. Wozu haben die anderen noch die Lage-Sensoren? Das Magnetfeld ist doch ein Vektor, dessen 3 Komponenten wir messen können. Dadurch ist doch die Lage im Raum eindeutig, und damit die Richtung nach Norden auch. Zoltan Gradwohl hat schon in dieser Richtung angesetzt, hat aber keine Zeit, weiterzumachen. Mit einem solchen 3D-Kompass könnte man auch Lagesensoren mit ADXL ersetzen, z.B. im Modell-Flugzeug, wo Fliehkräfte das Ergebnis verfälschen würden. Freue mich, dass sich wieder was rührt an der Kompass-Front!
> Noch was anderes: warum soll es nicht genügen, mit drei Sensoren > zu arbeiten, um einen lageunabhängigen Kompass zu bauen. > Wozu haben die anderen noch die Lage-Sensoren? > Das Magnetfeld ist doch ein Vektor, dessen 3 Komponenten wir > messen können. Dadurch ist doch die Lage im Raum eindeutig, und > damit die Richtung nach Norden auch. Zoltan Gradwohl hat schon in > dieser Richtung angesetzt, hat aber keine Zeit, weiterzumachen. > > Mit einem solchen 3D-Kompass könnte man auch Lagesensoren mit ADXL > ersetzen, z.B. im Modell-Flugzeug, wo Fliehkräfte das Ergebnis > verfälschen würden. Mal ne Frage: Wie werden eigentlich in solchen Modulen Streufelder ausgeblendet? Ansonsten wuerde Dir ja jedes anlaufende Servo die Messung verfälschen. Von den starken Magneten in den Antriebs- motoren rede ich erst mal gar nicht. So wie ich das sehe, kannst Du die Dinger maximal als langzeitstabile Refernz nehmen.
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KMZ51.png
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Den KMZ51 gibts noch bei Conrad (steht er im neuen Katalog noch drin? auf der Internetseite ist er jedenfalls noch vorhanden, siehe Anhang) Wichtig auf der Platine ist, die starken Flip-Pulse vom emfindlichen Eingang entfernt zu halten, das war auf meinem Layout ein Problem.
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Ich habe mal das Layout und den Bestückungsplan (naja etwas handbemalt) eingescannt, es wurde von August Gihr, DK5UG, 1997 entworfen, um in Schulversuchen mit Wetterballon als Sensor mitzufliegen. Die AATIS - Arbeitsgemeinschaft Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule ( www.aatis.de ) betreut solche Experimente und stellt Material und Know-How zur Verfügung. In der "Sendung mit der Maus" wurde sowas auch schon mal gezeigt - auch August beim Basteln. Die Schaltunterlagen zum KMZ51 hatte er damals von mir erhalten. Wenn man sowieso einen Mikrocontroller benutzt kann man sicher einiges mit Software erledigen. Hier eben die Original Philips-Schaltung. 73 Christoph
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Und der versprochene Bestückungsplan, ein paar Drahtbrücken sind nötig.
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Ich habe noch Abbildungen (Foto kann man die Fotografie mit dem Kopierer nicht nennen) vom Philips-Evaluationsboard gefunden, die ich damals (1996) gemacht hatte. Wie man sieht hat hier ein Autorouter gewütet, dem keiner erzählt hatte, daß Vias Geld kosten...
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Mit einem Fluxgate-Sensor wurde diese Aufzeichnung der Schwankungen des Erdmagnetfelds gemessen. Sie stammt aus einer Fluxgate-Bauanleitung in "Electronics World + Wireless World" vom Sept.1991 . Original Bildtext: "the trace ion the left hand page shows the disturbances caused to the earth's magnetic field by a solar storm occuring between June 12 and 14, 1991. The measurements were made with the system described in this article"
das i in ion war zuviel In dem Artikel steht auch eine sehr schöne Anleitung, wie man einen Magnetsensor mit einem Paar Helmholtz-Spulen kalibriert. Zitat: "these are not the expensive-looking, beautifully crafted works of art found in old school laboratories..." sondern sie können auch wesentlich simpler aussehen usw.
an Karl Heinz Buchegger: statische Magnetfelder (Motormagnete...) kann man prima wegkompensieren, für Stromleitungen muss man halt verdrillte oder Koax verwenden und den Sensor möglichst weit weg (Tragfläche oder Heck) postieren. Das größte Problem sind Weicheisenteile, die das Magnetfeld dynamisch verfälschen, dazu gibt es schöne Abhandlungen bei Philips und noch schönere bei Honeywell.
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Wenn jemand einen Fluxgate-Sensor selbst bauen möchte, hier sind zwei Bauvorschläge dazu. Als erstes der Sensor aus dem bereits genannten Artikel in Electronics World + Wireless World vom Sept. 1991 Der Kern besteht aus einem aufgewickeltel Band, 1/1000 inch dick, aus einem magnetisch sehr hartem Material, mit einer fast rechteckigen Hysteresekurve, Abmessungen konnte ich keine finden, der Hersteller heißt Telcon Metals, das Material ist ein "HCR-alloy" Typ 7a Die Erregerwicklung ist wie üblich ringsherum aufgewickelt, ca. 7m CuL 0,5mm Durchmesser, ca 170 Windungen. Die beiden Aufnehmerwicklungen sind wie im Bild zu sehen um 90 Grad versetzt 500 Windungen 0,2mm CuL. Durch diese symmetrische Anordnung gelangt nur wenig des Erregerfeldes direkt in die Aufnehmerwicklung. Erst durch die Unsymmetrie der Hysteresekurve wegen des Ergdmagnetfeldes entsteht in den Aufnehmerwicklungen ein Strom der doppelten Frequenz. Die Auswertung geschieht mit einer Schaltung ähnlich der Philips-Applikation.
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Und hier ein Fluxgate-Bauvorschlag aus einem Artikel in "RF Design" Januar 1994. Wesentlich simpler, vermutlich nicht so empfindlich, daß man die Sonnenaktivitäten damit verfolgen kann. Die haben übrigens einen großen Einfluß auf die Funkausbreitung auf Kurzwelle. Die genannten Bestell-Nummern sind von "Fair-rite", ein "Material 73". Meßfrequenz 100 kHz, primär 5 Windungen, sekundär 200, d=0,8mm , Mü rel=160, I=0,2A Bsat=0,2Tesla, a=2 mm^2, gemessen im Erdmagnetfeld (ca. 0,5 Gauss) 4V pk-pk Zu den Maßeinheiten: 1 Gauss=100 000 Gamma ( die Skala im Solaraktivitäts-Diagramm) und 1 Tesla= 10^4 Gauss = 1 Vs/m^2
Was jetzt fehlt wäre ein hierzulande einfaches Kochrezept der Art: man nehme oder vielmehr kaufe von Reichelt den Amidon-Ringkern Nr....., bewickle ihn nach dem gezeigten Vorbild mit zwei oder drei Wicklungen folgender Windungszahl... und schließe ihn an eine Schaltung an, die möglichst aus irgendeinem Mikrocontroller und etwas analoger Zusatzbeschaltung besteht. Hat jemand sowas schon mal ergoogelt oder sogar selbst gebaut? Mit den üblichen Hallsensoren oder Magnetwiderständen liegt ja der Kompass schon an der Empfindlichkeitsgrenze, aber wenn man zum Beispiel seinen Garten nach archäologischen Überresten, Altlasten oder Blindgängern untersuchen will, dann braucht man vermutlich so einen Fluxgatesensor.
google mal unter Bau eines elektronischen Magnetkompasses und Untersuchungen zur Verwendbarkeit bei mobilen Robotersystemen Robin Gruber Studienarbeit LEHRSTUHL FÜR REALZEIT−COMPUTERSYSTEME TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN UNIV.−PROF. DR.−ING. G. FÄRBER gibts mit KMZ komplette Schlatung/Software usw
Ich will ja gerade keinen integrierten Sensor, sondern eine Bauanleitung für einen hochempfindlichen klassischen Fluxgate-Sensor. Ich hab mal etwas herumgerechnet: Der Fluxgatesensor aus EW+WW hat, wenn ich recht verstanden habe, eine einlagige Wicklung mit 170 Windungen 0,5mm CuL. Das bedeutet die Innenseite des Ringkerns hat einen Umfang von 170*0,5 = 85mm. Durch Pi geteilt sind das etwa 27mm Innendurchmesser. Ein Fluxgate sollte ein hohes Mü-r also relative Permeabilität aufweisen. Der nächstgelegene Ringkern im Reichelt-Katalog wäre der Amidon FT140-77. Das Material 77 hat das höchste Mü von 2000, der Innendurchmesser beträgt 22,7mm. Mit 5 (Katalog 1/2005) ist er noch bezahlbar, der nächstgrößere wäre der FT240-77 mit 24,90 und einem Innendurchmesser von 35,6mm. Man muß auch bedenken, dass die Erregerwicklung den Kern in die Sättigung treiben muß, damit es funktioniert. Je größer, desto höher muß auch der Strom sein. 73 Christoph
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