RTV forum PL | NewsGroups PL

Jak wykorzystać żyroskop IDG300 do pomiaru kątowego odchylenia obudowy?

Żyroskop

NOWY TEMAT

elektroda NewsGroups Forum Index - Elektronika Polska - Jak wykorzystać żyroskop IDG300 do pomiaru kątowego odchylenia obudowy?

Goto page 1, 2  Next

Robbo
Guest

Thu Oct 18, 2007 11:13 pm   



Dzień dobry,

Chciałem skonstruować układ, który wskazywałby
(np. poprzez wyświetlanie liczb na wyświetlaczu)
odchylenie obudowy urządzenia w dwóch płaszczyznach
względem ziemi.
Wymyśliłem, żeby zastosować dwa (zainstalowane pod
kątem 90 względem siebie) enkodery absolutne
z zainstalowanymi na ich wałkach nieosiowo ciężarkami.
Ciężarki przyciągane za sprawą grawitacji
(czy też, jak kto woli, ugięcia czasoprzestrzeni)
powodowałyby obroty wałków enkoderów, jeżeli
użytkownik przechylałby obudowę.
Rozwiązanie to ma tę wadę, że reagowałoby
także na przyspieszanie obudowy w płaszczyźnie,
a nie tylko jej obracanie.
Zatem pomyśłałem, że zainstaluję żyroskop.
Kupiłem w Ameryce układ IDG300 Breakout.
Zasiliłem. Podłączyłem oscyloskop.
Okazało się, że układ daje napięcia (są dwie
osie: X i Y) proporcjonalne do prędkości
obrotowej w danej płaszczyźnie.
I co z takim sygnałem zrobić? Można to jakoś
całkować, ale czy tak to się robi profesjonalnie?
Czy wybrałem właściwy układ do mojego urządzenia?
Jeżeli nie, to jaki układ powinienem kupić?
Najlepiej, gdyby dawał on sygnał proporcjonalny
do kąta odchylenia układu względem ziemi
(najlepiej w dwóch płaszczyznach).

Z góry dziękuję za odpowiedź.

Robbo

badworm
Guest

Fri Oct 19, 2007 12:00 am   



Dnia Fri, 19 Oct 2007 00:13:50 +0200, Robbo napisał(a):

Quote:
Dzień dobry,
Chciałem skonstruować układ, który wskazywałby
(np. poprzez wyświetlanie liczb na wyświetlaczu)
odchylenie obudowy urządzenia w dwóch płaszczyznach
względem ziemi.
Wymyśliłem, żeby zastosować dwa (zainstalowane pod
kątem 90 względem siebie) enkodery absolutne
z zainstalowanymi na ich wałkach nieosiowo ciężarkami.
Ciężarki przyciągane za sprawą grawitacji
(czy też, jak kto woli, ugięcia czasoprzestrzeni)
powodowałyby obroty wałków enkoderów, jeżeli
użytkownik przechylałby obudowę.
Rozwiązanie to ma tę wadę, że reagowałoby
także na przyspieszanie obudowy w płaszczyźnie,
a nie tylko jej obracanie.
Zatem pomyśłałem, że zainstaluję żyroskop.
Kupiłem w Ameryce układ IDG300 Breakout.
Zasiliłem. Podłączyłem oscyloskop.
Okazało się, że układ daje napięcia (są dwie
osie: X i Y) proporcjonalne do prędkości
obrotowej w danej płaszczyźnie.
I co z takim sygnałem zrobić? Można to jakoś
całkować, ale czy tak to się robi profesjonalnie?
Czy wybrałem właściwy układ do mojego urządzenia?
Jeżeli nie, to jaki układ powinienem kupić?
Najlepiej, gdyby dawał on sygnał proporcjonalny
do kąta odchylenia układu względem ziemi
(najlepiej w dwóch płaszczyznach).

Możesz spróbować również użyć scalonego czujnika
przyspieszenia(akcelerometru). Czujnik taki jest w stanie zmierzyć
zarówno statyczne przyspieszenie wynikające z kąta jego nachylenia
względem płaszczyzny ziemi jak też i przyspieszenie dynamiczne,
wynikające ze zmiany prędkości poruszania się.
--
Pozdrawiam Bad Worm badworm[maupa]post{kopek}pl
IET10@WEiA-PG student
GG#2400455 ICQ#320399066
http://photobucket.com/albums/b252/badworm/

Marek Lewandowski
Guest

Fri Oct 19, 2007 12:02 am   



On Oct 19, 12:13 am, "Robbo" <przy...@ale.nie.mam> wrote:

Quote:
Chciałem skonstruować układ, który wskazywałby
(np. poprzez wyświetlanie liczb na wyświetlaczu)
odchylenie obudowy urządzenia w dwóch płaszczyznach
względem ziemi.

Ziemi. (1)

Quote:
Wymyśliłem, żeby zastosować dwa (zainstalowane pod
kątem 90 względem siebie) enkodery absolutne
z zainstalowanymi na ich wałkach nieosiowo ciężarkami.

Jak kun pod gore. Wez lepiej 2 scalone akcelerometry X-Y i zamocuj je
w pionie i poziomie - masz wektor przyspieszenia 3D.

Quote:
Ciężarki przyciągane za sprawą grawitacji
(czy też, jak kto woli, ugięcia czasoprzestrzeni)
powodowałyby obroty wałków enkoderów, jeżeli
użytkownik przechylałby obudowę.
Rozwiązanie to ma tę wadę, że reagowałoby
także na przyspieszanie obudowy w płaszczyźnie,
a nie tylko jej obracanie.

Wez akcelerometry...
Przyspieszenia i tak nie odroznisz - fizyka sie klania - ale
przynajmniej bedziesz wiedzial, ze jak ci wypadkowy wektor wyjdzie =/1g to znaczy, ze pudelko zaczyna dostawac nozek.

Quote:
Okazało się, że układ daje napięcia (są dwie
osie: X i Y) proporcjonalne do prędkości
obrotowej w danej płaszczyźnie.
I co z takim sygnałem zrobić?

Wsadzic. Po pierwsze: dryft ma toto niezerowy, po drugie, ponoc
chodzilo Ci o nachylenie wzgledem Ziemi, a z calkowania zyroskopu
dostaniesz w najlepszym przypadku nachylenie wzgledem pozycji
poczatkowej. I nie wyskakiwac mi z rewelacjami, ze to to samo, nie
zapominaj, ze Ziemia robi fikolka co 24h. No i jesli jest to prawdziwy
zyroskop, to masz jeszcze jaja z Coriolisem

--
Marek Lewandowski

skrzydlaty
Guest

Fri Oct 19, 2007 7:20 am   



pogooglaj sobie o MEMS 'ach

pozdr

LukaszS
Guest

Fri Oct 19, 2007 8:32 am   



Zobacz mój post w tej samej sprawie z dn. 3.1.2007 oraz jego crosspost na
pl.rec.modelarstwo. Ja potrzebowałem zastosować to w modelu samolotu, więc
akcelerometr się nie nada, bo w samolocie masz przyspieszenia we wszystkich
możliwych kierunkach. W szczególności dostałem tam link do gotowego modułu
żyroskopu do kupienia.

--
Lukasz
N 50 05' 04"
E 19 53' 43"

Robbo
Guest

Fri Oct 19, 2007 3:23 pm   



Dzięki za odpowiedź -- także pozostałym uczestnikom tego wątku.

Quote:
Wymyśliłem, żeby zastosować dwa (zainstalowane pod
kątem 90 względem siebie) enkodery absolutne
z zainstalowanymi na ich wałkach nieosiowo ciężarkami.
Ciężarki przyciągane za sprawą grawitacji
(czy też, jak kto woli, ugięcia czasoprzestrzeni)
powodowałyby obroty wałków enkoderów, jeżeli
użytkownik przechylałby obudowę.
Rozwiązanie to ma tę wadę, że reagowałoby
także na przyspieszanie obudowy w płaszczyźnie,
a nie tylko jej obracanie.

Wez akcelerometry...
Przyspieszenia i tak nie odroznisz - fizyka sie klania - ale
przynajmniej bedziesz wiedzial, ze jak ci wypadkowy wektor wyjdzie =/=
1g to znaczy, ze pudelko zaczyna dostawac nozek.

Znalazłem taki układ: ADXL202E.
Mam nadzieję, że o tym właśnie mówiłeś (a może polecisz lepszy?).
Jeżeli wszystko dobrze zrozumiałem, to na wyjściu otrzymam
napięcie proporcjonalne do nachylenia scalaka względem
Ziemi (no i oczywiście do przyspieszenia, jeżeli
układem zacząłbym poruszać).
Niemniej znalazłem też rozdział mówiący o dryfcie
temperaturowym. Za bardzo nie umiałem odczytać informacji
z wykresów i nie wiem, jak dotkliwy byłby to błąd.

W wątku odezwali się także koledzy modelarze, którzy
zaproponowali rozwiązania znane ze swojej dziedziny.
W tym miejscu może napiszę dokładniej, do czego ma
służyć moje urządzenie. Może ta informacja pozwoli znaleźć
dopasowane rozwiązanie.
Otóż, mam wysoką konstrukcję (nawet do kilkunastu metrów),
która jest postawiona na platformie. Platforma może się
przemieszczać z prędkością do kilku kilometrów na godzinę
i ogólnie jest ślamazarna.
Dodatkowo, platforma może się lekko przechylać.
Po to, żeby konstrukcja mi nie runęła, chciałem zrobić
takie urządzenie, które mierzy kąt odchylenia platformy
(bądź szczytu konstrukcji) od płaszczyzny Ziemi.
Urządzenie ma pracować zarówno w pełnym słońcu,
jak i przy ostrym mrozie. Dlatego, bardzo ważne jest,
aby temperatura nie wpływała znacząco na wynik pomiarów.
Dokładność jaką chcę uzyskać, to początkowo 1/10 stopnia,
a docelowo może zmierzę się z 1/100 stopnia (kąt nachylenia).
No i zależy mi na niskiej cenie. Lubię się bawić, więc
chciałbym to zrobić samodzielnie z prostych klocków, a nie
kupować gotowe, drogie urządzenie (o ile takie istnieją).

Moje rozwiązanie z enkoderami absolutnymi i ciężarkami
na ich wałkach nie jest złe ponieważ nie występują tu problemy
z dryftem temperaturowym. Takie problemy mogłby wystąpić
w przypadku akcelerometrów. Ale zaznaczam, że jeszcze nie
udało mi się ustalić, jaki taki ADXL202E dawałby błąd odchylenia
(w stopniach) od płaszczyzny Ziemi dla temperatury np. -20 stopni
Celsujsza i +40 stopni Celsujsza -- może okaże się, że jest na tyle mały
(mniej niż 1/100 stopnia), że pomijalny.
(PS. Może ktoś to wie, bądź umie odczytać?)


Robbo

Marek Lewandowski
Guest

Fri Oct 19, 2007 4:14 pm   



On Oct 19, 4:23 pm, "Robbo" <przy...@ale.nie.mam> wrote:

Quote:
Otóż, mam wysoką konstrukcję (nawet do kilkunastu metrów),
która jest postawiona na platformie. Platforma może się
przemieszczać z prędkością do kilku kilometrów na godzinę
i ogólnie jest ślamazarna.

[...]

Quote:
Moje rozwiązanie z enkoderami absolutnymi i ciężarkami
na ich wałkach nie jest złe ponieważ nie występują tu problemy
z dryftem temperaturowym.

jest zle, bo robisz sobie wahadla. Dryftu wprawdzie nie bedzie, ale
jak platforma sie zakolysze, to ciezarki moga sie bardziej pobujac...

Quote:
w przypadku akcelerometrów. Ale zaznaczam, że jeszcze nie
udało mi się ustalić, jaki taki ADXL202E dawałby błąd odchylenia
(w stopniach) od płaszczyzny Ziemi dla temperatury np. -20 stopni
Celsujsza i +40 stopni Celsujsza -- może okaże się, że jest na tyle mały
(mniej niż 1/100 stopnia), że pomijalny.
(PS. Może ktoś to wie, bądź umie odczytać?)

Dryft tempreaturywy przy akceleroetrach MEMS zazwyczaj dotyczy obu osi
w jednakowym stopniu. Dla Ciebie oznacza to, ze dlugosc wypadkowego
wektora moze przy jednej temperaturze wyjsci CI 0.99g a przy innej -
1.2g (przesadzajac). Ale o ile dryft obu osi jest jednakowy, to
wypadkowy KIERUNEK bedzie Ci sie zgadzal.

Tak naprawde, to urzadzenie, ktorego potrzebujesz, musi byc zbudowane
nieco inaczej.
Dla sztywnej konstrukcji umieszczasz sensor XY w poziomie na pewnej
wysokosci ponad podstawa balansujaca i drugi na platformie. Podstawa
musi miec wlasne enkodery informujace o jej chwilowym nachyleniu.
Teraz to, co robisz, sklada sie z kilku petli sterowania:
Petla 1. Bierzesz sygnal z obu osi akcelerometru i wiesz, w ktora
strone Ci sie konstrukcja ,,wali''. Kontrujesz podstawa balansujaca
do ,,zera''. W idealnym przypadku konstrukcja jest caly czas w tej
samej pozycji, w ktorej byla.

Ale akcelerometr nie pokazuje zera, jak jest zero, no i plywa z
temperatura, a poza tym platforma przyspiesza i hamuje, wiec
potrzebujesz drugiej petli:

Petla 2: Jesli podstawa balansujaca nie jest w pionie, delikatnie
przesuwaj ,,zero'' akcelerometru na wiezy, zeby srednio podstawa stala
na ,,zerze''. W ten sposob po odchyleniu od pionu wieza bedzie powoli
wracac do pozycji prostopadlej do podstawy (uwaga: to powinno byc
powolniejsze, niz wahania na wybojach!).

Zaraz. Ale jezdnia moze byc skosna, wiec nie chcemy wracac do pozycji
prostopadlej do podstawy, tylko do pionu! Do tego bierzemy sygnal
referencyjny z akcelerometru na podstawie i informacje od sterowania
platforma. Sygnal z akcelerometru na podstawie usredniamy i dostajemy
wypadkowy kierunek ,,pion''. Ten kierune odejmujemy od ,,zera''
enkoderow podstawy. Ta petla powinna byc powolniejsza od obu
poprzednich.

--
Marek Lewandowski
ICQ#/GG#: ask per mail. mail: locust[X]poczta/onet/pl
my gallery: http://www.pbase.com/mareklew
my kind-of-a-blog: http://lockaphoto.stufftoread.com

Mirek
Guest

Fri Oct 19, 2007 7:31 pm   



Robbo wrote:
..
Quote:
Otóż, mam wysoką konstrukcję (nawet do kilkunastu metrów),
która jest postawiona na platformie. Platforma może się
przemieszczać z prędkością do kilku kilometrów na godzinę

Czyli nic innego jak elektroniczna poziomica na platformie, choć lepiej
byłoby ją umieścić w środku ciężkości tej konstrukcji, wtedy mogłaby
uwzględniać takżę przyspieszenia przy ruszaniu, hamowaniu i skręcaniu.
Gdyby konstrukcja była przymocowana do platformy (i mogła przewrócić się
tylko z nią) to można by mierzyć nacisk na poszczególne koła (zakładam,
że jest na kołach skoro się przemieszcza) i z tego wnioskować czy się
przewróci czy nie - uwzględniało by to także inne możliwe zagrożenia,
takie jak wiatr czy wjechanie jednego koła w niepewny grunt.

Mirek.

Robbo
Guest

Fri Oct 19, 2007 7:56 pm   



Quote:
Dryft tempreaturywy przy akceleroetrach MEMS zazwyczaj dotyczy obu osi
w jednakowym stopniu. Dla Ciebie oznacza to, ze dlugosc wypadkowego
wektora moze przy jednej temperaturze wyjsci CI 0.99g a przy innej -
1.2g (przesadzajac). Ale o ile dryft obu osi jest jednakowy, to
wypadkowy KIERUNEK bedzie Ci sie zgadzal.

Załóżmy, że chcę mierzyć wychylenie tylko w jednej płaszczyźnie
i kupuję akcelerometr tylko z jednym kanałem.
Czy wtedy dryft temperaturowy będzie miał wpływ?

Czy w zależności od miejsca na kuli ziemskiej, wskazanie
akcelerometru będzie takie samo, dla tego samego kąta pochylenia?

Gdybyś mi mógł wyjaśnić, o co chodzi z tym wskazaniem wypadkowym,
bo może jestem blisko zrozumienia, ale jeszcze nie załapałem...


Robbo
PS. Efekt wahadła przy rozwiązaniu z enkoderami jest w moim przypadku
pomijalny, ponieważ platforma nie ma dużej akceleracji
i deceleracji, obsługa odczytuje pochylenie w momencie, gdy platforma
znajduje się w zpoczynku. Dodatkowo, można zastosować tłumiki
olejowe.
Rozwiązanie z czujnikiem na szczycie konstrukcji nie wchodzi za
bardzo w grę, gdyż instalacja tam czujnika (konstrukcje na platformie
zmieniają się) i kalibracja byłyby zbyt kosztowne.

Robbo
Guest

Fri Oct 19, 2007 7:58 pm   



Quote:
Czyli nic innego jak elektroniczna poziomica na platformie,

Tak.
Jak są skonstruowane takie poziomice?
Czy mają problemy z dryftem (np. temperaturowym)?

Robbo

Robbo
Guest

Fri Oct 19, 2007 8:04 pm   



http://www.elektronarzedzia.ive.pl/index.php/id_2380_mode_proddet.html

Mirek
Guest

Fri Oct 19, 2007 8:53 pm   



Robbo wrote:

Quote:
Jak są skonstruowane takie poziomice?
Czy mają problemy z dryftem (np. temperaturowym)?

Nie wiem, ale widziałem w którejś Elektronice Praktycznej takie
urządzonko. Nie rozumiem po co aż taka dokładność pomiaru, skoro i tak
trzeba będzie zachować margines bezpieczeństwa rzędu kilku stopni.
Mirek.

Robbo
Guest

Fri Oct 19, 2007 9:30 pm   



Quote:
Jak są skonstruowane takie poziomice?

Nie wiem, ale widziałem w którejś Elektronice Praktycznej takie
urządzonko.

Odnalazłem projekt Elektronicznej Poziomicy w EP 5/93.
Zastosowano tam kółko, które może się swobodnie obracać i jest
obciążone z jednej strony. W kółku są szczeliny, przez które przepuszczane
jest światło. Po drugiej stronie jest detektor światła.
Na tej podstawie odczytuje się położenie.
Reasumując: prosta wersja mojego pomysłu z wykorzystaniem enkoderów.

Ciekawe, jak robi się "profesjonalne" poziomice. Muszę ten temat podrążyć.


Robbo

mk
Guest

Fri Oct 19, 2007 10:05 pm   



Robbo pisze:
Quote:
Jak są skonstruowane takie poziomice?
Nie wiem, ale widziałem w którejś Elektronice Praktycznej takie
urządzonko.

Odnalazłem projekt Elektronicznej Poziomicy w EP 5/93.
Zastosowano tam kółko, które może się swobodnie obracać i jest
obciążone z jednej strony. W kółku są szczeliny, przez które przepuszczane
jest światło. Po drugiej stronie jest detektor światła.
Na tej podstawie odczytuje się położenie.
Reasumując: prosta wersja mojego pomysłu z wykorzystaniem enkoderów.

Szukaj innego projektu. Okolice roku 2000. Na okładce teleskop.
Był to projekt wskaźnika kąta wysokości na jaką nastawiony jest teleskop.

Quote:
Ciekawe, jak robi się "profesjonalne" poziomice. Muszę ten temat podrążyć.

W niwelatorach z automatyczny poziomowaniem głowicy stosuje się właśnie
scalone czujniki przyśpieszenia. Nie pamiętam deklarowanych dokładności
poziomu, ale pewnie to klasa lepsza niż 1 cm na 10 m.

pzdr
mk

Robbo
Guest

Sat Oct 20, 2007 7:41 pm   



Quote:
Szukaj innego projektu. Okolice roku 2000. Na okładce teleskop.
Był to projekt wskaźnika kąta wysokości na jaką nastawiony jest teleskop.

Znalazłem w EP z grudnia 2000.
Spora część artykułu poświęcona jest kalibracji układu z użyciem
suszarki do włosów. Robi się z tego niezła zabawa, a ja chcę
urządzenie, które pracuje stabilnie w różnych temperaturach
i w różnych miejscach na świecie. Zatem moje enkodery
będą dla mnie chyba najlepsze. Dziękuję za porady.

Robbo

Goto page 1, 2  Next

elektroda NewsGroups Forum Index - Elektronika Polska - Jak wykorzystać żyroskop IDG300 do pomiaru kątowego odchylenia obudowy?

NOWY TEMAT

Regulamin - Zasady uzytkowania Polityka prywatnosci Kontakt RTV map News map