roboforum.ru

[math]

Чувствительный элемент - двухосный акселерометр.
Контроллер - ATMEGA8.
Все остальные компоненты служат для программирования МК,
отправки данных на ПК, защиты от повышенного Uпит.

ПК, получив данные об угловом положении платы,
передает их в виртуальную 3D-сцену,
где помимо пространственного положения модуля,
отображаются численные значения углов тангажа и крена.
Т.о., обеспечивается визуализация.

До настоящего момента проверялась только
возможность практической реализации данного принципа.
Далее будут решаться вопросы,
касающиеся точности измерений.

[XEOn8]

Супер! Планируете ли обнародовать результаты, схемы исходники? Очень интересно.

[mandigit]

Классно!
В динамике заметна задержка данных?
(есть предположение, что при быстром повороте акселерометр должен врать, в буржуйских балансирующих ботах используют пару акселерометр+ гироскоп кварцевый)

[avr123.nm.ru]

2D акселерометр - adxl202

результат поиска по словам - adxl202 tilt atmel

[Master]

Зачот, наконец-то что-то новенькое. На чем написана программа для ПК которая выполняет визуализацию?

[Виталий]

Я надеюсь это не датчик крена и тангажа в самолет. Если так, то самолет вы уже потеряли.

[math]

Супер! Планируете ли обнародовать результаты, схемы исходники? Очень интересно.

Думаю, пока - рано. Этот результат - промежуточный.

Зачот, наконец-то что-то новенькое. На чем написана программа для ПК которая выполняет визуализацию?

Всё написано в MATLAB. 3D-сцена - VRML.

результат поиска по словам - adxl202 tilt atmel

ADXL203.

Классно!В динамике заметна задержка данных?

Задержка, разумеется, есть.
Причины: АЦП, передача на ПК в МАTLAB, обработка в МАTLAB, передача в сцену VRML.

(есть предположение, что при быстром повороте акселерометр должен врать, в буржуйских балансирующих ботах используют пару акселерометр+ гироскоп кварцевый)

Не очень понимаю вопрос.
Если в качестве датчика угла используется акселерометр,
то погрешность определеления угла будет возникать как при линейном
(если есть проекция на ось чувствительности, конечно),
так и при угловом ускорениях.
И чем больше эти ускорения, тем больше погрешность.
Акселерометр измеряет ускорения, а не угол наклона относительно плоскости горизонта.
Извините, если это не то, что вы хотели узнать.

Добавлено спустя 6 минут 50 секунд:

Я надеюсь это не датчик крена и тангажа в самолет. Если так, то самолет вы уже потеряли.

Разумеется, это не датчик крена и тангажа подвижного объекта.
Тем более такого подвижного, как самолёт.
Фигура самолёта добавлена, только для понимания значений углов,
которые выводятся рядом (т.е., где у инклинометра "продольная", и где "поперечная" оси).
По-аналогии с самолётом - проще.

[mandigit]

Да, не очень здорово вопрос сформулировал.

если говорить об adxl202, то можно сказать, что он измеряет не ускорение, а угол относительно вектора ускорения (то есть об абсолютной силе ускорения ему ничего не известно).
В равномерно двигающейся системе только сила тяжести, направленная к центру земли оказывает влияние на прибор и измеряется угол, на который прибор отклонен от вектора этой силы.
Если мы ускоряем прибор, то adxl будет показывать отклонение от нового векора, который не совпадает с вектором силы тяжести. Для этого в систему вводится прибор, позволяющий оценить вращение - таким прибором считается гироскоп, а поскольку мы не используем классический гироскоп, сохраняющий свое пространственное положение, а используем пьезогироскоп, позволяющий оценить скорость вращения и проинтегрировав ее получить угол вращения, то получаем данные, которые являются на коротком промежутке времени (на период до исчезновения возмущающих ускорений) правильным отражением угла наклона.

ух, чего понаписал

(есть предположение, что при быстром повороте акселерометр должен врать, в буржуйских балансирующих ботах используют пару акселерометр+ гироскоп кварцевый)

Не очень понимаю вопрос.
Если в качестве датчика угла используется акселерометр,
то погрешность определеления угла будет возникать как при линейном
(если есть проекция на ось чувствительности, конечно),
так и при угловом ускорениях.
И чем больше эти ускорения, тем больше погрешность.
Акселерометр измеряет ускорения, а не угол наклона относительно плоскости горизонта.
Извините, если это не то, что вы хотели узнать.

[math]

Если мы ускоряем прибор, то adxl будет показывать отклонение от нового векора, который не совпадает с вектором силы тяжести. Для этого в систему вводится прибор, позволяющий оценить вращение - таким прибором считается гироскоп

Очень сильно влияет то, как мы "ускоряем".
Гироскоп позволяет правильно определять углы только тогда, когда нет поступательных ускорений
(в течение некоторого времени, конечно, - пока не накопится ошибка интегрирования).
Если же система перемещается в пространстве со значительным линейным ускорением - всё гораздо сложнее.
Поправьте меня, если я не прав.

[mandigit]

Угумс, не прав.
Гироскоп на линейные ускорения не реагирует.
Пьезогироскоп реагирует только на скорость изменения его положения в пространстве, обычный гироскоп сохраняет свое положение в пространстве вне зависимости от линейных ускорений (а иначе как гирокомпас создать?)
А теперь пусть меня поправят, поскольку на 100% в сказанном не уверен (на 95), хотя и в теории и на практике (мучал муратовский пьезогироскоп) так должно получаться.

Очень сильно влияет то, как мы "ускоряем".
Гироскоп позволяет правильно определять углы только тогда, когда нет поступательных ускорений
(в течение некоторого времени, конечно, - пока не накопится ошибка интегрирования).
Если же система перемещается в пространстве со значительным линейным ускорением - всё гораздо сложнее.
Поправьте меня, если я не прав.

[Виталий]

А чем различается поступательные и линейные ускорения? И что под этим имеется ввиду?

[math]

Угумс, не прав.Гироскоп на линейные ускорения не реагирует.

Абсолютно понятно, что гироскоп не реагирует на линейные ускорения

Когда я писал

Если же система перемещается в пространстве со значительным линейным ускорением - всё гораздо сложнее.

,
я вовсе не утверждал, что при линейных ускорениях гироскоп не позволяет определять угловое положение объекта.

Наоборот, именно для этой цели они и используются в системах ориентации.
Проблема состоит в следующем.
Чтобы определить углы, необходимо интегрировать угловую скорость.
И всем известно, что со временем ошибка интегрирования накапливается.
То есть, интегрирование выходного сигнала измерителя угловой скорости (гироскопа),
позволяет определять более или менее точное значение угла только в течение
небольшого промежутка времени. Затем необходимо заново вводить начальные условия
интегрирования, т.к. реальное значение угла и значение угла, полученное в результате
интегрирования угловой скорости будут расходиться.
И дисперсия этой разницы со временем растёт.
Так вот, чтобы вводить эти начальные условия, можно использовать
сигнал от акселерометра, но только тогда, когда тело покоится или движется с постоянной скоростью.
Если же объект вращается (скорость этого вращения фиксируется гироскопом)
и в то же время перемещается в пространстве с некоторым линейным ускорением,
то акселерометр не может быть использован как датчик угла
для задания начальных условий при интегрировании, т.к.
нельзя определить положение вектора ускорения силы тяжести
относительно осей акселерометра - он суммируется с линейным ускорением объекта (векторно).
Вывод: гироскоп без изменения начальных условий интегирования может использоваться как датчик угла только в течение ограниченного промежутка времени.

Существуют алгоритмы комплексирования, которые дают возможность определять угловое положение динамических объектов, но я пока что их не касался - это следующий этап работы.
Буду очень благодарен Всем, кто выложит ссылки на подобную тематику.

А чем различается поступательные и линейные ускорения? И что под этим имеется ввиду?

Поступательное и линейное ускорения - это одно и то же ускорение.
Под ним понимается, ускорение с которым движется центр масс объекта.

[mandigit]

Ура, теперь понимание одинаковое!

Вот ссылка на алгоритм: http://www.geology.smu.edu/~dpa-www/rob ... ertial.pdf

Буду с интересом наблидать за ходом работ!

Существуют алгоритмы комплексирования, которые дают возможность определять угловое положение динамических объектов, но я пока что их не касался - это следующий этап работы.
Буду очень благодарен Всем, кто выложит ссылки на подобную тематику.

[steel_monkey]

Вот блин, опередили. А я уже приобрел себе аксель, ADXL311.
По картинке похоже, что распайка его не такой уж простой процесс. Возможно сбоку подобраться и паялом его, когда он будет на печатке?
Ксати, про небольшой промежуток времени. "Простенький" оптический гироскоп, точность 0.01 градуса в час. Может почувствовать вращение Земли вокруг Солнца. За час уйдет максимум на 0.01 градуса. Вам много?

[mandigit]

ADXL паял так:
вставил в плату проводки, прижал сбоку к ADXL, пропаял, то есть он типа на ножках получился

Простенькая гиростабилизированная платформа используемая в ракетах или гирокомпас подлодки имеют так-же невысокие отклонения.
Только их стоимость высока, досткпность нулевая, поскольку они относятся к категории товаров двойного назначения.
+ гироскопы такого класса нуждаются в юстировке в начальный момент времени.
масса у них то-же не маленькая.
В музеях можно найти разрезы ракет и посмотреть на механические гироскопы вживую.

Сравнение различных гироскопических технологий: http://www.mr.rtc.ru/doc/report/doc22.pdf

Вот блин, опередили. А я уже приобрел себе аксель, ADXL311.
По картинке похоже, что распайка его не такой уж простой процесс. Возможно сбоку подобраться и паялом его, когда он будет на печатке?
Ксати, про небольшой промежуток времени. "Простенький" оптический гироскоп, точность 0.01 градуса в час. Может почувствовать вращение Земли вокруг Солнца. За час уйдет максимум на 0.01 градуса. Вам много?