www.elektronik.si

[zok]

Pozdravljeni.

Za potrebe diplomske naloge imam pred seboj na videz dokaj enostavno, pa vendar zelo komplicirano nalogo. To je izracun nagiba motocikla v voznji. Sam si predstavljam tole na vec nacinov:

-merjenje pospeskov (problemi z algoritmi, nisem vesc na tem podrocju )
-modelarski mehanski giroskop (mehanska zadeva, problem glede nicelne lege ob zagonu, visja poraba)
-modelarski piezo gyro (vse podobno kot mehanski giroskop + problem z vibracijami in temperaturno obcutljivostjo)
-merjenje razdalje do tal na levi in desni strani in izracun podatka:
a)z ultrazvokom (odpade zaradi hrupa motorja, zadeva pa mora zanesljivo delovati od -10 do +50°C in od 20 pa vse do 250 kmh)
b)z laserskima senzorja razdalje ($$$$$)
c)z IR senzorji (obcutljivost na barvo podlage - suh svetel ali temen moker asfalt itd)

Najbolj se nagibam k varjanti C - z IR senzorjema - Sharp ima senzorje z merilnim obmocjem do 150 cm, jaz bi rabil max do 70 cm, me pa skrbi kako je z obcutljivostjo glede na vrsto (barvo) podlage itd. Razne neravnine bi se pred izracunom skompenzirale tako, da bi se iz dolocenega stevila meritev vzelo povprecje, nagib pa bi se izracunal iz povprecne vrednosti, tako da ce je kaksna meritev malo mimo, se ne boli glava. Glavno da je mikrokontroler (konkretno Atmega8) sposoben z max zamikom pol sekunde sposoben dolociti nagib z napako max 3 stopinje, za nagibe motocikla od -45 d0 +45 stopinj.

Ima morda kdo kaksno idejo kako na poceni in kar se le da zanesljiv nacin priti do tega podatka? Morda kdo ve na kaksen nacin delujejo t.i. "gyro-cam" kamere na dirkah MotoGP? Tocno to bi potreboval, in ce se da, za znosno ceno (max 100 eur materiala)...

Hvala za odgovore in lep pozdrav!

Zoran Jazbinsek

[Obelix]

Obstajajo tudi senzorji nagiba.

Malce pobrskaj po forumu.

[zok]

Tudi to temo sem ze prebral (hvala za predlog), zal pa vse kar deluje na spremenjeno smer teznostnega pospeska glede na senzor odpade (razen akcelometri ki bi zaznali tudi spreminjanje orientacije motocikla v prostoru - zal pa nimam dovolj znanja da bi se mi stvar izpod mojih prstov zdela zanesljiva), saj je motocikel zaradi centripetalne/centrifugalne sile "navidezno" vedno v pokoncni legi (smer pospeska nanj se v precni smeri ne spreminja), le teznostni pospesek nanj se spreminja, npr. pri pokoncni legi je 1 G, v nagibu +/-45° = 1,41 G. To pa ni dovolj da bi dolocil kot nagiba (ali je v plus ali minus). Ker pa imam sport touring motocikel z otrsanim prednjim podvozjem se malo bojim tudi zunanjih motilnih dejavnikov - slovenske ceste niso ravno nemske avtoceste, in v nasih koncih je lukenj na cestah ogromno.

[gregoral]

Mislim da se bodo vibracije vsekakor poznale pri merjenju,
ampak verjetno imajo ti pospeškometri tudi kakšen filter.

Glede vožnje v ovinku pa mislim da se motiš.

Kolikor vem ti mlinčki delujejo na podlagi zemeljskega magnetnega polja,
to pa bolj ali manj vedno kaže proti tlem.

EDIT: sem še malce pogledal in verjetno nekateri senzorji merijo fizične pospeške (glede na maso delov pospeškometra), drugi pa glede na magnetno polje.

V ovinku bo tvoj senzor kazal konstanten pospešek v eni ali več oseh (odvisno od montaže seveda).

Na hitro sem pogledal par datasheetov in vsi senzorji so imeli kote glede na tla in kote glede na smer zemljinega gravitacijskega polja.

Kako pa vejo kam "kaže" zemeljsko gravitacijsko polje? Ko sezor miruje (pospeški 0), v smeri gravitacijskea polja senzor zaznava 1G.

Moral boš poiskati kak application note (na brzino jih je stric google prikazal vsaj 3):

išči naprimer: "detect tilt angle vehicle".

AN3461 Tilt Sensing Using Linear Accelerometers
http://www.mh-hannover.de/fileadmin/zentrale_einrichtungen/zentrale_forschungswerkst/downloads/AN3461.pdf

Tilt-Sensing with Kionix MEMS Accelerometers
http://www.kionix.com/App-Notes/AN005%20Tilt%20Sensing.pdf

Z accelerometrom po mojem popolnoma izvedljivo, vsaj za diplomsko nalogo, morda pa tudi za kaj več.

Vsekakor pa najprej preberi vsaj par application note-ov in potem sprašuj če ti kaj ne bo jasno oz. boš imel pomisleke.

a), b) in c) (ultrazvok, laser in IR) pa sicer lahko oceniš izvedljivost, ampak po mojem jih lahko odmisliš ker bo preveč nenatančno.

LP, Gregor

[zok]

verjetno bo res treba pogledati v smer senzorjev pospeska. Problem pri motociklih pa je v nasprotju z avtomobili ta, da je bocni pospesek v precni smeri glede na motocikel VEDNO okrog nicle - razen v izrednih primerih, ko visimo z motocikla (in brusimo s kolenom po tleh ), vendar je ta projekt namenjen povecanju varnosti v cestnem prometu, ne pa brezglavemu tiscanju.

Torej, ce upostevamo pospesek gravitacije (v navpicni smeri) in centripetalni pospesek (v vodoravni smeri), je tezisce od prijemalisca (stika gume s podlago) nekje na rezultanti, ki je posevna. To pomeni da je pocni pospesek gledano s perspektive motocikla v teoriji prisoten le takrat ko motocikel spreminja svoj nagib, navpicna sila glede na motocikel je takrat sestavljena iz centrifugalne sile in sile teze, ampak se vseeno zelo blizu navpicnici motocikla - primer skice, na hitro najdena na stricu Googlu: rdeci vektor je sila teze, modri je centrifugalna sila, in zeleni rezultanta sil (nasprotna sili pospeska), ki je bolj ali manj v liniji z motociklom. To pomeni da se zaznavanje bocnega pospeska motocikla (gledano v koordinatnemu sistemu podlage) bistveno razlikuje od zaznavanja bocnega pospeska avtomobila, ki se skoraj da ne nagiba. Konec koncev mene zanima samo kot nagiba glede na vodoravnico, ki je pa neposredno povezan z bocnim pospeskom motocikla.

Po pogovoru s predavateljem sem se nekako vdal v usodo in namesto da preracunam dve variabilni in eno konstantno razdaljo v nagib (kar bi bil piece of cake), bom verjetno posegel po kaksnem G-senzorju.

To pa zame pomeni dva ogromna problema, ki ju bo treba premostit: prvi je razvoj algoritma za izracun nagiba (programiram v bascomu), drugi pa odprava vpliva zunanjih dejavnikov: vibracije motorja (ki jih niti ni veliko, gre za vrstni stirivaljnik), tresljaji s podlage (velik problem zaradi zelo cvrstega podvozja) in elektricne motnje s strani vzigalnega sistema in napetostnih konic na instalaciji (zaganjac, HID balast, itd).

Zanima me, ce je kaksna osnova za kak algoritem kje napisana (kaksna knjizica za bascom), ali pa bo treba zaceti iz popolne nicle. Problem se mi zdi se toliko vecji ker je to le en izmed ogromno parameterov ki jih potrebujem.

[gregoral]

Prva stvar ki jo boš moral rešit je da boš sploh zajemal podatke iz senzorja.

Za to boš potreboval:
- napajanje (pa ne direkt "12V" iz alternatorja) - recimo linearni napetostni regulator
- izbrati mikrokontroler, dodati kondenzatorje, upore, (kristal), ter prižigat eno ledico
- izbrani pospeškometer povezati na MCU in prebirati podatke (SPI, I2C, ...)
- kupi več različnih pospeškometov (3 osni, 6 osni, 10 bitni 8 bitni, ...) cene so nekje od 1€ naprej (cena za 1 kos)

- vse to lahko delaš na protoboardu, brez da takneš tvoj stroj
- odločiti se boš moral kje boš prebrane podatke obdeloval
- za začetek poskusi kar na PCju ker imaš več maneverskega prostora
- za to boš podatke moral prenesti na PC, za kar lahko uporabiš recimo FTDI čip ki se na PC strani vidi kot dodatni serijskiport

- če boš te podatke prikazoval med vožnjo boš moral še LCD priklopit
- lažja varianta alfanumerični lcd
- malo težja pa grafični

skratka preden boš prišel do izračuna nagiba imaš cel kup dela da bo vse skupaj sploh oživelo!

potem boš pa testiral, recimo baterijsko napajano testno ploščico boš zalepil na kolo od bicikla in zavrtel za en obrat.
potem boš v programu gledal kaj si dobil in kako moraš računat da boš dobil tistih 360° ki jih je senzor naredil v enem obratu.

drug test je da senzor dvigneš in spustiš nazaj na isto mesto, potem poizkusiš programsko (iz podakov senzorja) ugotoviti da je senzor prišel nazaj v isto točko.

in tako naprej. ko ti bo doma v sobi delalo 100% boš pa na moped montiral.
Lahko pa da boš prej že diplomo napisal in bo vse na podlagi merjenj na sobnem kolesu.

[igo]

Pospeški na motorjih (možnost nagiba) so povsem neprimerljivi s pospeški v avtomobilih (ni nagiba). Dvomim, da bi samo na podlagi pospeškov izračunal nagib, saj se vse veličine spreminjajo še s hitrostjo motorja in radijem ovinka (jam in neravnin na cesti niti ne bom omenjal ...).

Na podlagi česa pa deluje "busola" v letalih?
Busola vedno kaže vodoraven horizont. Tudi če delaš luping, letiš v divjem slalomu levo/desno ali gor/dol, tudi v vijaku ... zadevica ves čas ve, kje je spodaj in kje zgoraj. V nadaljevanju bi na busolo narisal pike in z računalniško optično miško zaznaval gibanje.


Morda pa bi s kakšno črnobelo ali IR kamero zaznaval "horizont" oziroma cesto.

[boriskozjan]

[SamoR]

Busola je v tekočini in spodaj obtežena. Kakorkoli jo obrneš je spodaj spodaj in zgoraj zgoraj.

[gkrusi]

Mislim da so ostali pospeški relativno mali glede na gravitacijski pospešek ali pa kratkotrajni in bi povprečje moralo veljati. Kako preizkusiti? Skoraj vsak pametni mobilnik ima že vgrajeno senzoriko za 3D merjenje pospeška in spisane aplikacije, ki merijo nagib (za iPhone imaš na priemr AccelMeter).

[Slowfly]

Igo, smo zate! Busola.

[Slowfly]

[VolkD]

S pospeškometrom problem ni rešljiv.

Poizkusi raje z principom radarja. Dobe se alarmne naprave, pa tudi senzorji za odpiranje vrat, ki delujejo na frekvencah okrog 10 GHz. Princip delovanja je na doplerjevem efektu med lokalnim in odbitim signalom. Z dvema takima senzorjema bi zadeve lahko zelo zelo natančno realiziral. Tako natančno, da bi lahko celo izmeril globino kanala, če bi vozil po njem.

[SamoR]

liquid compass

[Slowfly]