Anfängerfragen zu 3-Achsen Magnetsensoren

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Hallo,

ich habe mich entschlossen nach langen einsamen Jahren Hobby Softwareprogrammierung mal etwas neues auszuprobieren(Anfänger^^) :-)

Ich würde mich gerne mal mit ein paar Sensoren auseinandersetzten und auch etwas damit über den PC ansteuern. Eine Idee habe ich zwar noch nicht, aber die kommt bestimmt bald.


Habe starkes Interesse an einem Gyroskop-Sensor, doch die sind echt super teuer. Aber um Roll, Tilt, und Yaw Informationen zu bekommen reicht ein billiger 3 Achsen Beschleunigungssensor nunmal nicht aus.


Nun meine Frage:
Kann man mit einem 3-Achsen Magnetfeldsensor Roll, Tilt, und Yaw Informationen abgreifen? Wenn ja, wie sensibel sind diese?

Auf meiner Suche durch das Internet sind mir zwei Senoren immer wieder aufgefallen: MICROMAG3 und hmc2003. Was haltet ihr von den Beiden?

Würde mich über einige Antworten sehr freuen...

Danke und beste Grüsse...

[Besserwessi]

Mit einem 3 Achsen magnetometer könnte man im Prinzip 2 Achen bestimmen, die 3te geht nicht, denn die Drehung um die Magnetfeldrichtung kann man nicht feststellen. Die etwas besseren Magnetfeldsensoren sind schon rechtempfindlich und sollten einige Grad Winkelauflösung erlauben, das hilf aber wenig, wenn das Magnetfeld von außen z.B. durch Eisenbahnschienen, Stromleitungen oder ähnliches gestört wird.

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Ok, das ist schade, danke.

Jetzt überlege ich mir ob man mit einer Kombination eines Beschleunigungssensors (Roll + Tilt) und einem Magnetfeldsensor / digitaler Kompass (Yaw) auf das gewünschte Ergebnis kommt?

Das würde aber auch bedeuten das der Magnetfeldsensor das Magnetfeld in unterschiedlichen Lagen ordnen muss.
Würde das denn funktionieren?

Oder komme ich um einen teueren Gyro.-Sensor nicht herum^^.

[Besserwessi]

Es geht leider nicht so einfach sich 2 Achsen auszusuchen die über das magnetfeld gemessen werden, denn die Richtung die man nicht messen kann ist von außen fest vorgegeben. Wenn das Modell jetzt gerade einen Dummen kurs fliegt, kann es jede Achse sein die gerade nicht geht. Wenn man einen einigermaßen wagerechten Flug vorraussetzt sollte die normale Kompassfunktion noch gehen.

Um wenigstens 2 Gyros wird man kaum herrumkommen, wobei man dann auch besser gleich 3 nimmt. Mit etwas Geschick kann man die Anforderungen an die Gyros etwas senken, sodass man wenigstens mit eher billigen Gyros auskommt.

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hmm....

Es geht mir weniger darum das Erdmagnetfeld zu messen. Ich möchte die momentane Lage der Platiene relativ zu z.B. einen lokalen Dauermagneten oder ähnliches ermitteln.

Das einzige was ich benötige ist die "jaw" Lage der Platine zum Magneten hin.

Die Lage von roll und tilt bekomme ich leicht über einen Beschleunigungssensor heraus, der auch noch auf die Platine mit drauf soll.

Reicht da nicht auch ein einfacher 2 Achsen Kompasssensor?

Und... kann das überhaupt funktionieren? :-s

@Besserwessi
Kennst du denn recht gute und günsige Gyroskopsensoren? Und wie meinst du das mit: 2 Gyros? ich dachte ein Gyroskop liefert immer Roztationswinkel aller Achsen?

[cave-rov]

Servus,

um die absolute Lage zum lokaen Magneten zu bekommen wird die Sache noch viel komplexer: Da brauchst Du noch eine Abstandsinfo zum Magneten, da die Feldlinien des Magneten auch noch "krumm" sind. Und selbst mit Abstandsinfo ist das Problem nicht Ein-eindeutig.

Für die Orientierung im Erdmagnetfeld st die Sache einfacher. Aber auch hier ist die Zusatzinformation über das Schwerefeld der Erde (Beschleunigungssensoren) notwendig. Selbst für eine recht grobe Messung (5-10° Genauigkeit) ist eine nicht ganz triviale Floatberechnung notwendig (Koordinatentransformation). Als Tipp kann ich einen Applikationshinweis von Philips (heute NXP) wärmstens empfehlen:
www.nxp.com/acrobat_download/applicationnotes/AN00022_COMPASS.pdf

Die Doku zeigt auch, dass der Aufwand nicht ganz unerheblich ist. Für den Atmel16 /32 in Verbindung mit etwas Analogtechnik aber durchaus lösbar.
Als Sensor eignet sich der hmc2003 durchaus gut. Hier ist das Problem mit der analogen Signalverarbeitung immerhin schon gelöst (kostet aber auch ein paar Euro).


Robert

[cave-rov]

upps, da ist mir ein Fehler unterlaufen:

Der HMC2003 ist ohne Verstärker und Kompensation. Da hatte ich ein anderes Teil in Erinnerung!

Tschuldigung

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Vielen Dank, aber das erscheint mir doch etwas zu komplex mit dem Magneten.

Wenn ich nun zu Yaw bestimmung doch ein 1-Achsen Gyro verwenden würde, ginge das?

z.B. dieses hier:
http://www.melexis.com/prodfiles/0005013_MLX90609N2_web_datasheet.pdf

Also
Yaw: Gyro
Roll: Acc
TIlt: Acc

Oder "wandert" die Achse der Gyros mit beim Drehen. Hoffe ihr wisst was ich meine^^

[Besserwessi]

Der Gyro kann eigentlich immer nur zuverlässige Daten für eine eher kurze Zeit (Minuten, vielleicht Stunden) geben, denn es gibt immer etwas Drift, wieviel ist eine Frage der Qualität und damit auch des Preises. Für Lange Zeiten wird man einen anderen Sensor brauchen der die Drift des Gyro kompensiert.

Die Achsen zu der gemessen wird ist bei den Elektronischen Sensoren fest mit dem Gyro-Gehäuse verbunden, sie bewegt sich also mit dem Flugzeug. Bei den alten mechanischen Kreiseln, bleibt die Achse gerade fest im Raum.