Neigungssensor

[filth]

Hallo,

ich suche einen Sensor, der die aktuelle Neigung messen kann. insgesamt sollte der ca 120 grad messen können und am besten natürlich am Ausgang irgendwas haben, was sich leicht mit einem Atmega verarbeiten lässt.

Bei Conrad und Reichelt habe ich nichts gefunden :(

Gruß
Alex

[Manf]

Wenn man die Neigung über den Winkel zur Erdbeschleunigung mißt dann ist das hier das richtige.
https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Sensorarten#Beschleunigung

[filth]

Hallo,

ich glaube das passt nicht ganz. Ich möchte die Neigung eines Motorrades bei Kurvenfahrten messen, mir gehts um den reinen Winkel ohne Berücksichtigung der Querbeschleunigung.

[Willa]

Einen Sensor der den absoluten Winkel eines Gerätes misst ohne dabei die Erdbeschleunigung zu nutzen hätte ich auch gerne. Ich glaube sowas gibt es aber nicht (mit Ausnahme von Lichtsensoren die die Helligkeit des Horizonts messen).
Hm, vielleicht geht es ja doch mit dem Beschl. Sensor: Bei einem Motorrad soll der resultierende Kraftvektor doch immer vom Schwerpunkt des Motorrads zu der Stelle zeigen an der das Rad den Boden berührt. Wäre das nicht so würde das Motorrad nach sehr kurzer Zeit umkippen. Wenn du jetzt die Erdbeschleunigung im Stillstand erfasst und dann die resultierenden Kräfte während der Kurve, könntest du den Winkel errechnen. Glaube ich zumindest im Moment ohne viel darüber nachdenken zu wollen.

[dennisstrehl]

Wenn der Fahrer sich in einer Rechtskurve nach rechts lehnt, misst der Sensor einen Beschleunigungsvektor, der zu weit nach links zeigt.
Es müsste also sichergestellt sein, dass der Schwerpunkt immer genau in der Mitte ist.
In geneigten Kurven ist der Berührungspunkt verschoben. Da müsste man jetzt wissen, ob filth lieber den Winkel zwischen Motorrad und Fahrbahn oder zwischen Motorrad und Waagrechte messen will.

[Willa]

Richtig, es kann immer nur der Winkel zwischen Schwerpunkt und Berührungspunkt gemessen werden. Das kommt der Realität aber wahrscheinlich ziemlich nahe. Näher als eine Schätzung per Geodreieck während der Fahrt.
Noch eine Möglichkeit wäre das Messen eines Abstandes vom Motorrad zur Fahrbahn links und rechts. Die Sensoren müssten aber schon ein Stück weit auseinander sein damit das präzise funktioniert. Dann könnte das aber wiederum mit Stützrädern verwechseln werden..

Da müsste man jetzt wissen, ob filth lieber den Winkel zwischen Motorrad und Fahrbahn oder zwischen Motorrad und Waagrechte messen will.

Das ist grundsätzlich egal. Ich erzähle mal was ich genau vor habe, evtl hat dann jemand eine Idee:

Unsere Motorräder haben eine nachgerüstete Traktionskontrolle, diese lässt sich von -5 bis 5 in 1er Schritten regeln. Diese Regelung wird über einen Drehpoti mit passenden Widerständen realisiert.

Nun ist es so, dass die Regelung sehr starr ist, d.h. momentan kann man nur einen festen Wert wählen, der unabhängig von der Fahrlage aktiv ist. Dazu sei noch gesagt, dass wir nur Rennstrecke fahren, also es geht hier nicht um irgendwelche Arten von StVO-Verstößen.

Die starre Regelung von z.B. +5 klaut auf der Geraden zu viel Leistung - da wäre eher ein sehr geringer Wert notwendig, in Schräglage sollte der Wert dagegen eher hoch sein.

Ich wollte nun die Schräglage mit einem Sensor messen und dementsprechend die Schaltung mit einem µC kontrollieren. Im Prinzip brauchen wird da keinen absoluten Schräglagenwert.

Alex

[Willa]

Klingt interessant :-) Ich denke da wirst du um einen Beschleunigungsmesser nicht herum kommen. Nur der lässt sich "aerodynamisch" einbauen und liefert zuverlässige Messwerte. Demnach würde es evtl. reichen wenn du nur die vertikalen Kräfte die auf das Motorrad wirken auswertest. Sind diese hoch (man wird in den Sattel gepresst), dann fährt man grad ne Kurve. Sind die auf dem Niveau von 1g, dann fährt man keine Kurve. Zusätzlich kannst du auch noch messen ob grad gebremst oder beschleunigt wird. Vielleicht auch nicht ganz uninteressant... Cooles Projekt :-D

[filth]

Hallo William,

stimmt, die vertikalen Kräfte könnten etwas über die Schräglage verraten. Wo kann man denn solche Beschleunigungsmesser beziehen?

Grüße
Alex

[Willa]

Meistens in Shops die sich auf Quadrocopter spezialisiert haben. Ich nutze einen lis3l02as4 von Mikrokopter.de (die scheinen aber die gleichen Server wie roboternetz zu nutzen... Da geht auch grad nix).
Auf Sparkfun.com gibts jede Menge Beschl.sensoren. Wenn ihr ganz lustig drauf seid könnt ihr durch Drehgeschwindigkeitssensoren (Gyro's) auch noch genau herausfinden ob und wie schnell eine Kurve eingeleitet wird. Oder einen Wheelie / Stoppie stabilisieren etc etc.... Ein Glück habe ich keinen Moppedführerschein. Das würde nur zu grobem Unfug führen.

Super vielen dank!!!

[filth]

Hallo,

ich bins nochmal.
Gibt es in Deutschland eine Bezugsquelle für die hier:
http://www.robotshop.ca/spark-fun-accelerometer-adxl320-3.html

?

Gruß
Alex

[Willa]

Vielleicht hier?
http://www.watterott.com/Sensoren
Ich hatte mal einen Shop gefunden für die Sensoren, habe aber anscheinend kein lesezeichen erstellt :-(
Wenn du was findest sag mal bitte Bescheid, ich bin ich immer auf der Suche nach Sensoren...

[Willa]

hab ihn doch wiedergefunden;
http://www.sander-electronic.de/
Leider wird der Shop grad überarbeitet und ist nicht in Betrieb :-(

[Crazy Harry]

Hallo,

ich glaube das passt nicht ganz. Ich möchte die Neigung eines Motorrades bei Kurvenfahrten messen, mir gehts um den reinen Winkel ohne Berücksichtigung der Querbeschleunigung.

Da wünsche ich dir viel Spaß - das versuche ich schon seit 2006. Habe inzwischen div. Beschleunigungssensoren und Gyros "rum liegen", aber eine zufriedenstellende Lösung noch nicht gefunden.

Problematisch sind/werden die Zentrifugalkräfte, die die Sensoren "etwas" aus dem Tritt bringen. Ein Gyro alleine geht auch nicht wegen der Drift.
Wenn du an einer Zusammenarbeit interessiert bist ;)

Ich habe mir sogar für "Trockentests" extra eine kleine Zentrifuge gebaut und meine Schaltung mit Bluetooth ausgerüstet um Messwerte zu meinem PC senden zu können.

[filth]

Hallo Harry,

die Zentrifuge sieht ja echt klasse aus. Wie genau bzw ungenau konntest du denn mit einem ADXL320 oder ähnlichen messen? Wie gesagt, wir brauchen ja keine Genauigkeit bis auf 1°, sondern es würde reichen die Schräglage von 0° bis 30° in 6° Schritten messen zu können.

Was wir machen wollen, ist nicht die Querbeschleunigung zu messen, sondern den Sensor vertikal zu montieren und die Kraft in y-Richtung, also vertikal zu messen. Diese wird ohne Schräglage bei ca 1g sein und mit zunehmender Schräglage und Kurvengeschwindigkeit immer weiter steigen

[Crazy Harry]

Hi filth,

mit einem Beschleunigungssensor alleine geht das sowieso nicht. Bereits bei knapp 2 Umdrehungen/sek komme ich mit einem ADXL202 an die Messgrenzen (2.44g). Ok das ist bei einem Vergleich zum Motorrad praktisch nicht erreichbar :D

Was du brauchst ist ein Gyroskop/Drehratensensor in Kombination mit einem Beschleunigungssensor.

Wenn du so vorgehst wie von dir beschrieben wird folgendes passieren:
du kannst eine Kraft in Y-Richtung messen, die aber dummerweise nicht von der Schräglage alleine abhängt, sondern auch vom Kurvenradius und der Geschwindigkeit. Da zwar evtl. die Geschwindigkeit bekannt ist, aber auf keinen Fall der Kurvenradius ist das meiner Meinung nach ich nicht berechenbar.

Was ich mir schonmal überlegt habe ist folgendes (ich weiß aber nicht ob das funktioniert):
Man befestigt einen ADXL auf einem Servo und programmiert die Schaltung so, daß der ADXL immer in Y-Richtung 1g hat. Das Servo muß also entsprechend gedreht werden. Wenn man den Punkt 1g erreicht hat müßte theoretisch der Drehwinkel des Servos der Schräglage des Motorrads entsprechen. Die X-Achse kann man dazu verwenden eine Vorauswahl zu treffen, in welche Richtung man sich neigt.

Vielleicht kann ja ein begnadeter Mathematiker/Mechaniker sagen, ob das funktioniert ?

[dennisstrehl]

von der Schräglage alleine abhängt, sondern auch vom Kurvenradius und der Geschwindigkeit

Die drei Variablen sind übrigens voneinander abhängig...
Die Schräglage richtet sich ja letztlich nur nach der Querbeschleunigung, und die wiederum hängt von Geschwindigkeit und Kurvenradius ab.
Man könnte den Kurvenradius also durchaus berechnen, wenn man Schräglage und Geschwindigkeit kennt.

Das mit dem Servo ist übertrieben. Zwei Beschleunigungssensoren würden reichen, man kann dann hinterher die Richtung berechnen, in der eine Beschleunigung von 1g auftritt. Wurde so auch schon angesprochen.

[Rofo88]

Man könnte den Kurvenradius also durchaus berechnen, wenn man Schräglage und Geschwindigkeit kennt.

Wenn man die Schräglage kennt benötigt man den Kurvenradius nicht mehr :-b

hoi,
bei reifen gibt´s doch diesesn tollen kreis, für die haftun, weiß grad nimmer wie der heißt. wie wär´s denn jetzt mit dem beschleunigungssensor die kräfte quer und längs zu messen, und damit dann abzuschätzen, wieviel noch an reserve drin ist, und damit die traktionskontrolle ansteuern.
mfg jeffrey

[filth]

Du meinst den Kammschen Kreis. Im Prinzip wollen wir genau das machen. Die Traktionskontrolle funktioniert an sich, die müsste sich jetzt aber nach Schräglage regeln.

Sprich zurück zu der Frage: würde ein starr montierter Beschleunigungssensor zuverlässige Werte in Schräglage liefern, so dass man über das Verhältniss der Kräfte auf der x und y Achse auf den Grad der Schräglage schließen könnte?

[Crazy Harry]

Zwei Beschleunigungssensoren würden reichen, man kann dann hinterher die Richtung berechnen, in der eine Beschleunigung von 1g auftritt. Wurde so auch schon angesprochen.
Und wie geht das mathematisch ?


Rein mathematisch sind Schräglagen von 45° erreichbar - durch Verzahnungseffekte 51°

[EZ81]

Hallo filth,
ist reichlich Budget (vierstellig) vorhanden? Dann hat http://www.xsens.com/ evtl. was für euch.

Grüße

Hey,

nein, wir sind kein professionelles Rennteam :)

Gruß
Alex

[electron]

Hi

also ich hab mir auch über genau diese Art der Schräglagenbestimmung Gedanken gemacht. Ich wollte eigentlich schon lange mal anfangen was zu basteln, bin aber irgendwie nie dazugekommen.

Aber ich hab mir einige mathematischen Gedanken dazu gemacht (siehe Anhang).

Das der Schwerpunkt nicht immer genau auf der y-achse des Sensors liegt ist denk ich zu vernachlässigen. Das größte Problem ist einen Sensor mit ausreichender Genauigkeit zu finden. Bei wenig Schräglage wird der Sensor fast keine änderung feststellen. Bei großer Schräglage dafür aber viel.

Umso größer die Schräglage desto genauer der berrechnete Wert.
Dieses Verhalten hat dafür den Vorteil, dass bei großer Schräglage andere Faktoren wie fahren einer Steigung, Bremsen oder Beschleunigen kaum Einfluss auf den Wert haben.

[Unregistriert]

Mit denen kann man die magnetische der Erde messen. In Deutschland sind das 70° Richtung nord, damit ließe sich die Schräglage berechnen

[Unregistriert]

Hallo an alle,

ich selbst bin gerade auf der Suche nach Informationen und Lösungsansätzen. Dabei habe ich diesen Thred gefunden.
Mein Lösungsvorschlag ist etwas simpler: Einfach mit einem Entfernungsmesser (Ultraschall/Laser) die Entfernung zur Fahrbahn messen.
Zur Not auch rechts und links...

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[Crazy Harry]

Dazu müßte der Laser aber immer senkrecht nach unten zeigen. Wie willst du das machen? Denn wenn du das schaffst, hast du den Winkel bereits und mußt keinen Abstand messen ;)

Ok du könntest links und rechts messen und über diesen Unterschied den Winkel berechnen, aber nur relativ zur Strasse.