Schräglagensensor

[ole_srad750]

Hallo,

da ich mich überhaptnicht mit Sensoren&Co auskenne hoffe ich einfach mal hier richtig gelandet zu sein.

Es geht um folgendes:
Ich benötige einen Sensor der die Schräglage bei meinem Motorrad erkennt. Sollten so 55 Grad nach links und rechts betragen. (So tief runter komm ich zwar nicht aber ein bisschen Reservespielraum ist vieleicht nicht schlecht:) )
Nun soll mit dem Sensor ein Servo so angesteuert werden, der dann unabhängig von der Schräglage des Motorrades, das Servokreuz immer grade hält.
Ist mein Vorhaben überhaupt so umsetzbar?
Welchen Sensor bräuchte ich dafür?

Hoffe ihr könnt mir ein wenig weiter helfen.

Grüße Ole

[Kampi]

Du brauchst einen Lagesensor dafür.
Ich hab selber mal mit einem Sensor auf meiner PSoC Platine rumexperimentiert. Es handelt sich um diesen hier:

http://docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0aa7/0900766b80aa75b8.pdf

Dieser Sensor gibt eine Analoge Spannung aus die abhängig vom Neigungsgrad der Y oder X Achse ist. Wenn er in der 0 Lage ist beträgt die Spannung bei X und Y Vcc/2 und dann verändert die sich je nachdem wie stark du ihn neigst. Diese Spannung wertest du aus und überträgst dann die dementsprechenden Steuersignale auf den Servo.
Das Gehäuse ist zwar nicht das optimalste zum basteln aber eventuell findest du ja einen besseren Ersatz. Es sollte dir nur einen kleinen Denkanstoß geben :)

[arnoa]

Hallo Ole!

Ich verwende den Beschleunigungssensor ADXL335 - ist günstig und funktioniert gut. Ein kleines Beispiel http://www.aurob.com/?page_id=658. Daten und Schaltplan: http://www.watterott.com/de/Breakout-Board-ADXL335

Möchtest Du nur einen Servo damit ansteuern oder soll noch mehr gemacht werden? Was montierst Du am Servo?

LG, Arno

[James]

Hi.
Ein einfacher Beschleunigungssensor wird dir nicht reichen, da du auch Querbeschleunigung hast, wenn du mit dem Motorrad eine Kurve fährst. Ich denke, du brauchst eher einen Sensor, der die Winkelbeschleunigung messen kann, bzw. einen, der beides kann.
Bernhard

[Sp666dy]

Ja das würde ich auch sagen, allein beim rausbeschleunigen der Kuve verfälscht sich alles, aber Gute Idee, Berichte mal wie du es gelöst hast... ;-)

[arnoa]

Hi.
Ich denke, du brauchst eher einen Sensor, der die Winkelbeschleunigung messen kann, bzw. einen, der beides kann.

mhh - sollte das nicht auch mit dem ADXL335 gehen. Ein mehrachsiger Beschl.sensor kann ja auch die Lage bzw. einen Winkel bestimmen. In Ruhe wirkt 1g. Wirkt mehr habe ich irgendwo eine Beschleunigung dabei die ich ja (mit)berechnen kann - oder liege ich da ganz falsch??


... die geleisteten Fehlstunden rächen sich dann doch ;)

[Crazy Harry]

Das geht nicht so einfach (ich experimentiere daran schon seit einigen Jahren immer mal wieder). Was du brauchst ist mindestens ein Gyro und einen Beschleunigungssensor.
Es gibt seit ein paar Monaten von Bosch einen fertigen Sensor/Modul der das kann und macht - den Preis will ich aber lieber nicht wissen :D

ab Seite 25 (http://www.bosch-presse.de/presseforum/modules/oragetblob.dll/Motorrad-Infotag%202011.pdf?db=TBWebDB&item=TBWebDB_texpdf&id=5248,1&dispo=a)

[oberallgeier]

Hallo Ole, herzlich willkommen im Forum.

... mit Sensoren&Co (nicht) auskenne ...Die "üblichen" Gyroskope in mikroelektronischer Bauweise sind preiswerte und kompakte Gyroskope in MEMS-Technik (Micro-Electrical-Mechanical-System), d.h. eine Kombination aus Halbleitern mit mechanischen Komponenten. Ihre Präzision ist dann bescheiden, wenn "taumelnde", insbesondere wenn sehr schnelle Bewegungen auftreten.


... benötige einen Sensor der die Schräglage bei meinem Motorrad erkennt ... 55 Grad nach links und rechts betragen ...Einschub: wenn ich eine hübsche Kurven- oder Paßstraße fahre (muss nicht unbedingt das Stilfser Joch sein), dann habe ich in der Kurve: eher geringe Beschleunigung in Fahrtrichtung, Beschleunigung/Winkeländerung in Längsachse durch Übergang von "senkrecht" auf Kurvenschräge, Beschleunigung in der Höhe (Messort senkt sich gegen die Fahrbahn durch Schrägstellung), Drehbewegung beim Durchfahren der Kurve ... jeweils überlagert durch teilweise recht heftige Beschleunigungen durch die Fahrbahnunebenheit ... usf. Insgesamt also mehrachsige, sehr komplexe Bewegungen.

Die MEMS-Gyros sind für so etwas nicht präzise genug. Dazu sind Gyros in Lichtfasertechnik in Gebrauch, IFOG (Interferometer Fiber-Optic Gyroscope) bei denen die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in zwei/drei aufeinander senkrecht stehenden Lichtleitfaser-Spulen ausgenutzt wird, die von zwei gegenläufigen Lichtstrahlen durchlaufen werden. Die Interferenz der beiden Strahlen beim Austritt bringt die gewünschten Messwerte. Diese Technik ist vom Aufbau her nicht sooo sehr kompliziert, aber von der Auswertung her ziemlich aufwendig. Sprich teuer. Vermutlich zu teuer für Deine Anwendung (aber die einzige Methode die klaglos funktionieren wird). Vermutlich brauchst Du dafür auch noch ne zweite Lichtmaschine am Moped.

[Sp666dy]

Ich weis ja nicht wofür du das genau brauchst,
Aber wie wäre es mit der Alternative in der Höhe der Fuß raste
oder um das besser zu verpacken an der Sozius Abdeckung einen abstands Sensor
einbaust???

[oberallgeier]

... Alternative ... einen abstands Sensor ...Genau das ist für seine Zwecke sicher ausreichend und praktisch genug. Sozusagen ein opto-elektronisches Knie : - )
Wobei ICH bei schnellen, recht schrägen Kurvenfahrten üblicherweise nicht in der Lage wäre, noch ein Display abzulesen . . .

[Sp666dy]

Mann kann es sich aber protokollieren lassen, (sd Karte)
Und sich später gemütlich selbst analysieren, auswerten, Fortschritte veranschaulichen!
Werde ich mir vielleicht auch auf meiner Projekt liste hinzufügen!
;-)

[ole_srad750]

Hi und danke erstmal für die vielen Antworten ich probiere das mal ein wenig aufzudröseln.

Hallo Ole!

Ich verwende den Beschleunigungssensor ADXL335 - ist günstig und funktioniert gut. Ein kleines Beispiel http://www.aurob.com/?page_id=658. Daten und Schaltplan: http://www.watterott.com/de/Breakout-Board-ADXL335

Möchtest Du nur einen Servo damit ansteuern oder soll noch mehr gemacht werden? Was montierst Du am Servo?

LG, Arno

Also es soll im endefekt sowas dabei rauskommen
http://www.youtube.com/watch?v=8-NR63-wYwg
Montiert werden soll am Servo diese Kamera
http://ecx.images-amazon.com/images/I/41ONkJSP7rL._AA300_.jpg
ca so groß wie eine Zigaretten Packung und ich glaub die war um die 150gramm schwer


James

Hi.
Ein einfacher Beschleunigungssensor wird dir nicht reichen, da du auch Querbeschleunigung hast, wenn du mit dem Motorrad eine Kurve fährst. Ich denke, du brauchst eher einen Sensor, der die Winkelbeschleunigung messen kann, bzw. einen, der beides kann.
Bernhard



Zu den auftretenden Käften beim Motorrad fahren hab ich folgendes gefunden vieleicht hilft euch das weiter um einen passenden Sensor zu finden
http://www.naviboard.de/vb/attachment.php?attachmentid=4770&d=1222096973


Das geht nicht so einfach (ich experimentiere daran schon seit einigen Jahren immer mal wieder). Was du brauchst ist mindestens ein Gyro und einen Beschleunigungssensor.
Es gibt seit ein paar Monaten von Bosch einen fertigen Sensor/Modul der das kann und macht - den Preis will ich aber lieber nicht wissen

Bmw baut das Teil in die S1000rr ein hab mal fix angerufen kostet 95€uronen :eek: könnte man den den einfach auslesen und die signale so umrechnen lassen das damit ein Servo angesteuert werden kann?

Der Schräglagensensor SU-MM3.10 von Bosch „füttert“ die Motorradelektronik mehr als 100 Mal pro Sekunde mit dem fahrdynamischen Zustand. Er misst Quer- und Längsbeschleunigung sowie die Gier- und Rollrate.
Das hab ich noch zu dem Sensor gefunden.


Sp666dy

Ich weis ja nicht wofür du das genau brauchst,
Aber wie wäre es mit der Alternative in der Höhe der Fuß raste
oder um das besser zu verpacken an der Sozius Abdeckung einen abstands Sensor
einbaust???


Daran hab ich auch schon gedacht wenn ich links und rechts mir einen Abstantssensor "unterpacken" würde müsste sich doch aus der Differrenz die Schräglage berechnen lassen.
Mein Bruder Studiert irgentwas mit Microcontrollern (haut mich nicht ich weiß grade nicht die genaue bezeichnung):confused:
Er meinte wenn ich das jetzt richtig zusammen bekomme das es auch einen Sensor dann am Servo braucht damit der Microcontroller das auch umrechnen kann und weiß wo die Kammera sich nun befindet.
(Irgentwie so war das)


Genau das ist für seine Zwecke sicher ausreichend und praktisch genug. Sozusagen ein opto-elektronisches Knie :-)
Wobei ICH bei schnellen, recht schrägen Kurvenfahrten üblicherweise nicht in der Lage wäre, noch ein Display abzulesen . . .
Das Display ablesen könnt ich wahrscheinlich hinbekommen würd aber zu 100% im Kiesbett enden wo ich dann aufm display 90grad ablesen würde :) Soll ja auch ne Kamera-Halterrung ansteuern (weiter oben giebts ein beispiel Video)


Sp666dy

Mann kann es sich aber protokollieren lassen, (sd Karte)
Und sich später gemütlich selbst analysieren, auswerten, Fortschritte veranschaulichen!
Werde ich mir vielleicht auch auf meiner Projekt liste hinzufügen!

Das wäre natürlich auch nicht schlecht so könnte man das später vileicht ins Video mit einbeziehen als kleines Feature.



So hoffe ich konnte euch neue Informationen geben die uns villeicht weiterbringen können.

Danke und grüße

Ole :)

[Thoralf]

2 Abstandssensoren zur Bestimmung der Schräglage werden auch nur die Schräglage bezüglich der Strasse ergeben, also das Servokreuz parallel zur Strasse ausrichten. Ist die Strasse quer geneigt - wie in Kurven üblich - steht das Servokreuz dann auch nicht waagerecht.

[oberallgeier]

... Ist die Strasse quer geneigt - wie in Kurven üblich ...Ok, AVUS, Indi, --- aber das wärs dann in meiner Erinnerung, ausser einige bei den Amis. Oder kennst Du noch gute Rennstrecken mit deutlich überhöhten Kurven? Ich nicht. Die minimalen Überhöhungen auf europäischen Rennstrecken, WENN es welche gibt, würden im Video vermutlich nicht auffallen.

[ole_srad750]

Ok, AVUS, Indi, --- aber das wärs dann in meiner Erinnerung, ausser einige bei den Amis. Oder kennst Du noch gute Rennstrecken mit deutlich überhöhten Kurven? Ich nicht. Die minimalen Überhöhungen auf europäischen Rennstrecken, WENN es welche gibt, würden im Video vermutlich nicht auffallen.

Hi,:p
das mit den Überhöten Kurven ist mir auch aufgefallen, aber wie du geschrieben hast wird es nicht auffallen. Und wenn doch ist es halt so shit happends :cool:

Wäre das den sehr kompliziert das so zu Programieren das das funktionieren würde? Wie gesagt mein Bruder studiert etwas in diese Richtung. Denn bekomme ich leider grade nicht erreicht um nun mal genau nachzufragen was er nun macht und was er Programieren kann....:mad:

Das Problem bzw ein Problem (wenn es den eins ist?!?) wäre auch, dass die "Sensoren" nicht immer wenn ich gradeaus fahre den gleichen abstant zur Fahrbahn haben da ich eine Federrung habe die arbeitet(beschleuniegen, bremsen, bodenwellen, etc...). Damit will ich sagen das sich beim aufrechten fahren der Abstand immer verändert, beide Sensoren würden sich Paralell in der Höhe verändern. Man müste den Winkel des Motorrades nur aus der Differrenz bzw aus den unterschiedlichen werten errechnen müssen, man kann da nicht mit einem Konstanten wert arbeiten.
So stelle ich mir das als ahnungsloser vor. Aber das müsste man doch bestimmt so hinprogramiert bekommen, dass das Funktionieren sollte.

Wie schnell kann den so ein Meßsensor meßen? Einmal die Sekunde oder mehrmals? Gut wären glaub ich min. 5 mal die Sekunde damit das nicht ruckellig wird an der Kamerra.
Giebt es solche Sensoren die das schaffen? Ich glaub je öfter die messen würden desto Flüssieger wäre es, aber dann brauche ich ja auch einen schnellen Microprozessor der dieses Auswerten könnte.
Wäre das ein vileicht geeigneter Controller?
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=64&products_id=126&osCsid=2c53bd2c7b7fb7e4fb8d7dcf25c236d6

Der Sensor müste auch von einem "geringen" bereich bis hin zu einem "großem" bereich messen können.
Hab eben mal Google angeschmissen und Infrarot&Ultraschall Sensoren gefunden. Welche wären denn besser geeignet für mein vorhaben?
Könnte man z.b. so einen nehmen?
http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=71&products_id=133&osCsid=2c53bd2c7b7fb7e4fb8d7dcf25c236d6
der hätte beide Bereiche min und max mehr als ausreichend abgedeckt.

Dann bräuchte ich bestimmt auch z.b. sowas, um das Programm auf den Controller aufzuspielen oder?

http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/product_info.php?cPath=88&products_id=241&osCsid=2c53bd2c7b7fb7e4fb8d7dcf25c236d6

Hier mal eben Fix ein Bild wo ich die gerne anbauen möchte (hoffe das ist ok wenn ich das einfach mal hier reinstelle)
http://img833.imageshack.us/img833/2953/sensort.jpg (http://imageshack.us/photo/my-images/833/sensort.jpg/)

Uploaded with ImageShack.us (http://imageshack.us)

Hehe und wiedereinmal Fragen über Fragen. Ich hoffe ihr könnt mir auch dieses mal ein wenig weiter helfen :D
Danke nochmal für die Antworten bis jetzt.

Grüße Ole

[Thoralf]

sicher ist es unproblematisch, wen das Video parallel zur Strassenoberfläche geneigt ist. Ist vllt. sehr reizvoll.
Da das also kein k.o.-Kriterium ist, wären 2 Infrarotabstandssensoren die leichteste Übung.
@ole: die Differenz aus 2 Sensoren zu bilden ist einfach. Es sollten für einen erfolgreichen Regelvorgang allerdings mehr als 5 Messungen/s gemacht werden. Ein kleiner PID-regler mit experimentell bestimmten Parametern (Bruder fragen) ist sicher der beste Weg. Software gibts im Netz genug, zumindest Anleitungen.
Zur Realisierung würde ich aber keinen handelsüblichen Modellbauservo nehmen, da die Aktualisierungsrate der Regelsignale zu gering ist (= träge ist).
Evtl. ist ein Digitalservo besser (hab aber keine Erfahrung damit).
Ich würde einen handelsüblichen Servo nehmen, die Elektronik rausschmeissen und die Servostellung direkt mit dem Mikrocontroller regeln (Bruder fragen ;-))

[Thoralf]

sorry, ich seh grad, ich widersprech mir im Text selbst :cool:

also ich würden keinen Servo so nehmen wie er ist, sondern nur das interne Poti und den Getriebemotor nehmen und die Regelung selbst bauen, was nicht sehr aufwendig ist.

[oberallgeier]

... keinen Servo so nehmen wie er ist ... nur ... Poti ... Regelung selbst bauen ...
... mehr als 5 Messungen/s ... keinen handelsüblichen Modellbauservo ... zu ... träge ...Updateperiode eines Standardservos ...... 20 ms
Stellzeit eines Standardservos für 45° .... 75 ms bis 90 ms
Schwenkzeit Standardsrv. theor für 45° .. 95 ms bis 110 ms

Daher die Frage: wozu ein Umbau? Wozu einen Servo hacken, Motortreiber ZUSÄTZLICH zum Controller, Regelung schreiben, Regelparameter bestimmen ...???
>> Der Übergang von Geradeausfahrt-senkrecht zu Kurvenfahrt-max-Schräge wird im Rennbetrieb 0,2 sec kaum unterschreiten. Also wird - theoretisch - ein Standardservo-analog reichen. Wozu mehr Aufwand als nötig?

Die Messzeit eines Sharp-Abstandsensors beträgt 40 ms, genug Informationen in 100 bis 160 msec um die gröbsten Fehler auszumerzen. Ausserdem sollte die "Zitterkontrolle" sowieso der Controller übernehmen der den >>Standardservo<< steuert.

PS: Ich habe schon einige Servos gehackt, eigene Ansteuerung- und eigene Regelroutinen geschrieben, selbst Regelparameter bestimmt und angewendet UND die verschiedenen Parameter auch experimentell untersucht. Siehe hier (klick), (https://www.roboternetz.de/community/threads/36121-Autonom-in-kleinen-Dosen-R2_D03-Nachfolger-R3D01?p=427784&viewfull=1#post427784) der hintere Teil dieses Threads und teilweise hier (klick) (http://www.rn-wissen.de/index.php/Servo#Ansteuerung:_Signalform_und_Schaltung) und auch hier. (http://www.rn-wissen.de/index.php/Servo#Servos_hacken)

Nachtrag: ich fahre auch Moped, nicht rennmäßig aber "hinterm Haus" in den Bergen, Pässe satt - und keine Harley oder so.

[Thoralf]

ja, ok... man kann ja erst einmal die einfache Variante mit Standardservo mal aufbauen und sehen, wie es geht
Ich kenn mich mit der Motorradgeschichte nicht so aus und bin davon ausgegangen, dass es holpriger zugeht und das auch ausgeglichen werden soll.
Wenn das aber nicht notwendig ist... um so besser...

[ddd]

Moin zusammen,

bin der Bruder (;

Hab auch an einen PID Regler gedacht. Hab noch ein Spartan 3 Board rumliegen und mein erster Gedanke ging in die Richtung: klick (http://shop.trenz-electronic.de/catalog/product_info.php?cPath=1_114_120&products_id=993). Würde das ganze dann in vhdl realisieren (ist ja nicht wirklich komplex). Habe allerdings noch nicht mit Servos gearbeitet. Welchen nimmt man da? Und ich benötige ja auch ein Signal vom Servo, damit ich weiß, wie der aktuelle Winkel ist. Wo bekomm ich den her?

/edit

Ich hab mich mal ein wenig schlau gemacht. Die Servos sind ja recht einfach mit ner pwm anzusteuern und ich muss nicht einmal regeln. Leider ist der verlinkte Sensor wohl nicht der richtige. Würdet ihr eher ein avr board empfehlen, als das in vhdl umzusetzen? Gibt es bei avr boards gute Gyro-Sensoren (finde jetzt fürn spartan3 nur welche, die ich nur ansteuern kann wenn ich da nen microprozessor draufpack, aber dann kann ich ja gleich nen avr board nehmen).
Wie schaut es bei nem avr board mit pwm aus? Gibt es da was fertiges oder muss ich das selber basteln (sollte ja auch kein problem sein)?

Grüße