Suche Motoren und Luftdrucksensor

[Che Guevara]

Hi,

also nen XMega hört sich gut an  
Ich hab keine Erfahrung mit kleinen Koptern, aber z.b. auf meinem Hexa (60cm diagonal Achse - Achse) waren die Daten unbrauchbar, als der Sensor auf der Hauptplatine war (ca. 5cm über Akku, diverse Motorzuleitungen)... Als ich den Kompass höher gesetzt habe (so ca. 5cm) waren die Daten brauchbar  
Hier sind zwei sehr schöne Videos, die das Problem mit dem Kompass zeigen.
Der Drucksensor sieht Interessant aus. Mal angenommen:

Höhe (m)    Druck (mbar)
0m          1013
500m       954

(1013-954)/500 = 0.118 [mbar / m]
Auflösung des LPS331AP: 4096Digits / 1mbar

--> 1mbar / 4096 = 0.0002441406 [mbar / Digit]
0.118 / 0.0002441406 = 483 [Digit / m]     -->   1m / 483Digits = 0.002 [m / Digit] = 2mm / Digit

Ich hoffe, ich hab mich nicht verrechnet .. Wäre auf jeden Fall mal zu testen, ob der Sensor auch hält, was er verspricht.

Gruß
Chris

[Thalhammer]

Also soweit ich das sehen kann hast du dich nicht verrechnet, allerdings geh ich stark davon aus, dass die Luftströmung der Motoren und Allgemeine Störungen dafür sorgen das die 2mm unmöglich nutzbar sind. Als sinnvoll nutzbar würde ich sagen, das man die die letzten 4-5 bit ignoriert (per rechtsshift) und so die Werte mit einer Auflösung von 3,2 bzw 6,4 cm nutzt. Darunter lässt sich vermutlich eh nur sehr schwer ausgleichen.
Was den Kompass angeht hoffe ich einfach mal das sich das ganze nicht so stark auswirkt, immerhin haben die verwendeten Motoren ja deutlich weniger Watt und wenn man beim PCB Layout ein wenig aufpasst sollte das kein Problem sein.
Ich bin Momentan noch dabei mir einen Xmega und den LPS331 in kicad einzubauen, weil die Eagle freeversion nicht ausreicht und ich nicht bereit bin >1000€ für die Professional auszugeben die ich ja dann bräuchte.
Die alternative wäre die technik auf eine Platine <160x100mm zu basteln und die Motoren an einen kleinen Plastikrahmen zu befestigen, auf dem auch die Platine geschraubt wird.
Vorteil:
-Ich spar mir die Eagle prof. version und muss nicht auf Kicad wechseln.
-Bei einem Schweren Absturz wären ist die Warscheinlichkeit das die Platine überlebt größer.
Nachteil:
- Ein weiteres Teil das gefertigt werden will.

Wird aber vermutlich darauf hinauslaufen.
Ich hab grade mal so überschlagen und als MaterialPreis einen 2 stelligen Preis angepeilt.

Wie schauts mit funkmodulen aus ?
RFM22B sind vermutlich die beste Lösung oder ?
Dann könnte ich den Spektrum ja eigentlich optional machen.

//EDIT:
Hab mir mal gedanken über den Rahmen gemacht:
Wenn man den aus PLexiglas macht lässt er sich leicht herstellen und man könnte ihn recht einfach beleuchten.

[Unregistriert]

Wegen Luftdrucksensor, schau mal auf http://teske-electronics.de/index.php?cPath=38_59
Die sind recht klein.

[Che Guevara]

Hi,

dass man die 2mm nicht gebrauchen kann, ist klar   Aber durch Mittelwertbildung / DLPF bekommt man bestimmt eine Auflösung von wenigen cm, was ja auch schon sehr gut ist und vollkommen ausreichend. Ich hab mir ein paar solcher Sensoren mal bestellt, sollten heute ankommen. Wenn ich sie ausprobiert habe, gebe ich dir Bescheid.
Ich würde auch einen extra Frame machen, für den Fall eines Absturzes. Mit den RFM22B kenne ich mich nicht aus, aber sehe auch keinen Grund, warum du die nicht verwenden können solltest.
Ein Rahmen aus Plexiglas sieht bestimmt geil aus!

Gruß
Chris

[Che Guevara]

Hi,

also die Sensoren (LPS331AP) sind vor zwei Tagen gekommen, ich spiele immer noch damit rum. Die Ansteuerung & Layout sind denkbar einfach, da sollte es keine Probleme geben. Die Auflösung ist gut, das Signal rauscht um ca. 30cm. Das Problem, das ich habe, ist, dass der Sensor eine max. ODR von 25Hz hat, d.h. der Tiefpass darf nicht zu stark sein, damit die Phasenverschiebung nicht zu groß wird. Ich hab schon einen gleitenden Mittelwert als Tiefpass und einen IIR-Filter probiert, alles suboptimal. Um ein "gutes" Signal ohne Rauschen zu bekommen hab ich im Tiefpass den neuen Wert nur zu 1% in das Ergebnis einfließen lassen, das bedeutet jedoch, dass die Phasenverschiebung bei ca. 1-2sek liegt (nicht berechnet, nur geschätzt).
Für einen einfachen P-Regler (Soll-Höhe - Ist-Höhe) reicht auch das verrauschte Signal, allerdings muss ich noch differenzieren, um die Geschwindigkeit zu bekommen... Da beißts dann aus. Das verrauschte Signal zu differenzieren macht keinen Sinn, das gefilterte Signal zu differenzieren noch weniger, weil die Phasenverschiebung zu groß und die Differenz zu klein ist ...
Ich bleibe allerdings am Ball und probiere verschiedene Filter / Filterkoeffizienten aus, um zumindest eine suboptimale Lösung zu finden.

Gruß
Chris

EDIT:
Ich hab jetzt einigermassen gute Ergebnisse mit einem Butterworth Tiefpass Filter (3. Ordnung, 1Hz Grenzfrequenz). Leider ist aber auf dem Signal auch ein relativ niederfrequentes Rauschen, das ich nicht wegbekomme, da es sehr nah an der Frequenz ist, die ich haben will (also die Höhenänderung)...

[Che Guevara]

Hi,

also für den Fall, dass das Thema noch aktuell ist:
Nach einigen Tagen rumprobieren mit dem Sensor hab ich jetzt IMHO eine sehr gute Lösung gefunden: Eine Art Filter, bei der eine maximale Abweichung vorgegeben wird, die pro neuem Wert nicht überschritten werden darf, also so:

pressure_diff_max = 15; 

pressure_error = pressure - pressure_lp;
if(pressure_error<-pressure_diff_max) pressure_error = -pressure_diff_max;
if(pressure_error>=pressure_diff_max) pressure_error = pressure_diff_max;
pressure_lp = pressure_lp + pressure_error;

Damit ist der Wert sehr konstant, reagiert aber weiterhin schnell auf Änderungen.
Der Wert Limit_diff_max = 15 hat sich bei meinen Experimenten am besten verhalten, in Verbindung mit: ODR = 25Hz , CTRLREG1 = 0x76 (64Samples Averaging).
In den nächsten Tagen werde ich den Sensor mal unter Realbedingungen testen, sprich - am Kopter.
Bei Interesse kann ich die Ergebnisse hier posten.

Gruß
Chris

[Thalhammer]

Sorry hatte die letzte Zeit keine Zeit dafür..
B2T
Also ich hab mir mal eine kleine Platine mit HMC, MPU und TPS gelayouted und werde die demnächst mal bei Oshpark bestellen und bestücken.
Bei Digikey sind die Sensoren recht günstig, sodass ich für alle drei incl. Passiven bauteilen auf zirka 15 € für die Bauteile komm. Die Platine ist eine 2 Layer mit einseitiger Bestückung und zirka 3 mal 2 cm groß.
Problem ist folgendes:
Wenn ich einen Rahmen aus Plexiglas mache muss ich entweder ne einseitig bestückte Platine machen oder das Plexiglas ausfräsen was wieder ne menge Arbeit ist.