Suche nach Neigungssensor

[M4TTHI]

Es geht darum, dass an einem Fahrradrahmen (dort wo normal die Trinkflasche platziert ist) ein Messaufbau mit RPi, dem Modul, dem Neigungssensor, ... platziert wird und während der Fahrt dann die entsprechenden Größen gemessen werden.
Gemessen werden Kräfte auf den Sattel, Beschleunigung, Neigung.
Die anderen Größen könne schon gemessen werden, das einzige das noch fehlt ist die Neigung, dazu habe ich leider noch nichts passendes gefunden.
Mit einem Beschleunigungssensor kann ich leider nicht rückrechnen weil die Erdbeschleunigung je nach Winkel des Sensors alle 3 Richtungen beeinflusst.

Gemessen werden soll der Winkel der Steigung, also es soll gemessen werden ob das Rad auf einer Ebene fährt oder Bergab fährt.

Gruß
Matthias

[dj_cyborg]

ok...

evtl. der hier?

https://www.elecrow.com/1axis-analog...c03-p-711.html

mfG
Mario

[Siro]

Hallo Matthias,
ich habe hier grad einen ADXL-330 auf dem Tisch und der gibt mir analoge Spannungen raus.
Eigentlich ist das ja ein Beschleunigungssensor, demnach dürfte bei Stillstand da eigentlich nichts passieren ?

Na wie dem auch sei. Ich habe mal ein Voltmeter an den X-Ausgang angeschlossen.
Bei 3 Volt Versorgung messe ich:

Winkel 0 Grad = 1,475 Volt

ich Nulle mal das Voltmeter und messe:

0 Grad = 0,000 Volt
+45 Grad = +0,218 Volt
+90 Grad = +0,307 Volt
-45 Grad = -0,217 Volt
-90 Grad = -0,307 Volt

Nun dürfen die Mathematiker die Formel dafür geben...

Hier sieht man den "professionellen" Testaufbau:
Anhang 35214

Siro

[HaWe]

Hallo Matthias,
ich habe hier grad einen ADXL-330 auf dem Tisch und der gibt mir analoge Spannungen raus.
Eigentlich ist das ja ein Beschleunigungssensor, demnach dürfte bei Stillstand da eigentlich nichts passieren ?
Siro

nicht ganz!
Falls waagerecht montiert: auf der senkrechten Achse müsste er 1 G ausgeben (Erdbeschleunigung), ansonsten (waagerechte Achse(n) ) 0 G
(bzw. dazu die analoge ADC-Referenz).
Wenn er langsam gedreht wird, müssten die Werte der senkrechten Achse also abnehmen und mindestens die einer der waagerechten Achsen zunehmen.
Wenn er hin und her geschüttelt wird: in die 1 Richtung Zunahme, in die andere Richtung Abnahme des Ruhewertes



PS,
der Messwert (Erdbeschleunigung bei Drehung) müsste sich (für eine Horizontalachse) mit dem Sinus des Anstellwinkels erhöhen (90°: pos. Maximalwert, -90° negativer Maximalwert).

Als Beschleunigungssensor ist der aber absolut nicht dazu geeignet, als Dreh-Sensor zu dienen, da er auch von linearen Bewegungen/Beschleunigungen beeinflusst wird.
Als Drehsensoren sind nur Gyrosensoren geeignet.

[Siro]

@HaWe:
Mit dem Sinus hast Du natürlich recht.
Sinus 90 ist 1 also entsprechend 0,307 Volt
Sinus 45 ist 0,707 demnach 0,307 * 0,707 = 0,217
dass deckt sich genau mit meiner Messung.

Dann ist:
Winkel = arcsin(Umess / U90Grad)
also der Acrussinus vom Quotienten der gemessenen Spannung zur Spannung beim Winkel von 90 Grad.
Der Offset (Nullpunkt) muss natürlich bei jeder Messung abgezogen werden.

Kalibrierung:
Nullmessung = Offset in Ruhelage 0 Grad
Offset = 1,473 Volt

Spannung bei 90 Grad messen = 1,780 Volt
den Offset abziehen Umess90 = 1,780 - 1,473 = 0,307 Volt
Umess90 also 0,307 Volt

Nun kann der Winkel anhand einer gemessenen Spannung ermittelt werden:
Spannung messen
z.B. 1,691 Volt
den Offset abziehen
1,691-1,473 = 0,218
Winkel berechnen:
arcsin(0,218 / 0,307) = 45,24 Grad

Stimmt das so ? Siro und Mathe sind zwei Welten...

Ich habe nochmal rein STATISCHE Tests gemacht und ein Schild für die Ausrichtung drauf geklebt:

Anhang 35215

Die entsprechenden statischen Spannungswerte:
Flach liegend:
X = 1,473 Volt
Y = 1,505 Volt
Z = 1,839 Volt

nach links gekippt 90 Grad
X = 1,781 Volt
Y = 1,501 Volt
Z = 1,551 Volt

nach rechts gekippt 90 Grad
X = 1,167 Volt
Y = 1,501 Volt
Z = 1,554 Volt

nach hinten gekippt 90 Grad
X = 1,475 Volt
Y = 1,183 Volt
Z = 1,554 Volt

nach vorne gekippt 90 Grad
X = 1,474 Volt
Y = 1,816 Volt
Z = 1,556 Volt

[HaWe]

wie gesagt, einen Beschleunigungssensor (Accelerometer) kann man nicht vernünftig als Dreh- bzw. Neigungssensor verwenden, daher macht das alles wenig Sinn.
Als Dreh/Neigungssensor muss man stattdessen einen Gyro-Sensor verwenden, aber so einer wurde ja inzwischen bereits auch schon genannt (CMIIW).

[Klebwax]

wie gesagt, einen Beschleunigungssensor (Accelerometer) kann man nicht vernünftig als Dreh- bzw. Neigungssensor verwenden, daher macht das alles wenig Sinn.

Was bedeutet hier "Dreh-"? Ich vermute mal "Drehrate". Das ist eine Winkelgeschwindigkeit bzw. eine Drehzahl. Eine Neigung ist ein Winkel. Obwohl in beiden das Wort Winkel vorkommt, sind das zwei unterschiedliche Dinge.

Als Dreh/Neigungssensor muss man stattdessen einen Gyro-Sensor verwenden, aber so einer wurde ja inzwischen bereits auch schon genannt (CMIIW).

Hier werden schon wieder die zwei Größen vermischt, die nichts miteinander zu tun haben, außer das in beiden das Wort Winkel vorkommt.

Ein Gyro misst die Drehrate, die Winkelgeschwindigkeit. Wenn sich nichts dreht, misst eine Gyro gar nichts. Wenn du ein Gyro auf einen Tisch legst, kannst nicht feststellen ob er horizontal ist. Du kannst maximal fest stellen, daß er nicht rotiert. Selbst wenn du ihn translatorisch bewegst ist die Drehrate Null und er misst nichts.

Ein Accelerometer misst, wie der Name schon sagt die Beschleunigung. Und wenn das Teil in Ruhe ist, misst es nur die Erdbeschleunigung. Das ist wie bei einem Lot, ist es in Ruhe, zeigt es zum Erdmittelpunkt. Und da man als Neigungswinkel den Winkel (bzw die Winkel in X und Y, wenn es um eine Fläche geht) zu dieser Richtung versteht, ist ein Accelerometer, ein Lot das Messgerät für den Neigungswinkel.

MfG Klebwax