оцените идею (измерение скорости/вращения) Опции

[ClockworkOrange]

задача: измерение частоты вращения колеса И относительного положения (на какой угол повернуто)
стандартное решение: датчик Холла и магнит, цепляемый в непосредственной близости от колеса.

альтернативное решение: использование дешевых (относительно) двухосевых акселерометров типа ADXL320 .
Закрепленный на колесе так, чтобы плоскость образуемая его осями была перпендикулярна оси колеса - тогда получаем довольно точное аналоговое измерение угла поворота колеса (хотя в принципе, поскольку всеже в физическом плане система инерционная, то достаточно привязки к реперной точке + информация о текущей скорости).
пример реперной точки в системе с акселерометром: "0часов" - оси X и Y смотрят в небо под углом 45гр.

( предпосылки: энергопотребление датчиков холла, не встречал Д.Х. с низким напряжением питания (3.3В), потребительская привлекательность - не нужно магнитов, т.о. больше свободы в выборе места установки датчиков)

требуемая точность: 1-2градуса для положения (после промежуточных вычислений), для скорости (частоты вращения) - +/-5..10% .

вопрос #1: реально ли ?.. или не стоит заморачиваться?

вопрос #2:
- насколько сильно (и как) повлияет само вращение колеса, если акселерометр закрепить далеко от оси.
- как скажется на показаниях акселерометра тот факт ,что наряду с вращательным , колесо (а значит и акселерометр) совершает и поступательное движение?
(уж извините за возможно ламерские вопросы, но вместо теормехов и сопроматов нам читали ОТЦ и РЦС)

[xemul]

задача: измерение частоты вращения колеса И относительного положения (на какой угол повернуто)
...
требуемая точность: 1-2градуса для положения (после промежуточных вычислений), для скорости (частоты вращения) - +/-5..10% .

вопрос #1: реально ли ?.. или не стоит заморачиваться?

Вариант 1 при ближайшем расмотрении превращается в
а) один-два магнита и очень много ДХ по всей окружности
б) два ДХ, но очень хитрый (-ые) магнит (-ы) по всей окружности
в) промежуточные варианты.
ДХ в чистом виде (без усилителя/преобразователя) предполагает питание током, а на напряжением.

Вариант 2 теоретически возможен, вот только насчет возможности получения требуемой точности сомневаюсь. Вы хотите получить 0.6% по углу. По погрешностям ADXL320 в статике (в предположении, что калибровка была выполнена идеально и погрешность установки датчика =0) уже набегает нечто близкое. Для оценки динамической погрешности нужно знать хотя бы диапазон f вращения и df/dt. Учет погрешностей от температуры, питания и т.д. можно оставить на сладкое.

вопрос #2:
- насколько сильно (и как) повлияет само вращение колеса, если акселерометр закрепить далеко от оси.

Волшебные слова: "центростремительное ускорение"

- как скажется на показаниях акселерометра тот факт ,что наряду с вращательным , колесо (а значит и акселерометр) совершает и поступательное движение?

Если поступательное движение будет равномерным, то никак, если с ускорением, то повлияет.

(уж извините за возможно ламерские вопросы, но вместо теормехов и сопроматов нам читали ОТЦ и РЦС)

Дык это школьный курс физики, точнее кинематики.

[sensor_ua]

энергопотребление датчиков холла, не встречал Д.Х. с низким напряжением питания (3.3В)

US3881
http://www.melexis.com/ProdMain.aspx?nID=144

[ClockworkOrange]

>> US3881 http://www.melexis.com/ProdMain.aspx?nID=144
по цене очень привлекательный вариант (в сравнении с бюджетными ADXL), но:
" срок поставки 2 недели, минимальный заказ 350у.е."

>> Волшебные слова: "центростремительное ускорение"
Т.Е. к показаниям будет добавлена некая постоянная "сдвижка" (зависящая от частоты вращения)?
как пересчитать расстояние от оси и частоту вращения в акселерометровские g ??

>> Если поступательное движение будет равномерным, то никак, если с ускорением, то повлияет.
как пересчитать поступательное ускорение м\с^2 в акселерометровские g ??

>> Дык это школьный курс физики, точнее кинематики.
я болел, когда в школе физику проходили =(


>> Вариант 2 теоретически возможен, вот только насчет возможности получения требуемой точности сомневаюсь.
интересует прежде всего насколько сильно могут повлиять вышеобсуждаемые факторы (не выскочат ли величины за шкалу акселерометра) - т.е. оценить порядок.
+ насколько это всё реально компенсировать в рилтайме (математика).



PS: пока что вопрос точности преждевременен. хотелось бы вообще понять насколько применимы для этой задачи акселерометры. идеологически.

Сообщение отредактировал ClockworkOrange - May 21 2007, 19:22

[anton]

Учитавай что полоса акселерометра это сотни герц (приэтом шум не удастся отфильтровать).
по идеи он должен стоять на оси.

Имеются датчики специализированные на основе магниторезистивного эффекта. т.е. на ось ставится магнит а над осью датчик точности близки к требуемым.

[ClockworkOrange]

>> Учитавай что полоса акселерометра это сотни герц (приэтом шум не удастся отфильтровать).

но разве ее нельзя при необходимости "зарезать"?.. в приложении "верхние" частоты вращения - 40-50Гц.
и чей шум имеется в виду?

[anton]

но разве ее нельзя при необходимости "зарезать"?.. в приложении "верхние" частоты вращения - 40-50Гц.
и чей шум имеется в виду?

При такой скорости ты не обеспечишь точности поскольку тебе необходимо провести несколько измерений на оборот.
Шум имелся в ввиду как раз акселерометра он указан в даташите, для увеличения точности измерения фильтруют и в зависимости от полосы получают уровень шума измерения.

[SS85]

Чтобы измерять частоту вращения, я бы всё таки использовал датчик Холла, работать с ним проще.

И какая необходимость в непрерывном режиме измерять положение?

Можно и с помощью одного ДХ, при условии поступательного движения, измерять положение колеса, а вот если будет ускорение, тогда их нужно больше или же при помощи акселерометра вносить коэффициент поправки. А дальше, делать вычисления:
1. Делаем вычисление частоты вращения: f = 1/T, где T – длительность полного периода, переведенное в минуты;
2. Вычисление положения: a = k * t * f * (360/N), где k – коэффициент поправки, t – текущее продолжительность движение (переведенное в минуты), f – частота вращения, N – количество датчиков Холла или магнитов, a – результат в градусах.

Но при таком методе, точность повышается, пропорционально увеличение N, что делает конечный прибор более громоздким и усложняет настройку.

Я предлагаю провести эксперимент, возьмите стандартный флопик, там стоят датчики Холла, а так же есть двигатель и просто заставьте его крутиться, вот вам и будет тестовая платформа. А дальше остается дело за малым, осциллограф и смотреть...

Честно говоря, я когда-то делал подобный измеритель для велосипеда, но как-то точность там такая не нужна да и положение измерять ненужно было.

Сообщение отредактировал SS85 - Jun 10 2007, 22:54

[alexmaemur]

Господа есть же датчики угла поворота. Их принцип - диск с рисками и считыватель с блоком обработки. По такому же принципу, только не диск используется а линейка, работает датчик положения.
Ищите поиском, миллион предложений.