Analoger Kompass (pausiert)

Wer arbeitet gerade an welchem SW/HW Thema...
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Ralf
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Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Ralf »

Ziel: Auf Basis eines kleinen Philips-Magnetfeldsensors einen einfachen aber funktionfähigen integrierten Kompass bauen (inkl. Fahrzeug-Kompensation und möglichst Lageunabh., evtl. 3D Sensor), der somit also auch im Stand und ohne GPS arbeitet.

Basis: Erfahrungen aus Segelflieger-Projekt (USA, Kontakt Ansgar)

Hardware: Kleines Adapter-Platinchen, das auf die vorbereiteten Expansion-Ports links/rechts von der SIxO-CPU passt.

Software: 'Offroad-Device', dass eine einfache grafische Kompass-Darstellung (Wert, Rollrad oder Drehnadel) zeigt.

Zeitraum: Ende 2005? (Wunschdenken) Alle Interessierten sind eingeladen!

Ralf
Zuletzt geändert von Ralf am 22 Apr 2009 - 21:37, insgesamt 1-mal geändert.

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Hi Ansgar,

vielen Dank für deine Papiermail-Docs zu Kompasssensoren und Applikationsschaltungen!

Den Pewatron-Geber kannte ich auch schon, dre liefert tolle Signale, die leicht auszuwerten sind. Allerdings ist er wg. seines mechanischen Aufbaus (nadelgelagerte Mechanik) am Motorrad gänzlich ungeeignet.

Besonders der Artikel von Prof. Wellhausen aus der 'Elektronik 8/1989' gefällt mir sehr gut, weil er effizienter mit der nötigen Hardware umgeht (Umschaltung der drei KMZ10 Sensoren anstatt 3x identischer Aufbau), außerdem benötigt er keine -5V zur Offset-Kompensation. Witzigerweise hatte ich den Prof. in 'Industrieelektronik' an der FH Hannover, ich fand den Mann gut.

Allerdings fehlen die letzten Seiten, der Artikel endet bei mir einem Bild von Wellhausen, der Bericht geht aber noch weiter. Kannst du mir die Seite noch einscannen und zumailen? Danke!

Frage: Benutzen die von dir erwähnten USA-Segelflieger in ihrem projekt auch diese 3xKMZ Anordnung? Die ist ja eigentlich nur für die horizontale Messung gedacht. Sie kann aber aber bei entsprechend genauer Anordnung der Sensoren auch stark geneigte Feldlinien messen (am Hang). Oder benutzen die eine ganz andere Anordnung?

Ralf

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hallo Ralf,
ich schau was hier noch rumliegt...
Ich hoffe der Kopierer hats nicht geschluckt.
Gruß Ansgar

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hallo Ralf,
du kriegst ne Dicke mail... leider auch nicht vollständig :(

Sorry

Ansgar

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Hi Ansgar,

habe den Philips-Magnetfeldsensoren mal etwas hinterhergestöbert und auf diese interessante Übersicht gestoßen:

Übersicht Philips Magnetfeldsensoren
http://www-us.semiconductors.philips.co ... G_98_1.pdf

Dort wird neben dem KMZ10 (in deinen Artikeln referenziert) der neuere KMZ51/52 erwähnt. Datenblätter: http://www.semiconductors.philips.com/a ... MZ51_3.pdf
http://www.semiconductors.philips.com/a ... MZ52_1.pdf

Der KMZ51/52 hat Vor- und Nachteile:
1. Der KMZ51 reduziert den Bauteileaufwand erheblich, weil er bereits Spulen (Flipping-Spule+Kompensationsspule) auf dem Silizium(!) enthält.
2. Der KMZ52 enthält sogar bereits zwei(!) orthogonale KMZ51, d.h. damit kann man bereits einen ganzen Kompass bauen.
3. Aber benötigt 9..10V Versorgungsspannung und einen Flipping-Strompuls von 800..1200 mA für 100 µs.
Wir wir dies aus den SIxO ziehen sollen, ist mir nicht klar.

Kompass-Applikation (mit KMZ51+KMZ52)
http://www.semiconductors.philips.com/a ... OMPASS.pdf

Aus dieser Application Note wird klar, dass man für eine Lage-unabh. Messung des Magnetfeldes drei Achsen messen muss (mit 1x KMZ52 + 1xKMz51) und zusätzlich einen Lagesensor braucht, der die wirkliche Neigung des Kompass bestimmt. Erst dann ist der Kompass in jeder Stellung genau.

Ohne diese 3-Sensor-Technik erzeugt z.B. eine 20° Neigung des Kompass in Hamburg eine absoluten Fehler in der Himmelsrichtung von 40°.

Aber einen Lagesensor wollte ich nun wirklich nicht auch noch einbauen. Vielleicht bleiben wir doch lieber bei 2-Dimensionen.

Ralf

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hi,
ich hatte dir das nicht mitgeschickt, da ich dachte die Datenblätter und App.Notes hättest du schon. Als alter - hust hust - Philipsianer habe ich die natürlich schon angeschaut.
Jep. ein KMZ52 und ein KMZ51 sollten einen guten 3D Kompas abgeben.

Ich freu mich schon auf die Kalibrierungsbeschreibung.

Ich habe jetzt angefangen an meiner AT zu basteln... die Inbetriebnahme des SIXOs rückt also in greifbare Nähe.

Gruß Ansgar

Arnold
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Beitrag von Arnold »

1.) Die KMZ51 und 52 sind passive Bauteile. Sie beinhalten nur die
Brücken und die Kompensations- sowie Flip-Spulen. Die ganze
Ansteuerung und Signalaufbereitung muß man sich schön selbst bauen.
Oder gibt es dafür einen extra Chip?
2.) Zur Spannungsversorgung siehe AN00022_COMPASS.pdf 5.5.1 Supply
Voltage Considerations. Die Flip-Spulen sind in Serie geschaltet. Daher
sind 10V nötig, um den benötigten Strom zu treiben. Das könnte man aber
auch parallel tun (C9, R21 und Treiberstufen doppelt ausführen). Dann
kommt man mit 5V hin.
Die Brücke würde ich in dem Fall mit etwas weniger als 5V betreiben und
Rail-to-Rail-Opamps verwenden. Dann läuft alles mit 5V. 1,2A sind nur für
100uA nötig. Diesen Strom liefert der Kondensator C9, nicht die
Spannungsversorgung. Trotzdem muß natürlich die Spannungsver-
sorgung die Leistung aufbringen. Der Regler im SIxO ist da überfordert
(zumindest über den Temperaturbereich bis 70°C). Unser Kompaß sollte
also einen eigenen Spannungsregler bekommen.
3.) Die Lagekompensation sollten wir einbauen. Am Wochenende habe ich
mit einem normalen, flüßigkeitsgelagerten Kompaß am Moped experimen-
tiert. Wenn der Kompaß (wie der SIxO) am Lenker montiert ist muß die
Maschine und der Lenker schon ziemlich gerade stehen, damit der Fehler
nicht riesengroß wird. Im Gelände kaum machbar.
Zudem müsste ohne Lagekorrektur die Platine mit den Sensoren beim
Einbau auf die Einbaulage des SIxO abgeglichen werden. Das gibt
mechanisch ein ziemliches Problem. Oder man schließt den Kompaß über
ein Kabel an den SIxO an. Dann kann man ihn unabhängig vom SIxO
gerade einbauen und hat dann auch das Problem mit der Lenkerstellung
nicht.

Gibt es das ganze nicht komplett als Modul zu kaufen? Das würde das
ganze extrem vereinfachen.

Gruß,
Arnold

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Es gibt das Teil als Modul zu kaufen:
http://www.roboter-teile.de/modules.php ... page&pid=4

Preis ist mengenabhängig: 36,02-40,02€

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Nicht schlecht als Referenz. Das Modul hat _zwei_ KMZ51 und _keinen_
Lagesensor, mißt also nur x und y.

Hier ist noch was nettes mit drei Achsen und Beschleunigungssensor:
http://www.jugendforscht-passau.de/pdf/ ... eibung.pdf
Leider nicht käuflich zu erwerben, oder? Vielleicht kann man die Unterlagen
bekommen.

Gruß,
Arnold

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Hmm,

genau das Modul hatte ich auch gerade ganz oben bei Google gefunden, sieht wirklich gut aus:

DataSheet:
http://www.roboter-teile.de/datasheets/cmps03.pdf
  • - Betriebsspannung 5 V
    - Stromaufnahme 20 mA
    - Auflösung 0,1 °
    - Genauigkeit 3-4 ° nach Kallibrierung
    - Ausgang 1 Puls 1ms bis 37ms in 0.1mS Schritten
    - Ausgang 2 Standard I²C Interface, 0-255 and 0-3599, SCL Takt bis 1MHz
    - Abmessungen 32mm x 35mm
    - Sensor KMZ51
Fazit:
  • - sehr klein
    - 5V haben wir
    - Blockkondensator (100mA Peaks) kann man spendieren
    - I2C bzw. PWM-In können wir auch
    - Preis: Wahrscheinlich wg. der Kleinserie hoch.
Besser könnten wir das doch auch nicht basteln?

Nötige Hardware für SIxO:
- Modul extern anschließen (wg. SIxO-Neigung)
- geeign. Gehäuse mit Fixiermöglichkeit
- Kabel mit 4 Adern (GND/CALIB/PWM/Vcc, bzw. bei I2C 5 Adern GND/CALIB/SDA/SCL/Vcc)

Nötige Software für SIxO:
- geeigneter PWM-In-Treiber (bzw. I2C-Treiber)
- passender Kalibrier-Dialog
- passende Anzeige (Outdoor :-) )

Zur Neigungsempfindlichkeit:
In der Diplomarbeit, die ich aus der TIB Hannover besorgt habe, wird die Neigungsemfindlichkeit bei 2D-Messung u.a. auf die ungenaue Ausrichtung der beiden Sensoren zurückgeführt, sie ist aber auch abh. vom Austrittswinkel des Feldes in unseren Breiten. Ich werde mir das nochmal genau anschauen. Den Aufwand mit 3 Magnetsensoren+Lagesensor finde ich jedenfalls maßlos übertrieben für unsere kleine Offroad-Aktivität. Am Lenker darf unser Modul dann allerdings nicht befestigt werden, evtl. eher waagerecht unter der Sitzbank.

@Arnold: Spricht irgendwas gegen dieses Modul?

Ralf

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Arnold hat geschrieben:Hier ist noch was nettes mit drei Achsen und Beschleunigungssensor
Was den Beschleunigungssensor angeht, haben wir da am Motorrad ein spezielles Problem: Wie soll der während der Fahrt funktionieren? Einigermaßen genau messen kann der doch auch nur bei einer linearen Bewegung bei konstanter Geschwindigkeit. Oder man muss den Wert massiv TP-filtern, um ein vernünftiges Ergebnis zu bekommen.

Ich habe den Eindruck, dass sich der Aufwand für 3D+Lagesensor nicht lohnt.

Ralf

Arnold
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Beitrag von Arnold »

> Besser könnten wir das doch auch nicht basteln?
Doch. Viel besser. Das Ding macht doch nur x/y-Messung. Das kannst
Du am Moped vergessen.
Das ist nicht besser, als der Kompaß, den Du mal auseinander genommen
hast.

Anschluß extern über I2C fällt aus. I2C ist absolut nicht dafür geeignet.
PWM würde gehen.

Was man sich von dem Modul abkucken kann sind die Bauteilewerte. Die
Applikationsschaltung von Philips ist dahingehend nicht vollständig. Das
ganze dann erweitern und für die Lagemessung muß man sich was
einfallen lassen.

Gruß,
Arnold

Arnold
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Beitrag von Arnold »

> Was den Beschleunigungssensor angeht, haben wir da am Motorrad ein
> spezielles Problem: Wie soll der während der Fahrt funktionieren?
Warum die Jungs einen Beschleunigungssensor genommen haben ist
mir auch unklar. Damit hatten sie auch so ihre Probleme....

Laut Philips und Erfahrung gibt es drei Möglichkeiten:
- 15..20° Fehler in Kauf nehmen (bißchen viel)
- die Platine in Milch schwimmen lassen
- Lagesensor

Laut Philips gibt es als Lagesensor ebenfalls schlaue Steine. Ich habe noch
nicht gesucht. Vielleicht gibt's da was.

Gruß,
Arnold

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Hier noch ne Alternative als Komplettlösung:
Honeywell HMC6352 (7x7mm, nur 2D)

DataSheet:
http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/ ... MC6352.pdf

Preis: 75 EUR
http://dkc3.digikey.com/PDF/T051/1452.pdf

Nötige Anschlüsse:
- GND Supply/System Ground
- SDI I2C Data Output (SPI Data In)
- SCL I2C Clock (SPI Clock)
- VDD Supply Voltage Positive Input (+2.7VDC to +5.0VDC)

Macht auch nen eleganten Eindruck.

> 15..20° Fehler in Kauf nehmen (bißchen viel)
Bei welcher Neigung?

> Anschluß extern über I2C fällt aus.
Warum fällt I2C aus? Kabel zum Sensor zu lang?

> Laut Philips gibt es als Lagesensor ebenfalls schlaue Steine.
Hm, wie soll ein Lagesensor zwischen Erdbeschleunigung und Fzg.-Beschleunigung unterscheiden?

Ralf

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Honeywell ist nicht schlecht. Es gibt auch 3-Achsen-Chips und -Module
(HMC1053, HMC2003). Nur die Preise...

>> 15..20° Fehler in Kauf nehmen (bißchen viel)
>Bei welcher Neigung?
10° Neigung gibt in Hamburg 20° Fehler. Das zeigt auch meine Erfahrung.
Einfach mal anhalten und ablesen geht nicht. Da brauche ich schon eine
Wasserwaage am Moped.

>> Anschluß extern über I2C fällt aus.
>Warum fällt I2C aus? Kabel zum Sensor zu lang?
I2C ist dafür ausgelegt Chips auf einer Platine zu verbinden. Über größere
Entfernungen und unter Einfluß von Störungen ist die Verbindungsqualität
miserabel.

>> Laut Philips gibt es als Lagesensor ebenfalls schlaue Steine.
>Hm, wie soll ein Lagesensor zwischen Erdbeschleunigung und >Fzg.-Beschleunigung unterscheiden?
Im Flugzeug verwenden sie Laserkreisel, deren Ausgangssignal integriert
wird...
Zumindest bei Stillstand des Fahrzeugs würde der ADXL202 ein statisches
Signal liefern können. Das ist auch praktisch OK. Bei den Wertungs-
prüfungen komme ich an eine Kreuzung und muß mich dann schnell ent-
scheiden, welche Abzweigung ich nehme. Üblicherweise halte ich bei
diesen Navi-Prüfungen sowieso, weil ich mich orientieren muß. Nicht an-
halten wäre natürlich noch besser aber das kriegen die anderen auch
nicht hin wegen dem Gefummel mit dem Kompaß. Wenn man im Moment
des Anhaltens auf einen Blick die Richtung hätte wäre das schon ziemlich
genial.
Stefan ist übrigens mit einem elektronischen Kompaß von Conrad prima
gekreist. Kannst Du völlig vergessen. Mit absteigen, Kompaß auspacken
und drei Schritte vom Moped weg ablesen war ich schneller.

Gruß,
Arnold

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Andere Idee:

Wie wär's mit einer kleinen kardanischen Lagerung eines 2D-Sensors?

So ähnlich wie bei den Cola-Dosen-Haltern im KFZ-Bereich: Einfach Mechanik, kleines Gegengewicht und schon ist das Ding immer austariert. Ich könnte mir vorstellen, dass es sowas schon gibt, aus anderen mechanischen Bereichen. Was sagen die Maschinenbauer?

Vorteil: Die Elektronik bleibt überschaubar, die Mechanik simpel. Die Mechanik dafür sollte allerdings Massenware sein. Selber fräsen und lagern bringt's nicht.

Ralf

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Also doch Milch:-)

Die Platine irgendwie mit Schnüren aufhängen? Bleibt nur die Frage,
wie man Drehbewegungen um die Hochachse vermeidet.

Evtl. wird man im Modellbau fündig. Helicopter?

Arnold

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Ich habe mal gesurft. Was wir brauchen ist 3-axis tilt-free. Da gibt
es einige Module. Leider habe ich noch nichts bezahlbares gefunden.

http://www.pnicorp.com/productDetail?nodeId=cTCM2.5
Kostet leider eine Kleinigkeit - öhem. Aber es geht noch teurer. Das TCM5
ist völlig Lageunabhängig und kostet die Winzigkeit von 1629$...
Interessant ist die verwendete Technologie (MI- und MEMS-Sensoren).

Für Consumer gibt es bei PNI, soweit ich das gesehen habe, kein Modul mit
Lagekompensation. Aber immerhin mit 3-Achsen-Messung für 50$:
http://www.pnicorp.com/productDetail?nodeId=cMM3
3V, 500uA, SPI
Für das Modul ist angeblich ein Referenzdesign erhältlich.

Von Honeywell gibt es für 105$ das Kit HMC1055 mit 3 Achsen und
Lagekompensation. Philips läßt grüßen: die verwendeten Chips heißen
HMC1051Z, HMC1052 und MXS3334UL.

Von AOSI für 209$(?):
http://www.aositilt.com/Compass.htm

Das hört sich sehr gut an:
http://www.aositilt.com/Compased.htm
-70..70° tilt range, 2 Achsen (wie kriegen sie dann die Richtung raus?,
geht das?), low cost (was auch immer das heißen mag), 1° Genauigkeit,
-20 bis 60°C, 5V
Dafür habe ich keinen Preis gefunden. Die Webseite macht auch einen
merkwürdigen Eindruck.

Gruß,
Arnold

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Nochmal zur Idee mit der Milch:
Als Aufhängung könnte man eine Kardan-Antriebswelle aus dem
Modellbau nehmen. Kostet 10 Euronen bei Conrad.

Arnold

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Bevor ihr jetz einen schwimmend gelagerten elektrische Kompass aufsetzt... wie wäre es damit:
http://www.framos.de/www.dir/de/produkt ... ex_de.html

Das GPS Modul 48.14€
+ Antenne Aktiv 18,19€
+ Kabel... Spezialstecker 6,42€

Preise Inklusive MwSt.

Hat ein Kollege von mir am Laufen.

Gruß Ansgar

P.S.: Mein Versuch den Verfasser des Artikels aus der Elektronik zu erreichen verlief leider nicht erfolgreich... keinerlei Reaktion :-(

Peter
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Beitrag von Peter »

Hi Ansgar,

klingt ja preislich und auch vom Bauraum recht gut. Es gibt nur wieder das Problem das der Kompass im Stand nicht richtig abzulesen ist :(
Die anderen Lösungen scheinen mir da doch besser, wobei die Kardanische-Aufhängung für die Platine doch mit etwas Aufwand verbunden ist.
Gruß aus Oberbayern

Peter

SIxO 2.0 / 005

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hallo Peter,
das mit dem Stand ist doch eigentlich nur wichtig... wenn du in der Früh das erste mal lossfährst. Sobal du dich bewegt hast, sagen wir mal 50m stimmts ja dann doch. Klar wenn man eben den KMZ52 mit einem KMZ51 Kombiniert, dann hat man einen 3D Kompass... nur die Sache mit dem kalibrieren... Ich denke wir kommen nicht umhin einen Versuch zu starten wie sich so ein Kompass auf dem Mopped verhält. Was das Teil von Roboter-Teile.de nicht 3D Tauglich? Damit könnte man den versuch doch mal starten, oder?

Wenn das dann taugt, kann man sich an die entwicklung eines eigenen Moduls machen, das wir dann an den SIXO seriell anschließen könnten.

Gruß Ansgar

P.S.:Wir könnten doch gleich noch einen Lagesensor daraus machen und eine automatische Leuchtweitenregulierung für's Mopped implementieren...

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Hi Ansgar,

ich glaube, du hast den Zweck des analogen Kompass nicht ganz verinnerlicht: ;-):

Es geht (für mich) doch gerade darum, einen Kompass ohne GPS aufzubauen, der auch im Stand, nach einer kleinen Schleife auf einer Waldlichtung oder bei hoher Signaldämpfung noch einigermaßen genau (ca. 20°) die korrekte Richtung anzeigt.

Das CMPS03-Modul ist für meine Ansprüche eigentlich ok. Wenn der Sensor nicht am Lenker befestigt ist, sondern am Rahmenheck, ist das meiner Meinung nach sogar noch einigermaßen praktikabel. Also ich könnte mit diesem (schlechten) Kompromiss (20° Abweichung bei 10° Neigung) leben.

Den Aufwand für den 3. Sensor + Lagesensor finde ich nur lohnenswert, wenn wir eine genial einfache und kostengünstige Lösung finden. Beim Lagesensor kommt hinzu, dass er eigentlich nur im Stand vernünftig zu benutzen ist, jedes Beschleunigen macht den Wert unbrauchbar.

Dein GPS-Modul ist evtl. für das separate SIxO-GPS-Projekt interessant, oder? Wie weit seid ihr damit?

Ralf

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hallo Ralf,
der Smili war schon richtig... Ich finde nur, das die GPS Teile inzwischen sehr günstig geworden sind. Ein Kompas ist dennoch durch nicht's zu ersetzen!
Den Sensor kann ja jeder Montieren wo er will, das Hängt ja auch gnz davon ab, ob die Anzeige Lenker oder Rahmenfest Montiert ist... Ein 3D Sensor wäre natürlich genial.

Was die GPS Sache angeht, so ist da noch nicht's weiter passiert (von meiner Seite.) Ich habe angefangen den FIFO für den UART zu machen bzw. deinen Code vom FujitsU (glaube ich) Anzupassen. Er lässt sich auch Compilieren, aber ich habe noch keinerlei Tests gemacht da mir einfach die Zeit fehlt... Es ist mir ja direkt peinlich, aber ich habe den SIXO im Moment noch nicht mal am Mopped montiert... Es wird einfach zeit das meine Freundin nach Bayern kommt, dann Fallen schon 5 Stunden pro Woche Zeit an, die ich mit meinen Hobbys (SIXO, Mopped... etc.) verbringen könnte. Und in der Arbeit ist derzeit auch volle Auslastung. Wir sind derzeit ein Team von 4 Leuten die 4 Großkunden mit neuer Firmware versorgen müssen. Derzeitiger Releasausstoß ist 1,2 pro Woche... die Software wimmelt nur noch so von Hacks...

Egal zurück zum eigentlichen:
@Arnold: Da du von uns die meißte Erfahrung hast, was den Schaltungsentwurf und Boarddesign angeht wie groß schätzt du den Aufwand ein, ein eigenes Modul zu kreieren? Mir stellt sich da auch die frage ob man für den Compass die Hardware vom M16C verwenden kann oder ob man dem Modul gleich einen eigenen µC verpasst und über eine Serielle Schnittstelle Kommuniziert?

Was kostet eigentlich so ein KMZ51/2?

Ansgar
SIxO 2.0 / 006 (macht immer Spaß ;-) )

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

Hallo,
ich habe inzwischen vom Prof. Wellhausen eine Antwort bekommen... mit dem Verweis auf seine Uni-Seite... aber die haben wir ja schon. Mehr war offensichtlich nicht drinnen.
Ich werde noch versuchen was vom Verlag zu bekommen. Gibt's den überhaubt noch. Eine Zeitschrift mit dem Namen Elektronik gibt's zwar, aber das ist doch jetzt so ein Managemend-Industrieblätchen und hat nicht's mit der alten Zeitschrift zu tun die so aufgezogen war wie die Elektor etc. Weiß da jemand was genaueres?

Gruß Ansgar
SIxO 2.0 / 006 (macht immer Spaß ;-) )

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Arnold hat geschrieben:Nochmal zur Idee mit der Milch:
Als Aufhängung könnte man eine Kardan-Antriebswelle aus dem
Modellbau nehmen. Kostet 10 Euronen bei Conrad.
Also mit kardanischer Aufhängung meinte ich eher sowas wie beim Schiffskompass: Zwei um 90° versetzte ineinanderliegende Lagerungen.

Wie soll denn das mit der Kardanwelle gehen? Soll der Sensor daran baumeln? ;-)

Das mit der Milch fände ich auch nicht schlecht:
Kann man nicht den winzigen Honeywell 2-D-Sensor (7x7mm) auf einer elektrisch/magnetisch neutralen Flüssigkeit in einem kleinen dichten Behältnis schwimmen lassen, mit ein paar Drähtchen von oben versorgen und schwups hat man 'nen austarierten Sensor? (Der reagiert dann übrigens genauso empfindlich auf Beschleunigungen jedweder Richtung wie der Lagesensor für einen 3D-Sensor).

Ralf

Arnold
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Beitrag von Arnold »

sowas wie beim Schiffskompass: Zwei um 90° versetzte
ineinanderliegende Lagerungen.
Zu aufwendig, denke ich.
Wie soll denn das mit der Kardanwelle gehen? Soll der Sensor
daran baumeln? Wink
Genau. So meinte ich das. Das kann ich mir noch vorstellen. Bis auf
- den Platzbedarf
- die richtige Dämpfung
- Robustheit (dünne Kabel, Mechanik...)
2-D-Sensor schwimmen lassen
Lagern mußt Du ihn trotzdem. Das wird noch aufwendiger, oder?

Um das grundsätzliche physikalische Problem bei der
Unterscheidung zwischen statischer Gravitation und dynamischen Kräften
kommen wir halt nicht drumrum (es sei denn, wir bauen uns einen
Laserkreisel).

Ich finde ein Modul mit 3-Achsen- sowie Lage-Messung immer noch am
besten. Da hat man was vernünftiges...

Gruß,
Arnold

Arnold
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Beitrag von Arnold »

wie groß schätzt du den Aufwand ein, ein eigenes Modul zu kreieren?
Für einen einzelnen ist der Aufwand recht hoch. Ich halte das Thema
aber für äußerst spannend und überschaubar.
Das Prinzip wird mehrfach angewandt und führt auf jeden Fall zum Erfolg.
Wir haben sehr detailierte Unterlagen. Es gibt also wenig Risiko. Nur bauen
muß man es halt.
Wenn wir uns die Arbeiten teilen würden, wäre das alles kein Thema.

Wir brauchen:
- einen Kümmerer, der das ganze treibt
- Schaltplaneingabe (den habe ich ruckzuck eingegeben)
- kleines Layout und Leiterplatten bestellen
- Platinen bestücken
- Software Interface
- Software Kompensation
- Software Anzeige/Menü

Für sich genommen sind das alles kleine, schnuckelige, überschaubare
Aufgaben. Kein Ding. Und ich finde, wir sollten das tun. Vor allem reizt
mich, etwas zu bauen, was wesentlich besser ist als der ganze Consumer-
Schrott und dazu noch um Faktor 10..100 günstiger als Military.

Also: Wer kümmert sich und verteilt die Tasks an die Leute? Nach dem
ganzen Gerede über Jahre jetzt einfach mal durchziehen!

Gruß,
Arnold

Ansgar
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Beitrag von Ansgar »

- Platinen bestücken
Das würde ich gerne machen. Sowas geht schön neben dem abendlichen Ferngucken... :-) Ist vor allem eine wilkommene Abwechslung zum dem ganzen Tag am Rechner sitzen.

Gruß Ansgar
SIxO 2.0 / 006 (macht immer Spaß ;-) )

Igor
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Beitrag von Igor »

Ich werde mal versuchen eine idee hier zu schreiben....

Ich habe immer so ein flüssigkeit gelagertes/gedämpftes(?) kompass dabei auf meinen reisen.
Bild
Dieses kompass ist sehr genau, stabil und wirkt auch noch wenn mann das nich ganz gerade halten kann. Das ablesen ist basiert auf durchsicht von oben UND von unten.

Idee: könnte mann die nadel ablesen mit kleine, winzige leucht(empfindlichen) dioden oben und/oder unten am rande des durchsicht fensters? Wie viele von solchen dioden wurde mann brauchen, oder: wie genau braucht mann dass zu übersetzen zum navigieren? Ich find die Touratech NAV-Assistant 04 so siemlich schön; der macht alles sehr anschulich mit einen bogen der auf sieben segmente aufgeteilt wurde.
Bild
Wenn mann also eine ziel-richtung programmieren könnte und die SIxO die abweichung visualiesiert.. das würde richtig toll sein!?
Zuletzt geändert von Igor am 04 Mai 2005 - 12:37, insgesamt 1-mal geändert.

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Das Prinzip wird mehrfach angewandt und führt auf jeden Fall zum Erfolg.
Wir haben sehr detailierte Unterlagen.
:?:

Das hört sich an, als ob du jetzt schon eine konkrete (günstige?) Lösung hast, insbesondere für den Lagesensor?
Habe ich irgendwas überlesen?
- kleines Layout und Leiterplatten bestellen
- Platinen bestücken
Vor dem Design würde ich erstmal einen Prototypen aufbauen und schauen, ob/wie/wo das am Motorrad brauchbar ist. Wenn sich hinterher herausstellen sollte, dass die Nutzbarkeit/Genauigkeit am Motorrad zu eingeschränkt ist, wäre der ganze Aufwand umsonst und wir könnten gleich ein fertigmodul nehmen.

Ralf

Arnold
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Beitrag von Arnold »

Unterlagen sind doch von Dir gekommen. Da steht alles drin, was
man wissen muß. Theorie, Schaltplan, Berechnungen... Und alle Welt
baut solche Module, auch für Anwendungen im Kfz.

Gruß,
Arnold

Ralf
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Beitrag von Ralf »

Update 2009:

Ist jetzt endlich in Arbeit! :D

Hardwarebasis ist das Modul MKMAG3 aus dem http://www.mikrokopter.de/ucwiki/]Mikrokopter-Projekt.

Evtl. ist April 2009 bereits ein Gerät unterwegs! Vorläufige Ergebnisse hier.

Ralf
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Re: Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Ralf »

Update 2014:

Die SIxO-Kompass-Erweiterung basiert im Moment noch auf dem Modul 'MK3MAG' vom 'mikrokopter'-Projekt. Es sieht allerdings so aus, als ob das Modul nur noch als unbestückte Platine angeboten wird.

Falls Platine & Bauteile noch zu beschaffen sind, ist das MK3MAG-Modul prinzipiell für den SIxO nutzbar: Eine ältere SIxO-Firmware unterstützt den Kompass, Darstellung & Kalibrierung per SIxO sind möglich. Arnold hat das MK3MAG-Modul damals auch testweise am MRD betrieben - aber noch nicht ausgiebig getestet.

Die aktuelle SIxO-Firmwareversion unterstützt den MK3MAG-Kompass nicht, der Kompasstreiber, Darstellung und Einstellungen müssen (marginal) angepasst werden. Ein Zeitplan dafür existiert im Moment nicht.

Andreas hat ein anderes interessantes GPS/Kompass-Modul ins Spiel gebracht: Den 'ArduFlyer', der von der SIxO-Firmware im Moment nicht unterstützt wird. Wir klären gerade, ob eine geeignete Adaption (Treiber) existiert, die wir mit überschaubarem Aufwand an den SIxO angeschlossen & betrieben bekommen.

Ralf

Ralf
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Re: Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Ralf »

(aus einem internen Mailthread:)

Bei dem MK3MAG braucht man drei IC's. Bei dem HMC5883 ist alles in einem IC integriert. Deswegen wird auch nur noch der bei Quadrocopter verwendet.
Schau mal die Steuerung an: http://copter.ardupilot.com/wiki/apm25board_overview/ Bei der V2.5 haben die das Kompass Modul noch auf der Platine. Bei V2.6. ist der extern. Kommt von den Strömen die die Motoren brauchen (10-30A). Die erzeugen ein starkes Magnetfeld ;-)

Das Modul gibt es bei Ebay schon ab 1,59 (http://www.ebay.de/itm/like/16117297226 ... ue&viphx=1

Sollte doch problemlos ins Gehäuse passen ;-)

Treiber/Libs gibt es für Atmel uMC :
https://github.com/diydrones/ardupilot/ ... /libraries

Die Programmteile die Arnold schon gemacht hat sollten sich doch problemlos mit dem anderen Kompass Modul nutzen lassen.

Ralf
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Re: Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Ralf »

Bei dem HMC5883L ist alles in einem IC integriert.
Jepp, macht ein guten Eindruck, sehr günstig, sehr klein, I2C, arbeitet aber nur mit VDD 2.16 .. 3.6V. (siehe Datenblatt zum HMC5883L). Aber das bei Ebay gefundene Breakout-Modul hat offensichtlich schon eine 5V-Anpassung. :-)
Die Programmteile die Arnold schon gemacht hat sollten sich doch problemlos mit dem anderen Kompass Modul nutzen lassen.
Das betrifft die Darstellungsroutinen, aber nicht die Auslese/Auswerte/Kalibrierroutinen.
Treiber/Libs gibt es für Atmel uMC : https://github.com/diydrones/ardupilot/ ... /libraries
Der Sourcecode arbeitet mit C++. Reines C zu extrahieren sollte aber kein Problem sein...

Ein Problem bleibt: Ein Magnetfeldsensor alleine reicht in der Regel nicht, weil jede Lageänderung aus der Waagerechten den Kompass-Wert massiv stört. Der HMC6343-Chip z.B. hat deshalb (neben Algorithmen) einen integrierten Neigungsensor. Aber er ist als Modul sehr teuer (Honeywell-Evalboard 220€, aktuelle Module kosten ~130€, siehe Honeywell, Sparkfun oder Watterott).

Wahrscheinlich ist es sinnvoller, eine Mehrchiplösung zu benutzen, z.B. dieses Modul von DroTek hat gleich 3-Chips on Board:
- HMC5883L - Magnetfeld
- MPU-6050 - Beschleunigung
- MS5611-01BA - Höhe
Die Chips sind über 3 getrennte I2C-Adressen ansprechbar, wir könnten das Modul also Chip-für-Chip in Betrieb nehmen. Es ist 5V-kompatibel - und kostet überschaubare 23€!

Ich schlage vor, das DroTek-Modul zu nutzen.
Bye, Ralf

Arnold
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Re: Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Arnold »

Hi,

schon erstaunlich, was sich inzwischen getan hat. Vor ein paar Jahren musste ich noch fehlerträchtig mit Analogsignalen hantieren. Inzwischen kommt's gleich richtig aufbereitet digital aus den Chips. Und das für kein Geld (im Vergleich).
Das Modul von DroTek ist genial.

Richtig zusammenrechnen muss man die Messwerte trotzdem noch ;-)
Mich hat es gestört, dass mir die Mathematik dazu nicht ganz klar war. Der Satz Gleichungen kommt in unterschiedlich Ausprägungen mit unterschiedlichen Vorzeichen daher - manchmal auch noch falsch.
Daher habe ich mir das selber klargemacht und dabei ist ein kleines Tutorial für Octave herausgekommen - Octave ist das bessere Matlab ;-)

Bild

electronic_compass_tilt_compensation_vn.zip

In dem .zip ist ein .pdf mit drin. Ihr könnt also erstmal einen Blick auf Text und Grafik werfen, ohne gleich Octave anzuschmeißen. Richtig Spaß macht es aber erst, wenn man mit Octave die Grafiken drehen und von allen Seiten betrachten kann.

Im Text werden die Orientierungen im Raum, sowie die nötigen Berechnungsschritte erklärt inklusive Feinheiten wie Rauschfilter, Fahrzeugbeschleunigung verwerfen, Arbeitsbereich limitieren etc.
Als Octave-Skript ist ein Simulationsmodell dabei für den beschriebenen lagekompensierten Kompass. Da könnt ihr euch die nötigen Berechnungen abkucken oder vergleichen mit den oben erwähnten Libs.

Viel Spaß damit!
Arnold

Ralf
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Re: Analoger Kompass (pausiert)

Beitrag von Ralf »

Wow! 8)

"Remember the conventions made for the output ranges in part 2 of this tutorial?"
Well documented and intuitive to read & anderstand...

Dieses vorbildliche Tutorial inkl. Octave-Sample sollte sich nicht in einem kleinem Userforum verstecken. Evtl. mal bei http://stackoverflow.com posten? Tatsächlich tauchen dort gelegentlich Fragen zu Kompas & Berechnungen auf...

Bin gespannt, wer sich des Themas beim SIxO annimmt. :-) Wäre zusammen mit dem o.a. DroTek-Modul ne Superlösung.

Ralf

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