Meine Welt in meinem Kopf

Von mir entwickeltes Programm zum darstellen eines künstlichen Horizontes und ein Würfel, das die Bewegungen des Sensors wieder gibt. Im letzten Post zeigte ich eine relativ ungenaue Lösung für das Umrechnen der Winkellage. Grund hierfür ist, dass der Zeitabstand nicht verwendet wird. Als Provisorium reicht es allerdings aus. Nun, welche Formel wird stattdessen benötigt? Kreisgeschwindigkeit = Drehwinkel / Zeitspanne steht für die Winkelgeschwindigkeit steht für den Drehwinkel steht für die vergangene Zeit Im nächsten Schritt muss ich die Formel umstellen, um später an das Ergebnis des Drehwinkels heran zu kommen. Der Sensor gibt pro Abfrage die Winkelgeschwindigkeit, und die Zeit wird zwischen der aktuellen Abfrage und der letzten Abfrage bestimmt. Die verwendeten Werte nehme ich wie zuletzt aus dem Sensor MPU6050 mit den entsprechenden Einstellungen. Der Wert 32768 ist der Maximale Einheiten Wert der in eine Richtung gemessen werden kann. Die verga...

Von mir entwickeltes Programm zum darstellen eines künstlichen Horizontes. Neben Beschleunigung existiert die Kreisgeschwindigkeit und kann durch ein Gyroskop gemessen werden. Um nun daraus einen Winkel zu ermitteln, ist eine einfache Rechnung erforderlich. (Aktueller Winkel) = (Aktueller Winkel) + (Messwert) Sieht also nicht sonderlich wild aus und genauso wenig schwierig ist dies in ein Programm zu schreiben. private double _Angle = 0; public double UpdateAngle( double measurement) {     _Angle += measurement;     return _Angle; } Von Gyroskop zu Gyroskop sind die Ergebnisse unterschiedlich. Wie immer nehme ich den MPU6050 Sensor, der einen Messbereich von 0 bis 65535 wiedergibt. Um auch hier negative Werte zu erhalten, ist es nötigt, die Werte um 32768 zu verschieben. Sowie ich das im Blog Post mit dem Beschleunigungssensor Ergebnis erledigt habe . Zudem muss noch der Wert skaliert werden, der davon abhängig ist, auf welche Messges...

Fest verlötet auf meinem Shield. Anfang des Jahres habe ich bereits darüber geschrieben und dazu auch ein Beispiel Projekt gepostet. Nun möchte ich diesen Artikel neu aufsetzen und etwas mehr auf einzelne Punkte eingehen. Zunächst nochmal der Hinweis, es handelt sich wieder um einen reinen Funktionalen Programm Code und hat daher keine Fehlerbehandlung. Ein paar Informationen zu dem Sensor Hersteller InvenSens Bezeichnung MPU-6000 und MPU-6050 Sensor Achsen 6 Gyroskope Einstellungen +-250°/s, +-500°/s, +-1000°/s, +-2000°/s Beschleunigungseinstellungen +-2g, +-4g, +-8g, +-16g Verbindung I²C (der 6000er hat zusätzlich SPI) Kommen wir nun zum eigentlichen Thema. Ursprünglich gab es von Jeff Rowberg bereits eine fertige Library in C++ . Leider ließ sich dieser Code nicht für den Netduino verwenden und daher strebte ich an, eine C# und .NET Micro Framework Variante zu schreiben. Zugegeben, alleine mit dem PDF Dokument hätte ich das nicht verstanden und war fro...

USB TTL UART, Netduino mit Shield und Schaltnetzteil für Tests. Bei einigen Anwendungen kommt es vor, dass eine Iteration möglichst wenig Zeit benötigen soll. Das bedeutet, dass man sich mit Code Optimierung beschäftigen muss, in dem man zumeist die gewohnte Art zu Programmieren überdenken muss. Grundsätzlich sollte man das nicht tun, wenn man Anfänger ist, und dann auch nicht wenn man professioneller Entwickler ist. Es sei denn, die Anforderung erfordert diese Optimierung. In der Entwicklung für meinen Quadrocopter stieß ich auf dieses Problem, dass eine Iteration viel zu lange dauert. Zwar sauber geschrieben, jedoch nicht Performance-optimiert, kam ich auf ca. 40ms bis 45ms pro Iteration. Das ergibt pro Sekunde 22 bis 25 Durchläufe. Nach den Optimierungen kam ich auf Iterationslaufzeiten von 11ms bis 22ms. Diese weite Zeitspanne entstand durch dynamische Verarbeitung von Byte Werten beim Senden und Empfangen, was jedoch ein anderes Thema abbilden würde. Zunächst benötigen wir e...

Die Sensoren MPU6050 und BMA020 Es gibt zwei Varianten, wie der Winkel errechnet werden kann. Als erstes Beispiel nehmen wir für einen Winkel von 90° einen imaginären Messbereich von 0 bis 100, der die Y Achse darstellt. Visuelle Darstellung der Achsenausrichtung. Dann könnte die Formel “(MaxWert / 90°) x Messwert = Winkel” lauten. Die Umsetzung ist relativ naheliegend und kann schnell im Programmcode geschrieben werden. // Variable mit dem Messwert int reading = 0; // Ergebnis = (Maximaler Wert / 90°) * Messwert double result = (100 / 90) * reading; Messbereich von 0 bis 100 Je nach Sensor ergeben sich andere maximale Wert. Beim MPU6050 geht der Messbereich von 0 bis 65535 und in Abhängigkeit, welche Einstellung gesetzt wurde, ergibt sich der “MaxWert”. Wenn z.B. der Sensor auf 8G initialisiert wurde, dann muss der Wert durch 8 geteilt werden und erhält somit den MaxWert = 8192. Dieser Wert wird erreicht, wenn die Achse 1G misst. // Variable mit dem Messwer...

Kleiner Versuchsaufbau mit Sensor und Brushless Motor Auf einem Quadrocopter sorgen die Motoren für viel Vibrationen, die sich ohne einen Filter auf den Sensor negativ auswirken. Über ein Verlaufsdiagramm über die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit kann man deutlich hoch frequentierte Abweichungen sichtbar machen. In einem meiner ersten Tests hatte ich die Funktion DLPF (Digitaler Low-Pass Filter) vom Sensor nicht eingeschaltet und wunderte mich zunächst, warum die Lage nicht reguliert wurde. Also erweiterte ich mein Programm zur Analyse und sah dann das Problem. Das nächste Bild zeigt den Sensor stillliegend mit laufendem Motor. Die schwarze Linie zeigt die Rohdaten an, die grüne Linie zeigt das Ergebnis nach einer Glättung an. Die Vibrationen vom Motor erschweren es, die eigentlich Lage festzustellen, die der Sensor wirklich hat. Zuvor kannte ich die Lösung von analogen Tiefpassfiltern. In der Digitaltechnik sieht das etwas anders aus. Es ist ein zeitkritische...

Links: HC-SR04 Ultraschall Sensor, Rechts: GP2-1080 Optischer Sensor Für die Abstandsmessung kann wahlweise ein Ultraschall- oder ein optischer Sensor verwendet werden. Naja beides könnte man auch verwenden, es kommt aber auf die Anwendung an: Welche Entfernungen muss ich messen können? In welcher Umgebung wird agiert? Wie sieht es mit Störfaktoren aus? Wie viel darf der Sensor kosten? Was nun von beidem besser ist, möchte ich hier nicht begründen, da beide Varianten eine Daseinsberechtigung haben. Für einen richtigen Vergleich hätte ich allerdings mehr einkaufen müssen, daher ist meine Vergleichstabelle nur als Ansatz gedacht.   HC-SR04 GP2-1080 Betriebsspannung 5V 4,5V-5,5V Stromaufnahme 15mA 33mA Messung erfolgt Abstand von Trigger Puls bis Echo Puls Ergebnis wird als Analoges Spannungssignal ausgegeben Distanzmessung 2cm - 400cm 10cm – 80cm Nachteile Kann durch Geräusche gestört werden Funktioniert auf Reflektierenden Oberflächen nicht V...