logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Wykorzystanie akcelerometru VMA208 w monitorowaniu lotu drona

Belialek 07 Cze 2020 02:04 438 4
REKLAMA
  • #1 18743685
    Belialek
    Poziom 22  
    Witam serdecznie,

    Zamierzam wykorzystać akcelerometr (np VMA208) w celu monitorowania parametrów lotu drona (zapewne pod kontrolą jakiejś Atmegi), chodzi głównie o detekcje chwili jego uszkodzenia (czytaj - moment, w którym zacznie spadać :)). Niestety nie miałem do czynienia z akcelerometrami i w związku z tym mam kilka pytań.

    1) rozumiem, że podczas swobodnego spadku akcelerometr poda wynik 0G, na ziemi będzie to 1G ? Czy stany pośrednie będą zwracały wartości liczbowe w zakresie 0-1? (jest to dość istotne, gdyż ze względu na kształt dron może stawiać lekkie opory i może to nie być pełne 9,81m/s2...

    2) czy będzie miało znaczenie, w którą stronę jest zamontowany sam akcelerometr? Może się zdarzyć, że dron będzie spadał np do góry nogami (czy wtedy akcelerometr będzie podawał wynik jak przy wznoszeniu z prędkością tj. 9,81m/s2?) albo bokiem... Chodzi o to, żeby przy spadaniu układ nie "myślał", że porusza się w innym kierunku niż dół tylko ze względu na inne położenie czujnika względem Ziemi.

    3) czy sam akcelerometr wystarczy, aby określić położenie drona? Czy można będzie określić pozycję w jakiej aktualnie znajduje się czujnik (a co za tym idzie dron), chciałbym sprawdzić czy dron spada "normalnie", do góry nogami, czy koziołkuje w powietrzu itd...

    Czy do realizacji tych funkcji konieczny będzie również żyroskop?
  • REKLAMA
  • #2 18743808
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Belialek napisał:
    1) rozumiem, że podczas swobodnego spadku akcelerometr poda wynik 0G, na ziemi będzie to 1G ? Czy stany pośrednie będą zwracały wartości liczbowe w zakresie 0-1? (jest to dość istotne, gdyż ze względu na kształt dron może stawiać lekkie opory i może to nie być pełne 9,81m/s2...

    Ze względu na opór to nigdy nie będzie spadek swobodny, więc przyśpieszenie będzie pomiędzy 1 i 0 g. Co gorsze, w trakcie normalnego lotu, również masz zmiany przyśpieszenia w tej osi i moga one wyglądać podobnie.
    Belialek napisał:
    2) czy będzie miało znaczenie, w którą stronę jest zamontowany sam akcelerometr? Może się zdarzyć, że dron będzie spadał np do góry nogami (czy wtedy akcelerometr będzie podawał wynik jak przy wznoszeniu z prędkością tj. 9,81m/s2?) albo bokiem... Chodzi o to, żeby przy spadaniu układ nie "myślał", że porusza się w innym kierunku niż dół tylko ze względu na inne położenie czujnika względem Ziemi.

    Musisz mieć akcelerometr 3-osiowy i liczyć w jakim kierunku działa wektor przyśpieszenia.
    Belialek napisał:
    3) czy sam akcelerometr wystarczy, aby określić położenie drona? Czy można będzie określić pozycję w jakiej aktualnie znajduje się czujnik (a co za tym idzie dron), chciałbym sprawdzić czy dron spada "normalnie", do góry nogami, czy koziołkuje w powietrzu itd...

    Najpierw musisz w ogóle określić, że spada. Myślę, że awarię prościej wykryć monitorując np. prąd silników, a co za tym idzie generowaną siłę. W trakcie normalnego lotu mogą się zdarzyć sytuacje trudne do odróżnienia od spadku swobodnego. Z pewnością wymagałoby to uwzględnienia parametrów z innych czujników - chociażby barometru.
  • REKLAMA
  • #3 18745570
    Belialek
    Poziom 22  
    tmf napisał:
    Myślę, że awarię prościej wykryć monitorując np. prąd silników, a co za tym idzie generowaną siłę. W trakcie normalnego lotu mogą się zdarzyć sytuacje trudne do odróżnienia od spadku swobodnego. Z pewnością wymagałoby to uwzględnienia parametrów z innych czujników - chociażby barometru.


    Tak, monitorowanie prądu będzie głównym warunkiem detekcji awarii - aczkolwiek monitorowanie przyspieszenia również chciałbym dodać (warunek z AND) - czyli jednocześnie musi być spadek prądu na silnikach oraz duże przyspieszenie w kierunku Ziemi. Chodzi o to, żeby przed startem i po lądowaniu (wtedy gdy silniki nie pracują) nie dawać błędnej informacji o awarii.

    W idealnym scenariuszu, w którym dron spadałby w dół śmigłami do góry wystarczyło by sprawdzać wartość w osi Z, i tutaj wartość powinna być bliska 0G - a co pokaże akcelerometr na tej samej osi Z, jak dron będzie spadał do góry nogami?
  • REKLAMA
  • #4 18745602
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Belialek napisał:
    tutaj wartość powinna być bliska 0G - a co pokaże akcelerometr na tej samej osi Z, jak dron będzie spadał do góry nogami?

    Jak masz 0g (G to stała grawitacji), to jak odwrócisz to ciągle masz 0g :) Detekcja odwrócenia na samym akcelerometrze może być trudna lub wręcz niemożliwa. Trzeba te dane połączyć jeszcze z żyroskopem. Wtedy będziesz mógł określić rzeczywisty kierunek wektora przyśpieszenia. Ale najprościej to jednak z barometrem - masz bezwzględny kierunek zmian, do tego można odnieść kierunek wektora przyśpieszenia. Ciśnienie rośnie - znaczy, że lecimy w dół. Brak zmian ciśnienia - trzymamy wysokość. Współczesne barometry cyfrowe bez problemu wykrywają zmiany o kilka centymetrów.
    Olbrzymią ilość informacji daje ci sam silnik i jego sterownik. To są silniki BLDC - masz więc za darmo liczbę obrotów, obciążenie. Jeśli sterownik każe zwiększyć moc, a ta nie rośnie to wiadomo, że coś jest nie tak. Pytanie, czy czasem nie odkrywasz koła na nowo? Dostępny soft do sterowania dronami jest tak wyrafinowany, że nieprzypuszczam, aby nie miał takich funkcji? Zawsze warto podejrzeć gotowe i sprawdzone rozwiązania.
  • #5 18745730
    Belialek
    Poziom 22  
    tmf napisał:
    Dostępny soft do sterowania dronami jest tak wyrafinowany, że nieprzypuszczam, aby nie miał takich funkcji? Zawsze warto podejrzeć gotowe i sprawdzone rozwiązania.


    Właśnie potrzebuję dodać autonomiczne urządzenie, które nie będzie ingerowało w elektronikę drona (prąd na silnikach zmierzę czujnikami Halla). W takim razie zamawiam płytkę, na której jest żyroskop, akcelerometr i barometr - z tego co pisałeś, to w zasadzie powinny wystarczyć odczyty z niego.
REKLAMA