Ликбез.
Предисловие.
Если человеку нечего сказать, то лучше промолчать (слова из песни).
И, естественно – наоборот.
Предыстория.
Я всегда считал, что Моделист – это человек, прежде всего желающий учиться, умеющий это делать.
Человек который ценит и уважает чужой опыт, знания. Он их умеет использовать, перерабатывать, критически осмысливать и реализовывать.
Именно моделизмом я занялся не так давно. Но знания в других областях копились всю жизнь.
К сожалению, в соседней теме (ныне уже закрытой), мне не дали аргументировано ответить на утверждения «что этого не может быть, просто потому, что не может …»
Плюс к этому, как водится, тон обсуждения был не самый «позитивный».
Вот собственно, по этим причинам я и решил провести небольшой ликбез.
Предмет: ДАТЧИКИ АКСЕЛЕРАЦИИ (ускорения)
Рассматриваемая конструкция:
Микро- машинные кремниевые. Название серии производителя (Analog Devices) : Микромашинные датчики iMEMS
Выдержка с сайта производителя:
«Акселерометры iMEMS были первыми компонентами в линейке датчиков движения Motion Signal Processing™, в которых применяется новая технология, позволяющая совмещать компактные, надёжные датчики со схемами обработки сигналов на одном кристалле. Сегодня фирма Analog Devices предлагает самый широкий выбор акселерометров, предназначенных для самых разных систем и обладающих высокой точностью, малым энергопотреблением и малыми размерами.
Акселерометры ADXL являются основным семейством акселерометров Analog Devices, в них используется поверхностная микромеханическая технология iMEMS. Использование этой технологии обеспечило увеличение продаж акселерометров для автомобильных, бытовых и промышленных систем до 200 миллионов штук. Технология iMEMS позволяет получить высокую надежность, качество и низкую стоимость. Акселерометры выпускаются как для малых, так и для больших значений ускорения и применяются для измерения положения, движения, наклона, ударов и вибрации в различных системах.»
«Акселерометры, предназначенные для измерения малых ускорений (low-g), типичная величина динамического диапазона этих приборов составляет от ±1g до ±20g, они применяются в самых разных приборах как бытового назначения, так и в промышленных и автомобильных системах – от мобильных телефонов и систем защиты жестких дисков до ответственных систем стабилизации движения автомобилей. »
Применение устройства: измерение относительных угловых величин положения датчика (прибора).
Пример применения: * (статьи на английском языке)
1 – Реализация устройства автоматической регулировки угла установки фар головного света автомобиля в зависимости от его положения относительно земли.Head Level
Величина регулировки: +(-)1.2 градуса с шагом 0.5 градусов.
2 – Реализация датчика наклона, удара/вибрации в автомобильных сигнализациях. Alarm
В обоих статьях имеет место применение датчиков ускорения, как устройств измеряющих положение рабочей оси датчика относительно вектора действующей на датчик силы тяжести земли, выраженное в градусах.
Почему это возможно?
Ответ очень простой: потому что датчик ускорения (измеряемого в единицах g) подвержен действию силы тяжести, как любая другая механическая система.
В других применениях с этим действием силы тяжести приходится бороться специальными мерами (введение поправочных коэффициентов и т.д.).
Как это можно проиллюстрировать наглядно?
Берём плоскую металлическую линейку сантиметров 30-50 длинной и на один её конец симметрично крепим какой либо груз.
Эта линейка будет представлять из себя аналог датчика. Если взять линейку за другой конец рукой (или закрепить её каким ни будь другим способом) то можно поставить наглядный эксперимент :
Держим линейку горизонтально, плоской стороной вверх – под действием силы тяжести она выгнется весьма заметно.
Теперь начинаем её поворачивать так, чтобы она располагалась горизонтально, но ребром вверх.
Что происходит? Линейка становится практически прямой! ( параллельно земли ).
Но если опять продолжить поворот (на совсем небольшой угол от вертикали) – линейка начнет опять СИЛЬНО изгибаться.
В разных положениях линейка имеет разную «чувствительность» к силе тяжести земли. Но она её имеет ВСЕГДА.
Абсолютно на таких же принципах построены многие приборы: от простейшего угломера, до авиагоризонта.
В чем преимущество микро- машинных датчиков? Прежде всего они очень технологичны, имеют малые размеры, массы.
Некоторые имеют встроенный цифровой интерфейс/выход.
Малые размеры/масса активного датчика изготовленного прямо на кристалле позволяют измерять широкие диапазоны ускорений.
Тип датчика – дифференциальный ёмкостной. Активная (подвижная) часть датчика образует две ёмкости с ограничивающим его пространством.
Двигаясь, изменяет значения обоих ёмкостей (одна уменьшается, другая увеличивается).
Премещение активной части датчика возможно преимущественно в одной плоскости.
Существуют интегральные 2-х и 3-х осевые датчики ускорения.
На основе датчиков такого принципа действия выпускаются «гироскопические» датчики.
Все современные и самые высококачественные гироскопы построены на этих датчиках.
Вот краткая информация к размышлению.
Выводы каждый делает сам для себя.
Мой отец (еще в доперестроечные времена) делал индивидуальные (единичные) автомобильные сигнализации на заказ и ОЧЕНЬ дорого. Так вот: в них самых он использовал в качестве дачика удара (или как хотите его назовите) вот как раз такой самый “акселерометр”. Только делал он все сам, за исключением микросхем, транзисторов, резисторов и пр.
Так что теперь Вы делайте выводы, насколько эта система интересна в преподнесенном Вами виде 😉
А какой вывод мне нужно сделать из этого “ликбеза” - то что все современные RC-гироскопы сделаны с применением SMM датчков и лучшие датчики выпускает AD? Это и без этого было известно? Какой факт вы хотите оспорить. Не пишите “заковыристо”, а пишите то, что вы на самом деле хотели сказать. 😃
А какой вывод мне нужно сделать из этого “ликбеза” - то что все современные RC-гироскопы сделаны с применением SMM датчков и лучшие датчики выпускает AD? Это и без этого было известно? Какой факт вы хотите оспорить. Не пишите “заковыристо”, а пишите то, что вы на самом деле хотели сказать. 😃
Во-во 😃
Так и хочется создать новую тему под названием: “Вы не поверите! Наши первый искусственный спутник запустили!”
Наверное я не правильно поступил. 😊
Без первоисточника не понятно, что к чему.
Вот тема - rcopen.com/forum/f19/topic62900
А этот текст (выше) - в продолжение.
В обоих статьях имеет место применение датчиков ускорения, как устройств измеряющих положение рабочей оси датчика относительно вектора действующей на датчик силы тяжести земли, выраженное в градусах.
ссылку на первоисточник в студию… 😃 откуда взят этот вывод,… если вы его сами родили то поясните почему он верный 😃
или хотябы где в ваших ссылках на примененние написано про angle 😃
кстати вот и ответ нашел у вас же
Применение устройства: измерение относительных угловых величин положения датчика (прибора).
а как он меряет абсолютные ???
А что, по вашему, есть абсолютная угловая величина? 😵
А что, по вашему, есть абсолютная угловая величина? 😵
Ага, перепендикулярно силе тяжести к земле 😜 …
Если перпендикулярно, то уже относительно чего-то… 😜
Если перпендикулярно, то уже относительно чего-то… 😜
Стебемся 😉
А абсолютную температуру мы меряем относительно чего? Правильно, относительно абсолютного нуля (0°К или -273°С). Считай что горизонт - это абсолютный ноль 😜
СТебемся 😉
Да нет, просто такие датчики называются “датчиками абсолютного угла”,
сответственно вопрос: “как датчик абсолютного угла меряет абсолютный угол?”
звучит оригинально. 😵
Он просто должен знать, где у него абсолютный ноль 😉
А где кнопочку RESET нажмёте, там у него и будет абсолютный ноль. 😉
Не, где кнопочка - там скорее относительный ноль 😃
сильно! 😃
ссылку на первоисточник в студию… 😃 откуда взят этот вывод,… если вы его сами родили то поясните почему он верный 😃
или хотябы где в ваших ссылках на примененние написано про angle 😃
Ссылки на статьи были указанны выше, вот выдержки:
1 - устройство управления светом фар:
"
The headlight tilt compensation system is
meant to compensate for long term
changes in inclination of the automobile
chassis. Current systems have a response
time of 3 minutes. The range of motion is
approximately ±1.2°. The headlight
positioners typically have a 5 position
adjustment range (0.5° per step).
"
2 - “Сигнализация”:
"
TILT SENSING
FUNDAMENTALS
The alarm system must detect a change in tilt
slow enough to be the result of the vehicle being
towed or jacked up, but must be immune
to temperature changes and movement due
to passing vehicles or wind. Note that the
ADXL202 is most sensitive to tilt when its
sensitive axes are perpendicular to the force of
gravity, i.e., parallel to the earth’s surface. Figure
3 shows that the change in projection of a 1 g
gravity-induced acceleration vector on the axis of
sensitivity of the accelerometer will be more
significant if the axis is tilted 10 degrees from the
horizontal than if it is tilted by the same amount
from the vertical.
Figure 3. Tilt Sensitivity
However, the car may not always be level when
the alarm is activated, and while the zero g
offset can be recalibrated for any initial
inclination, effectively the farther from the
horizontal the axes of sensitivity are, the less
sensitive the system will be to tilt (see ADXL202
datasheet, page 9). In most cases, this should
not be of great concern, since the sensitivity only
declines by about 2.5 mg per degree of tilt when
inclination goes from zero (horizontal) to thirty
degrees of tilt. Nevertheless, installation
guidelines should recommend that the tilt sensing
module containing the accelerometer be mounted
such that the axes of sensitivity be as level as
possible.
"
- надеюсь теперь, я Вас убедил?
И ещё, помните ссылку - rcopen.com/forum/f19/topic60288/40
про сине-зубый “автопилот”?
TO: Всем.
А УГОЛ - величина ВСЕГДА строго относительная.
Это величина изменения направления. Относится к ПРОИЗВОДНЫМ величинам в физике.
вот - Википедия/угол
Иначе как Вы будете трактовать такое утверждение: " Дом стоит под углом 10 градусов"?
К чему? В какой плоскости? ОТНОСИТЕЛЬНО чего? Угол внешний, или внутренний? Угол ПЛОСКИЙ?
В отличии от утверждения что высота дома равна 50 метрам, дающего однозначное определение линейного размера.
А УГОЛ - величина ВСЕГДА строго относительная.
Это величина изменения направления. Относится к ПРОИЗВОДНЫМ величинам в физике.
вот - Википедия/уголИначе как Вы будете трактовать такое утверждение: " Дом стоит под углом 10 градусов"?
К чему? В какой плоскости? ОТНОСИТЕЛЬНО чего? Угол внешний, или внутренний? Угол ПЛОСКИЙ?В отличии от утверждения что высота дома равна 50 метрам, дающего однозначное определение линейного размера.
Дом может стоять 10 градусов относительно “горизонта” (касательной линии к окружности земли в точке измерения), соответственно вертолёт будет иметь нулевой угол в том случае если ватерлиния вертолёта будет параллельна “горизонту”)
про углы направления (азимуты) думаю всем понятно это по компасу.
Так что все они относительны - азимут относительно направления на северный магнитный полюс земли, а горизонталь относительно “горизонта”.
Но в процессе управления интересуют именно относительные углы, относительно последнего положения вертолёта (какой то промежуток времени назад), что и делают гироскопы - ОНИ измеряют относительный угол.
1 цитатой не убедили 😃
а вторуююю полностью согласен 😃…
но как почитал даташиты это не все аксилометры нормально чуствуют.
Да согласен, не все.
А они для разных применений и делаются - какой то в диапазоне ± 1g работает, а какой то ± 25g.
Но каждым можно измерить угол относительно действующей силы тяжести с соответствующим разрешением.
А для измерения угла установки свош-платы, лопастей и прочего идеально подойдёт 2-х осевой датчик с SPI интерфейсом.
Где то видел схемы как его подключали к компу/КПК. Надо вспомнить …
И больше то ничего не надо, акромя софта. 😃
А смысл провода тянуть, софт полуабстрактный для PC, легче AVR с индикатором приладить, только чой то я датчиков в продаже у нас не обнаружил, поганый AD в россию по инету с сайта не продает, мож кто знает где заказать бы ?
А УГОЛ - величина ВСЕГДА строго относительная.
Это величина изменения направления.
Так хорошо начали и…
Нет понятия “относительный угол”, есть понятие “абсолютный угол”.
Абсолютный угол можно измерить относительно чего захотите. 😃
Например: “Углы атаки, измеренные от аэродинамической хорды, называются аэродинамическими или абсолютными углами атаки.”
Вот, кстати, уже начали использовать датчики iMEMS 3-х осевые в новой аппаратуре SpectraLink 4.8GHz. 😃