Использование микроэлектромеханических (MEMS) акселерометров в ракетомоделях

SashaMaks>>> .....знания Тереза и высшей математики.
П.а.M.>> А это что за датчики?
SashaMaks> Термеха - это Т9 в телефоне глючит...

Подозреваю, что ракете это нахир не надо, и для реализации будет достаточно квалифицированного программиста.
*А отключить Т9 в телефоне уже не судьба?

SashaMaks> Акселерометр + гироскоп(ДУС) + знания Тереза и высшей математики.
SashaMaks> указанных выше составляющих достаточно для полного определения положения тела в пространстве.

Поделитесь своими мыслями/расчётами об этом?

П.а.M.> Намедне мне попалась интерсная видюшка про запуск ракетки с телеметрией -
П.а.M.> https://youtu.be/wfizgwMyKTo
П.а.M.> Чертовски интересно на каких датчиках реализована система определения ориентации ракеты в пространстве?

Полагаю обычная запись данных в память БРЭО. А дальше на обычном компьютере по данным пошаговое вычисление траектории и монтаж видео. Результат смотрится привлекательно.

Tayfur> Полагаю обычная запись данных в память БРЭО. А дальше на обычном компьютере по данным пошаговое вычисление траектории и монтаж видео. Результат смотрится привлекательно.

На каких датчиках?

П.а.M.> На каких датчиках?

Миша, мной от безделья приобретены платки Gy 6500, MPU6500, и GY-BM160, BMI160, они ничем не отличаются по параметрам от MPU5060, то есть позволяют определить ориентацию по трем осям: X,Y,Z. Они все имеют и акселерометры по этим трем осям. У всех имеются проблемы при переходе с углового ускорения на угол. Собственно подобная проблема присуща для всех гироскопов подобного типа. Использовать для этих целей компас маловероятно, там проблем еще больше. Или ты опылился?

П.а.M.>> На каких датчиках?
Брат-2> ...Использовать для этих целей компас маловероятно, там проблем еще больше...

Вооо! А какие проблемы у компаса?

Брат-2>> ...Использовать для этих целей компас маловероятно, там проблем еще больше...
П.а.M.> Вооо! А какие проблемы у компаса?

Близкое расположение железок, магнитов и силовых проводов.

П.а.M.>> Вооо! А какие проблемы у компаса?
Xan> Близкое расположение железок, магнитов и силовых проводов.

В смартфонах с этой проблемой как-то справляются.

П.а.M.> В смартфонах с этой проблемой как-то справляются.

Сильно зависит от желаемой точности.
В телефоне железа довольно мало. А точности большой совершенно не требуется.

Ошибка от магнитомягкой железки (например, винтика или кварцевого резонатора/генератора) примерно такая:

(x / R)³

где x — габариты железки, R — расстояние до железки.

Для магнита (динамика, моторчика) x — это расстояние, на котором поле магнита сравнивается с земным.
Можно легко компасом определить.

Поле силовых проводов тоже можно компасом определить. Ну, силовые надо витой парой делать, это легко.

Xan> Ошибка от магнитомягкой железки (например, винтика или кварцевого резонатора/генератора) примерно такая:
Xan> (x / R)³

Т.е. при определенных условиях магнитный датчик в ракете тоже может быть полезен. Вопрос лишь в том, сможет ли он земенить гироскоп с его проблемами по накоплению ошибок.

П.а.M.> На каких датчиках?

В этом видео в комментах ответ на твой вопрос вижу я....

С.r.> В этом видео в комментах ответ на твой вопрос вижу я....

Благодарю, все ясно.

П.а.M.> Т.е. при определенных условиях магнитный датчик в ракете тоже может быть полезен. Вопрос лишь в том, сможет ли он земенить гироскоп с его проблемами по накоплению ошибок.

При использовании компаса проблема с паразитными полями есть, но главная проблема не в этом. Проблема в том, что изменение ориентации по одной оси приводит к изменению показаний по остальным двум осям. К примеру, построили компас. Работает нормально, но плата должна находиться строго параллельно Земле. Наклон платы и компас показывает с ошибкой. Да, программным путем, используя показания остальных осей, уменьшают подобный эффект, но для небольших углов наклона. По этой причине использовать компас в качестве гироскопа однозначно не представляется возможным.

apakhom> Вполне работает и дает картинку. Нужны данные акселерометра и гироскопа (пока решил обойтись без магнитометра). Перерыл свои запуски - нет полноценных данных. "Сляпал" простенький регистратор (Arduino + BMP280 + MPU6050). Стал вспоминать как работать с 6050 и... совсем обленился - обратился к ChatGPT

А надо было к гуглю, вот только с первой страницы:




apakhom> Результат меня "почти поверг в шок".

И отчего шок? От того, что робот тырит результаты умственного труда людей, и выдаёт за свои?

apakhom> Ну и нафига теперь "муки творчества"

А затем, чтобы роботу было, чего тырить. Сам он не может ничего. Вообще.

Sandro> А затем, чтобы роботу было, чего тырить. Сам он не может ничего. Вообще.

Я и говорю - как все просто стало. Никакого гугла не надо
Он все "стыренные друг у друга советы" в порядке их оплаты "хозяевами" дает - приходится "отсеивать мусор". А тут - все на блюдечке!

apakhom> По "наводке" Б.г. "сунулся" в визуализацию положения ракеты.
apakhom> Пошел по пути использования Processing.

Как предложил Брат-2 - первый опыт "руками на коленке"
Вроде похоже на то, что проделывал с платой.

Завтра-послезавтра "пульну" метров на 100 - глянем результат.

apakhom>> По "наводке" Б.г. "сунулся" в визуализацию положения ракеты.
apakhom>> Пошел по пути использования Processing.
apakhom> Завтра-послезавтра "пульну" метров на 100 - глянем результат.

В субботу запустил РП-18 с датчиками на борту. Не высоко (77м) - самое то, что надо!

Регистратор "сляпан по ускоренной схеме", EEPROM из ATMega. Ограничился записью только старшего байта гироскопа и акселерометра (ну и пару для барометра). Всего на 12 сек хватает.
Пришлось оси Z и Y поменять, т.к. MPU6050 стоит "вертикально".
"Визуализация" получилась такой

В целом - похоже. После отстрела - болтанка (датчики в голове стояли).
Ставил диапазон гироскопа 500 градусов/сек. В данных по вертикальной оси - "уперлось в ограничение" (неужели быстрее крутилась?).

apakhom> Ставил диапазон гироскопа 500 градусов/сек. В данных по вертикальной оси - "уперлось в ограничение" (неужели быстрее крутилась?).

Вертикальной - в смысле, продольной? там момент инерции маленький, демпфирование маленькое, за 1000 градусов в секунду выскакивает легко. 1080 градусов в секунду - это всего лишь 3 оборота в секунду, за этим глаз ещё успевает следить, в смысле, не сливается, а видно, в какую сторону вращается и т.д.

Камеры из-за rolling shatter при такой скорости вращения снимают уже фигово, но починить картинку ещё можно, нельзя становится при вдвое большей скорости.

П.а.M.>> На каких датчиках?
С.r.> https://youtu.be/zrz0FUSTZS8
С.r.> В этом видео в комментах ответ на твой вопрос вижу я....

Вот очередной адепт ускорений. Ну не чувствует ракета "же", её акселерометр показывает равнодействующую тяги и лобового сопротивления, и более ничего. Поэтому советами автора ролика пользоваться не стоит.
В квадрокоптерах и авиамоделях, которые обычно летают с малыми ускорениями, фильтр Калмана, действительно, может непрерывно корректировать гироскоп (кроме угла рыскания, только тангаж и крен) по акселерометру, в ракете - нет. Обычный фильтр Калмана рассчитан на прямолинейное движение, и, фактически, отключается, когда авиамодель крутит виражи оборот за оборотом. Есть несколько вариантов расширенного фильтра Калмана, которые могут такую ситуацию обрабатывать. Но в ракете фильтр Калмана должен получать на вход иные сигналы, нежели ускорения. Хотя бы с трёхосного магнитометра. Ещё можно с датчика Солнца. Двух этих датчиков вполне хватит.