Цифровой инклинометр (на датчике акселерометра MMA7260Q)

Layer

собрал небольшой девайс, возможно устройство окажется кому-то полезным:)

Инклинометр - устройство, предназначенное для измерения угла наклона различных объектов, относительно гравитационного поля Земли.

Основные компоненты:
Микроконтроллер - Atmega32
Аналогов-цифровой преобразователь - AD7799
Источник опорного напряжение - ADR423
Источник питания - L78M05
Дисплей - WH1602P
Датчик акселерометра - MMA7260Q
***

Размер QFN корпуса MMA7260Q очень маленький, но при определенной сноровке датчик можно без проблем припаять и обычным паяльником. Напряжение питания составляет 3.3 Вольта, для питания MMA7260Q был использован источник опорного напряжения ADR423. Так же напряжение с него подается на АЦП на 9-й пин REFIN(+).

MMA7260Q обладает возможность выбора чувствительности (1.5g/2g/4g/6g). В данном проекте ножки выбора чувствительности посажены на землю, что задает чувствительность 800 mV/g.

С аналоговых выходов датчика MMA7260Q сигнал поступает на трех-канальный сигма-дельта АЦП AD7799. Для микроконтроллера Atmega32 написан драйвер для работы с AD7799. МК последовательно считывает значения для трёх осей и переводит значения в градусы. Вывод на индикацию осуществляется через драйвер для работы с дисплеем WH1602P. Прошивку можно скачать в конце статьи.
http://soft-ee.com/wp-content/uploads/2 ... cheme2.jpg

Рис. 1
На плате выведены два разъема ISP и JTAG. Джампер и кнопка могут быть использованы при калибровке датчика.

После травления:

Рис. 2

После пайки:

Рис. 3

Рис. 4
Результат:

На этапе работы с АЦП определенные тонкости с его непосредственной настройкой, который при рестарте выставляет по умолчанию большой коэффициент усиления. При его конфигурировании следует выставлять коэффициент x1.

На данный момент устройство измеряет углы в точности до десятых, от -90 до +90 градусов:
Прошивку, исходный код и более подробное теоретические описание можете найти в конце статьи
http://soft-ee.com/?p=137

Реклама

Слесарь

То есть, этот датчик может мне помочь в строительных работах? В роле уровня, для определения горизонта и углов?

Реклама

Layer

если доработать программу, дописать калибровку, то может помочь.
ну а вообще, поскольку датчик акселерометра, можно найти еще кучу применений:)
принцип работы конкретного датчика описан на сайте в статье чуть подробнее..

Repair_dn

А можно выводить данные на графический дисплей, пример авиагоризонт? Очень надо!

Реклама

Layer

Repair_dn писал(а):А можно выводить данные на графический дисплей, пример авиагоризонт? Очень надо!

вы подразумеваете отдельно крен и тангаж?
можно, только надо по-другому пересчитывать.
видел, кто-то реализовывал, на этом же датчике (видео):
http://www.youtube.com/watch?feature=pl ... rSF38eIZvQ

Реклама

Repair_dn

Вот это очень интересно, на сколько сложно так сделать?
p.s. с программированием у меня сложно

Реклама

Layer

Repair_dn писал(а):Вот это очень интересно, на сколько сложно так сделать?
p.s. с программированием у меня сложно

сделать это не сложно:)
угол крена можно рассчитать так: arctg(y/z)
тангажа: arctg(x/z).

В модуле math.h есть функция
double atan2(double x,double z), она возвращает arctg(x/z), который лежит в пределах от -пи до +пи.
перевод из радиан в градусы в программе уже есть..
в целом расчет для вашей задачи будет таким:
крен выходит = atan2(y,z)*180/M_PI,
тангаж = atan2(x,z)*180/M_PI

просто эти выражения вставить вместо тех где в исходниках расчитывается угол наклона..
у меня в исходниках это функция:

Код: Выделить всё

double AxelData::AngleOfTilt(double mV){
	double angle = (asin( (mV - AXEL_VOFFSET) / AXEL_SENSITIVITY)) * (HALF_CIRCLE/PI);
	return angle;
}

GRAF

Repair_dn писал(а):А можно выводить данные на графический дисплей, пример авиагоризонт? Очень надо!

Для ЛА такой датчик не пойдет. С помощью него можно измерять углы только при действии ускорения свободного падения. Как только появятся ускорения, связанные с движением ЛА, показания прибора станут неверными.

Repair_dn

Можете помочь с таким устройством, я летаю на планере и авиагоризонт давно умер купить новый это от 500$, таких денег у клуба нет, а без него в облака нельзя

GRAF

Нужен гироскоп. Например LYPR540AH, измеряет угловую скорость и выдает аналоговый сигнал. Чувствительность 0.8 мВ на градус в секунду (не усиленный).

Чтобы определить угол поворота, нужно оцифровать выход одной из осей, разделить его на значение чувствительности гироскопа. Таким образом, получим угловую скорость. Если умножить эту угловую скорость на вермя, получим угол поворота ЛА.

БАТАРЕЙКУС

так чтоже лутше гироскоп или акселерометр.

Layer

БАТАРЕЙКУС писал(а):так чтоже лутше гироскоп или акселерометр.

как GRAF верно заметил, при ускорении у акселерометра показания станут неверными:)
так что гироскоп.

Meteor

БАТАРЕЙКУС писал(а):так чтоже лутше гироскоп или акселерометр.

В одной из статей Хоневелла описывалась инерциальная система на гироскопе и 3-х осевом акселерометре.
Если есть интерес пишите - вычером выложу

Repair_dn

Есть интерес и очень серьезный

GRAF

Meteor писал(а):В одной из статей Хоневелла описывалась инерциальная система на гироскопе и 3-х осевом акселерометре.

Это бесплатформенная инерциальная навигационная система. С помощью неё ведется счисление пути. Система достаточно сложная в части программирования.

Meteor

Выкладываю, как писал ранее

Repair_dn

Спасибо на пару ночей инфы хватит, с английским у меня туго но осилю

Entuziast

вопрос к знатокам акселей.
если я правильно понимаю то на выходах акселя напряжения пропорциональны ускорениям по осям. когда -то давно учили нас что ускорение есть
вторая производная перемещения по времени. значит ли это что дважды проитегрировав выходные напряжения можно узнать путь пройденный объектом?

GRAF

Entuziast писал(а):значит ли это что дважды проитегрировав выходные напряжения можно узнать путь пройденный объектом?

Так и делают в системах счисления пути.

Meteor

Есть один подводный камень - при малых величинах ускорения, получается большая набегающая ошибка пути.