DIY兩輪平衡車

goldjeff2002 · 發表於 2008-3-5 23:11:35

請問一下
我主要的應用是應用在測量路面的傾斜度
所以應該是兩軸就夠用了
比較疑惑的是
ADXL322J在ADI的網站中
需要販賣30美金
而ADXL330
只販賣NT400

在規格的方面
看起來是差不會太多
可以請問這樣主要的差異點在哪?
感謝

doubletime · 發表於 2008-3-5 23:56:20

我用起來的心得是，還是用三軸會比較好
反正多一軸應該比較廣
且感覺你要感測路面傾角，又不確定路面會固定傾那邊
還是用3軸取atan2 可以測到45度(x和y的傾角)

lvzhong · 發表於 2008-5-22 01:50:26

不好意思~最近也在做機器人平衡方面的研究~我是使用PID~

想問一下~你說加速度計透過asin轉換成角度~

哪你陀螺儀是在做什麼功用呢?因為你說量出來的角速度你沒積分~

所以想請問你有其他用途嗎?

謝謝~^^

goodguychung · 發表於 2010-4-5 15:53:54

小弟想請教幾個笨問題
你們說的asin,atan是將兩軸的加速度計做兩次積分之後得到距離再做asin,atan來計算角度嗎?
可是經過兩次積分之後的誤差不是很大嗎?

還有,如果車子位移的話不是也會影響加速度計得到的值?
各位前輩是如何解決呢?是用濾波嗎?

有前輩試過只用加速度值而不是用經由計算之後的角度來製作的嗎?感覺這樣好像會一推就倒的樣子...

g921002 · 發表於 2010-4-5 19:01:46

用加速度，單純重力加速度分到x,y,z軸的份量用三角函數算角度而已，無須積分。另外只要車子的速度變化很慢，基本上可以看做沒有外力影響，意味著三軸加速規只會量到重力加速度。自然就不需要考慮外力影響。

輕輕一推，變化的是角度，只要角度不大(在線性區)就沒問題。當然，用力推車子就倒了....XD

goodguychung · 發表於 2010-4-5 20:07:00

本帖最後由 goodguychung 於 2010-4-5 23:41 編輯

用加速度，單純重力加速度分到x,y,z軸的份量用三角函數算角度而已，無須積分。另外只要車子的速度變化很慢， ...
g921002 發表於 2010-4-5 19:01

小弟比較笨一點,第一個問題看得不是很清楚!
前輩所說的單純重力加速度是指ADXL322所提供的頃斜角電壓訊號嗎?
這樣的話,不是單軸就可以了?為何要利用三角函數算角度呢?
另外在旋轉時,這個電壓訊號不是會受到加速度的電壓值干擾嗎?

只看該作者 · 發表於 2010-4-6 11:01:58

回復 21# goldjeff2002

價差主要來自製程的不同
330系列最高供應電壓只到3.6V
可322達6V
就類比轉數位來說
解析度提高了將近一倍

頻寬上
330有單軸限制
322則無明確定義
但根據datasheet的定義
至少應該在2500Hz以上(也比330的1600Hz快不少)
當精度需求越高時
價格是呈幾何倍數增長的
但最主要還是看你的應用場合囉~~~

goodguychung · 發表於 2010-4-6 21:05:21

回復 goldjeff2002

價差主要來自製程的不同
330系列最高供應電壓只到3.6V
可322達6V
就類比轉數位來 ...
nichal 發表於 2010-4-6 11:01

原來如此
謝謝前輩指導,這篇也讓小弟學到了許多!

小弟不懂得的是,它的頃角量測是利用地球的重力加速度g的原理嗎?
所以當有給322加速度時,它所提供的訊號電壓代表的是"重力加速度g"+"感測器加速度a"嗎?

如果原理真是小弟推斷的這樣.
剛好小弟手邊有便宜的陀螺儀.
我打算利用陀螺儀來判斷系統有沒有給322感測器加速度.

當沒有加速度時,可以得知322感測器出來的訊號是頃角訊號.
這樣就可以用單軸簡單的得知精確的系統角度位置了.

只看該作者 · 發表於 2010-4-7 18:15:23

回復 28# goodguychung

如果能把加乘的加速度分離出來
理論上得到的G方向就是傾角
不過我對公式不熟
您可以自己試試看
或是請教一下站上的高手們

祝你順利呀!

goodguychung · 發表於 2010-4-7 18:35:28

回復 goodguychung

如果能把加乘的加速度分離出來
理論上得到的G方向就是傾角
不過我對公式不熟
您 ...
nichal 發表於 2010-4-7 18:15

因為小弟第一次拿到加速度計,不懂的地方很多.
所以笨問題也會很多...
我會試試看的,謝謝前輩:)

g921002 · 發表於 2010-4-7 18:45:10

原來如此
謝謝前輩指導,這篇也讓小弟學到了許多!
小弟不懂得的是,它的頃角量測是利用地球的重力加速度g的原理嗎?
所以當有給322加速度時,它所提供的訊號電壓代表的是"重力加速度g"+"感測器加速度a"嗎?

如果原理真是小弟推斷的這樣.
剛好小弟手邊有便宜的陀螺儀.
我打算利用陀螺儀來判斷系統有沒有給322感測器加速度.

當沒有加速度時,可以得知322感測器出來的訊號是頃角訊號.
這樣就可以用單軸簡單的得知精確的系統角度位置了.

在「準靜態」的狀態下，頃角量測的確只用地球的重力加速度g在三軸的份量來算的。
當有加速度的狀況時，外力也同時會分散到三軸產生輸出。問題是你既然用加速規量pitch和roll，又怎樣用pitch和roll去反推外力在三軸的份量？(雞生蛋蛋生雞的問題)

另gyro量的是角速度。不是加速度。<--單靠gyro知道有無外力輸入也滿厲害的，願文其詳。XD

加速規+陀螺儀的配套方案有嗎？有...爬一下文就知道了^_^

vegewell · 發表於 2010-4-7 19:45:12

我因為沒摸過加速度計,
所以都看不懂你們這些高手(包括的2006年的古人們)的外星文,
都是有看沒有懂,
敬佩!敬佩!

直到剛才看到兩個網頁,
才大概略懂皮毛,
http://physical.tcfsh.tc.edu.tw/ ... /must/m3-6/m3-6.htm
and
http://www2.nkfust.edu.tw/~jcyu/Course/Accerometer_nmc2004.pdf

goodguychung · 發表於 2010-4-7 19:55:25

本帖最後由 goodguychung 於 2010-4-7 19:58 編輯

在「準靜態」的狀態下，頃角量測的確只用地球的重力加速度g在三軸的份量來算的。
當有加速度的狀況時， ...
g921002 發表於 2010-4-7 18:45

小弟是想要用陀螺移的角速度做微分,瞬間的變化量就是角加速度.

當沒有角速度變化時,ADXL322的取樣值只有地球的重力加速度G而已.

變成我要的參考角度.

小弟的目標是讓兩輪車不會倒下而已,這樣測量傾角位置應該只要一軸就夠了吧?

雖然用角加速度去判斷加速度的值可能差異很大.

但我不管它的角加速度數值大小如何,只是想確定系統有沒有加速度的出現而已.

覺得這樣做應該能較簡單求到兩輪車的角度吧?

謝謝前輩回文.不知道這樣會有什麼問題嗎?

小弟過幾天才考完試,到時才能真正去做!現在都只是純粹想像而已...

mac1 · 發表於 2010-4-8 15:42:04

傾斜計,陀螺儀,加速度計
對於水平角度變化都可以產生對應的電壓變化
為什麼不能直接拿這特性來測量傾角呢?

好像反應有點慢就是了,準確度應該不至於差太多吧?
小弟一直分不大出來這三者的專門用途

g921002 · 發表於 2010-4-8 19:53:43

本帖最後由 g921002 於 2010-4-8 19:57 編輯

小弟是想要用陀螺移的角速度做微分,瞬間的變化量就是角加速度.

當沒有角速度變化時,ADXL322的取樣值 ...
goodguychung 發表於 2010-4-7 19:55

你只考慮轉動的情形，那移動的情形？
陀螺儀、加速規在兩輪車平衡的角色及分工你要先想清楚，那作法自然就求出來。
是不是一定要很複雜的方法，還是透過機構特性的分析，找出簡單而直覺的方式？

g921002 · 發表於 2010-4-8 20:11:45

傾斜計,陀螺儀,加速度計
對於水平角度變化都可以產生對應的電壓變化
為什麼不能直接拿這特性來測量傾角呢 ...
mac1 發表於 2010-4-8 15:42

市面上的頃斜儀大多是以加速規為基礎的，所以頃斜儀不能用在運動物體上(一般說明書都會提)。
加速規是量加速度(重力加速度+外力產生的加速度)在靜止狀態下，可以單純得到重力加速度在三軸的份量得到姿態角。但是運動加外力影響後就無法得到姿態角<--不知道外力在三軸的份量。
陀螺儀是量角速度，積分後可的角度，但長期會有誤差+sensor offset累積造成角度飄移。

所以通常會搭配不同特性的sensor來直接(間接)估算姿態角來保證短期+長期姿態角能維持精度又不會飄移。例如IMU+GPS做捷聯式慣性導航或加速規+陀螺儀用Kalman estimate或其他的估測方式來得到姿態資訊。

若以兩輪平衡車來說，單靠加速規能做嗎？可以，但是你的車子要假設在平坦道路移動，且不會發生滑動、速度移動變化緩慢到加速度變化可以忽略，整個模型退化到低階線性的系統。那就能運作的不錯。

要做到多複雜，看你的環境約束條件而定。

vegewell · 發表於 2010-4-9 17:04:47

市面上的頃斜儀大多是以加速規為基礎的，所以頃斜儀不能用在運動物體上(一般說明捖ㄦ|提)。
加速規是量加速度(重力加速度+外力產生的加速度)在靜止狀態下，可以單純得到重力加速度在三軸的份量得到姿態角。但是運動加外力影響後就無法得到姿態角<--不知道外力在三軸的份量。
陀螺儀是量角速度，積分後可的角度，但長期會有誤差+sensor offset累積造成角度飄移。.....
g921002 發表於 2010-4-8 20:11

不曉得市面上有沒有一塊傳感器驅動板?可以同時連接 5 ~ 8 個陀螺儀,
又能連接到電腦主機,有什麼軟體?可以讀取各各陀螺儀產生的數據,

g921002 · 發表於 2010-4-10 16:06:30

不曉得市面上有沒有一塊傳感器驅動板?可以同時連接 5 ~ 8 個陀螺儀,
又能連接到電腦主機,有什麼軟體?可 ...
vegewell 發表於 2010-4-9 17:04

自己搞吧！？
這種不是什麼很困難的東西，做成產品會賠死吧！XD

lakers3411 · 發表於 2010-4-10 19:07:02

利基的可以的樣子,他們好像可以接10個感應器沒問題

vegewell · 發表於 2010-4-10 22:23:44

自己搞吧！？
這種不是什麼很困難的東西，做成產品會賠死吧！XD

利基的可以的樣子,他們好像可以接10個感應器沒問題

不好意思我說的陀螺儀是指
ST陀螺儀傳感器LY550ALH，LPR550AL
http://company.mcuol.com/ajin111/ProductDetail_26494.htm
5 ~ 8 個陀螺儀傳感器分散四肢其腳位有焊線連到傳感器驅動板

而不是指飆機器人專賣店賣的貴cc陀螺儀(模組?)
http://www.playrobot.com/sensor/sensor_gyro_commongyro.html#

一個機器人怎麼狠心裝好幾個貴cc陀螺儀?

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