Hall-Drehwinkelsensor mit openXsensor

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Carbonator

Allerhopp ;)
#1
@Trinuri hat mich angeschrieben, weil er über einen angel of attack Sensor nachdenkt. Dieser soll den Anströmwinkel der Luft zur Tragfläche messen. Einzelne Hall-Sensoren sind relativ teuer, deswegen habe ich vorgeschlagen, T16 Hallgimbals zu schlachten, in einem Satz für 16€ sind 4 Sensoren und Magnete enthalten. Ich würde gerne mal den Schiebewinkel in meinen Seglern messen, dafür eignet sich der Drehwinkelsensor genauso

Vorher hatte ich den Output in der T16 gemessen. Der Hallsensor wird mit 3V versorgt und gibt eine analoge Spannung aus zwischen 421 und 1528mV bei vollem Knüppelweg, grob geschätzt 45°. Ich konnte zwei beliebige Werte gezielt anfahren. Das heißt die Auflösung ist besser als 1mV. Mit einem 16bit ADS1115 sollte eine ausreichende Winkelauflösung zu erzielen sein.

Der nächste Schritt ist reine Mechanik. Der Magnet muss auf eine Welle, diese Welle muss gelagert werden und auf die Außenseite kommt eine "Windfahne". Ich werde jetzt den Magnet erstmal von der Kunststoffwelle lösen, die leider mit Seku im Magnet eingeklebt ist. Geistesblitze aus der kollektiven Forenintelligenz sind wie immer willkomen ;)

Hall_Magnet.jpg

Welle_Magnet.jpg
 

RayX

Ein niemand
#2
Zum schnellen lösen von seku nimmt man einfach den seku löser z. B hk mit heißem Wasser geht es meist auch, nur bei manchen kleben dauert es deutlich länger
 
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Bussard

Erfahrener Benutzer
#3
Den Hall-Sensor jucken 100°C von kochendem Wasser (Meereshöhe) nicht, den Ringmagnet jedoch sollte man tunlichst nicht über die Curietemperatur erwärmen (~80°C bei Neodym Typ N).
 

Carbonator

Allerhopp ;)
#4
Den Tip mit heißem Wasser kannte ich nicht. Werde ich bei Gelegenheit mal probieren. Aber bei Neodym bin ich vorsichtig, wie @Bussard. Von @Trinuri kam noch der Vorschlag, Aceton zu nehmen und gleich den Kunststoff komplett wegzulösen. Das probiere ich gerade und es sieht gut aus. Der Magnet ist sehr dünn, nur 1mm Ringstärke. Schraubstock oder Zange also besser nicht, bei dem spröden Magnetmaterial.

Magnet.jpg
 

Trinuri

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#7
Hallo sehr geschätzte FPV-Community,

zunächst möchte ich mich bei @Carbonator ganz herzlich dafür bedanken, den Thread hier aufgemacht zu haben.

Mir ist der Neodynring leider schon beim Hantieren mit der Zange zerbrochen.

Ersatz könnte es vielleicht hier geben

D8-d5,5x3mm - N45 Neodym Ring Magnet - NiCuNi

Neodym Ringmagnet Ø 9,5 x 6,5 x 2,0mm N42SH Nickel - 150°C

Allerdings bin ich mir noch nicht darüber im Klaren, wie die Magnetisierungsrichtung des Neodynringmagneten ausgestaltet sein muss, dass der richtige Ersatz bestellt werden kann.

Um das herauszubekommen habe ich mich an jene Quelle gewandt, wo ich die T16 Gimbals kürzlich gekauft habe und gebeten, mir mitzuteilen, ob die Magnetisierungsrichtung axial oder diametral ausgerichtet ist.

Infos dazu gibt es hier:
Magnetisierungsrichtungen verschiedener Magnet-Typen

Sobald ich eine Antwort bekommen habe, werde ich diese Information hier ablegen.

Ihr werdet womöglich fragen warum das Ganze.

Ich bin den Möglichkeiten der OXS Sensoren äußert angetan. Die ersten "Brocken", siehe @Carbonators Youtube Video (
), habe ich mir bestellt. Ein GY ist schon da, es fehlt "nur noch" das Einarbeiten und der Rest.

Bis bald.
 

Carbonator

Allerhopp ;)
#8
Super Projekt. Ist es nicht einfacher, einen passenden Ringmagnet zu kaufen ?
Ja klar, aber bei dem aus dem Gimbal weiß man, dass er funktioniert. Ich halte bei solchen Aktionen die Fehlerquellen gerne überschaubar - aus Erfahrung ;)

@Trinuri Verlink doch bitte noch den Sensor, der dich auf die Idee gebracht hat.

Wir sind doch im FPV-Forum - warum nicht die bei den manntragenden übliche Methode mit dem Wollfaden auf der Cockpitscheibe + Kamera?
Die automatische Schiebewinkelkorrektur wird so relativ schwierig ;) Aber ernsthaft: Es interessiert mich schon lange, welche Schiebewinkel im Flug auftreten - als erfahrener Pilot hat man da wahrscheinlich Illusionen . oder auch nicht, mal sehen. Der AoA Sensor könnte beim Einflug in Thermik ganz interessante Informationen liefern, da wird ja auch, wie üblich, viel schwadroniert, aber gemessen hat's noch niemand, so weit ich weiß.
 

Trinuri

Neuer Benutzer
#9
Ein Bekannter würde hier sagen "abgefahren (y) ".
Wir sind doch im FPV-Forum - warum nicht die bei den manntragenden übliche Methode mit dem Wollfaden auf der Cockpitscheibe + Kamera? ;)
@Bussard.
Vielen Dank für Deinen Hinweis. An die Methode mit dem Wollfaden hatte ich auch schon gedacht und dazu schon ein Video ausfindig gemacht, welches statt des Wollfadens u.a. verschaltete LED eingesetzt hat. Im, hoffentlich, Focus der Kamera.


Allerdings fand ich die Methode mit dem Hall-Sensor feiner. Dazu bin auf eine Veröffentlichung der Akaflieg Graz gestoßen und habe noch eine Bachelor-Arbeit von Anfang 2011 gefunden, die ich beide für sehr einleuchtend fand.

Klar, man könnte das Ganze per FPV übertragen, aber dann bräuchte man einen zusätzlichen Beobachter; das sollte gerade vermieden werden, um eben über OTX und OXS autark zu sein. Während andere in die Röhre gucken, schauen wir in den Himmel. ;)

Mit dem OXS ist einfach eleganter (Zitat: @Carbonator). Kann ich nur zustimmen.:)(y)

Mit den Wollfäden und der Kamera bräuchten wir ja kein OXS, wäre doch schade oder;)?

Die Arbeit (ca. 5 Seiten, s. Anlage) der AKAFLIEG war die Grundlage für das Ganze. Die Bachelor Arbeit ist da schon um einiges umfangreicher, ca. 240 Seiten, wobei der AOA Sensor nur ein Aspekt der Vermessung im Drohnenflug darstellte.

Hier der Link zu der Bachelor-Arbeit:

http://wiki.paparazziuav.org/w/images/a/aa/BA_FS11_Dokumentation_Drohne.pdf

Der eingesetzte "Fertigsensor" ist aber wohl um einiges teurer.

Danke für die Rückmeldungen / Antworten.
Trinuri
 

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Trinuri

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#10
P.S.

Habe auch schon mit AKAFLIEG Kontakt aufgenommen und warte noch auf Antwort.

Ich wollte das Ganze schnell zum Ziel führen.
Ganz hinderlich dabei ist für mich, dass ich mich noch u.a. in Arduino einarbeiten muss. Je mehr ich lese, desto spannender. Ich werde mich auf jeden Fall und gerne mit @Carbonators ! und Eurer Hilfe und Unterstützung durchbeißen.
 

Trinuri

Neuer Benutzer
#11
AOA nur hoch und runter, Schiebwinkel nur rechts und links. Zwei Fliegen, mit einem OXS Sensor - muss "nur" anders angeordnet werden.

Wichtig beim AOA wird sein, dass man das Profil kennt und weiß, wann die Strömung abreißt. Schließlich soll noch alles richtig kalibriert sein.

Sehe ich es richtig, dass der, ich weiß es nicht anders zu beschreiben, der normale Tragflächenanstellwinkel im Geradeausflug, die Sehne als das Maß zur Nullkalibrierung herangezogen werden muss?

Über den kritischen Anstellwinkel sollte man nicht hinaus und zwischen dem normalen Anstellwinkel und dem kritischen Anstellwinkel ist der abgedeckte Winkelbereich fliegbar, nur nicht zu langsam und nicht zuviel Kurvenflug?
 

Trinuri

Neuer Benutzer
#12
@Rolf
Rolf_ hat gesagt.:
Super Projekt. Ist es nicht einfacher, einen passenden Ringmagnet zu kaufen ?

Hallo Rolf.
Ja.
Aber.
:)
Mit dem Ringmagnet alleine ist es leider nicht getan.

Sehr aufschlußreich ist hier die Arbeit von AKAFLIEG. Sie haben diesen Sensor AS5045 hier eingesetzt AS5045 - 12-bit Rotary Position Sensor - ams | ams . Zusätzlich ein Blue:devilish:tooth-Modul :???:.

Als ich das gesehen habe, habe ich mich 1. hoffnungs- und 2. vertauensvoll an @Carbonator gewandt, weil ich mit Arduinos noch gänzlich unterbelichtet bin.

Ich hoffe auf allseitiges Verständnis.
 

Trinuri

Neuer Benutzer
#13
Hier setzte @Carbonator`s Vorschlag ein, statt des AS5045 (12-Bit) den Hall-Sensor aus einem T16-Gimbal zu verwenden; da stehen wir jetzt.
 

Bussard

Erfahrener Benutzer
#14
Interessante Arbeiten und Versuche. Für Aussagefähigkeit auch in Grenzbereichen braucht man aber auch noch die Strömungsgeschwindigkeit/ den Staudruck. Kann ein OXS noch "nebenbei".
 
#16
Der openXsensor selbst und die Konfiguration sind Routine. Bei der Suche nach dem Aufdruck auf dem Hallsensor kam dieses Datenblatt. Danach ist die Betriebsspannung unkritisch und der Output immer <2V. das passt perfekt zum 2048mV Bereich des ADS1115.

Die Mechanik ist das Herausfordernde. Ich warte noch auf eine Eingebung bzw. dass mir halbwegs passendes Material in die Finger kommt ;)
Lager_Magnet.jpg
 

blauerklaus

Erfahrener Benutzer
#17
Ich denke die Kunst ist die Dämpfung des Gebers, er soll nicht bei jedem ziehen durch die Masse ausschlagen oder auf jede Bõe reagieren, bei den großen braucht man die im Landeanflug mit Stallwarnung, hüpfende Zeiger und Warntõne kann man da nicht gebrauchen, es soll der dauernd anstehende Anstellwinkel angezeigt werden und keine kurzfristigen Störungen. Habe lange die Dinger an der F4F Phantom repariert beziehungsweise gewechselt.Angezeigt würde über Instrument Winkelskala, Optisch über 3 Leuchten Nose down Nose Up und in der Mitte ein Kreis für optimaler Anstellwinkel und im Stall haben die Seitenruderpedal angefangen zu vibrieren
 
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