RX->Arduino->Accelerometer+gyro

[SubZer076]

Aggoirnamento:
ho scartato l'opzione di lettura dei 6 canali PPM dal pin 1 , ho notato che ci sono dei blackout anche di alcuni secondi nella lettura ... e non so perchè.
Sono passato quindi alla lettura diretta dei canali AIL e ELE sui pin 5 e 6
il canale GEAR lo userò per poter attivare e disattivare il programma
i pin 9 e 10 saranno in uscita sui servi AIL e ELE
La logica è questa:
AIL tutto a destra inclinazione massima dell'aereo +60° e -60° per tutto sinistra
stesso per ELE +60 / -60
Questo vuol dire che per esempio mettendo tutto a destra l'alettone il servo risponderà fino all'inclinazione di 60° a destra dopo di che si metterà in posizione centrale cercando di tenere l'aereo stabile.
In teoria usando il timone l'aereo dovrebbe fare una virata perfettamente in piano (o almeno questa è la teoria)
Ora mi manca di trasferire tutto su arduino nano e cablare sul mio edge-flat per poter fare il primo test.
Vi farò sapere
Saluti

[devCad]

Originalmente inviato da SubZer076

....
Questo vuol dire che per esempio mettendo tutto a destra l'alettone il servo risponderà fino all'inclinazione di 60° a destra dopo di che si metterà in posizione centrale cercando di tenere l'aereo stabile.
...

La vedo come soluzione un po' pericolosa e semplicistica.
E se l'aereo e' in volo rovescio ad esempio cosa fai?
Per misurare l'inclinazione cosa usi?
L'accelerometro non va mica bene, in una virata corretta anche a 60 gradi segnerebbe 0 gradi, mi sa.
Ti serve un sensore piezoelettrico con logica hold applicata, direi che le cose si complicano.

[ElNonino]

Originalmente inviato da devCad

La vedo come soluzione un po' pericolosa e semplicistica.
E se l'aereo e' in volo rovescio ad esempio cosa fai?
Per misurare l'inclinazione cosa usi?
L'accelerometro non va mica bene, in una virata corretta anche a 60 gradi segnerebbe 0 gradi, mi sa.
Ti serve un sensore piezoelettrico con logica hold applicata, direi che le cose si complicano.

Un accelerometro a 3 assi in genere è in grado di sapere se sta "a balle all'aria", poi per filtrare accelerazioni sugli assi e ricavare su un corpo in movimento la reale inclinazione ci vuole tanta matematica e magari anche un giroscopio, a 3 assi pure lui....

[devCad]

Originalmente inviato da ElNonino

Un accelerometro a 3 assi in genere è in grado di sapere se sta "a balle all'aria", poi per filtrare accelerazioni sugli assi e ricavare su un corpo in movimento la reale inclinazione ci vuole tanta matematica e magari anche un giroscopio, a 3 assi pure lui....

Un accelerometro a 3 assi e' in grado di farlo in volo rettilineo, ma se sei in virata prova a vedere come si piazza il pendolo all'interno della cabina dell'aereo.
In questo caso secondo me senza un software con logica di tipo Hold da inizializzare alla partenza non riuscirai ad avere indicazioni attendibili.
Con logica Hold direi che basta un giroscopio ad un asse, per valutare l'angolo di rollio. Gli elicotteri rc di vecchio tipo (quelli con flybar e giroscopi tipo Gy401) funzionavano cosi', sull'asse di imbardata pero'.

[ElNonino]

Originalmente inviato da devCad

Un accelerometro a 3 assi e' in grado di farlo in volo rettilineo, ma se sei in virata prova a vedere come si piazza il pendolo all'interno della cabina dell'aereo.
In questo caso secondo me senza un software con logica di tipo Hold da inizializzare alla partenza non riuscirai ad avere indicazioni attendibili.
Con logica Hold direi che basta un giroscopio ad un asse, per valutare l'angolo di rollio. Gli elicotteri rc di vecchio tipo (quelli con flybar e giroscopi tipo Gy401) funzionavano cosi', sull'asse di imbardata pero'.

Non ho chiaro cosa intendi per "logica Hold" se ti riferisci alla calibrazione a terra del velivolo come si fa con i multifrulli ruotandoli sui tre assi) e non sono nemmeno molto esperto di piattaforme inerziali però direi che interpolando i 3 assi di un giroscopio sia possibile, in assenza di variazioni di velocità significative da cui accelerazioni modeste, stabilire nello spazio l'orientamento di un piano.

Se poniamo riferiti all'accelerometro: asse X = rollio, asse Y = beccheggio , asse Z verticale anche in caso di virata a coltello avremo che l' asse Z indicherà l'accelerazione centrifuga (con segno opposto in caso di virata rovescia) e l'asse X l'accelerazione di gravità, mentre l'asse Y il relativo angolo di beccheggio.

Chiaramente è necessario filtrare i segnali dell'accelerometro applicando opportuni algoritmi, se già non li conosci dai un occhiata ai quaternioni.

IMHO.

[aero330]

Per la mia tesi ho dovuto anche usare un raspberry con accelerometri, giroscopi e magnetometri montati a bordo per poi replicare i movimenti su pc con Matlab....per quanto su internet si riesca a trovare qualcosa, la matematica che ci sta dietro è alquanto complessa. Per il mio progetto ho trovato questo articolo che può darti qualche spunto, in cui vengonon mostrati i calcoli e le formule per arrivare a stimare gli angoli di pitch, roll e azimuth con solo accelerometro e magneometro (nel modello con gli apparati radio a bordo non è proprio idoneo quest'ultimo).
Utilizzando le formule opportune sono riuscito ad ottenere buoni risultati (anche se non era questo il focus della tesi) ma comunque utili per quello che mi serviva: unica condizione è che la scheda con a bordo i sensori deve muoversi molto lentamente perchè non ho compensato con i dati del giroscopio (mancanza di tempo)

Come dice El Nonino i dati vanno gestiti in modo adeguato con filtri (tipo Kalman) e quaternioni e secondo me non è semplice...ma comunque fattibile!!

[devCad]

Originalmente inviato da ElNonino

Non ho chiaro cosa intendi per "logica Hold" se ti riferisci alla calibrazione a terra del velivolo come si fa con i multifrulli ruotandoli sui tre assi) e non sono nemmeno molto esperto di piattaforme inerziali però direi che interpolando i 3 assi di un giroscopio sia possibile, in assenza di variazioni di velocità significative da cui accelerazioni modeste, stabilire nello spazio l'orientamento di un piano.

Se poniamo riferiti all'accelerometro: asse X = rollio, asse Y = beccheggio , asse Z verticale anche in caso di virata a coltello avremo che l' asse Z indicherà l'accelerazione centrifuga (con segno opposto in caso di virata rovescia) e l'asse X l'accelerazione di gravità, mentre l'asse Y il relativo angolo di beccheggio.

Chiaramente è necessario filtrare i segnali dell'accelerometro applicando opportuni algoritmi, se già non li conosci dai un occhiata ai quaternioni.

IMHO.

La logica di tipo Hold e' quella che facendo di continuo l'integrale dei dati ricevuti da un giroscopio (quindi un accelerometro non lineare, ma angolare) calcola continuamente l'angolo di deviazione su quell'asse rispetto all'angolo di reset o di ultimo comando applicato.
Questo funziona solo su sensori di tipo giroscopico e non su accelerometri lineari.
I primi giroscopi per elicotteri rc si limitavano infatti a correggere l'imbardata istantanea e richiedevano un preciso trimmaggio. Tutti quelli meccanici ad esempio erano di questo tipo.
Poi sono arrivati quelli con logica Hold, in cui si poteva scegliere di 'tenere la coda fissa all'ultimo comando inviato'. Con questi non serve il trimmaggio, in quanto applicano a tempo indefinito la correzione necessaria per riportare all'ultimo angolo specificato dal comando ricevuto.
Un giroscopio di questo tipo lo si vede subito, in quanto se muoviamo manualmente la coda su un elicottero fermo posato a terra, il servo manda il comando lentamente ma inesorabilmente a fondo corsa, invece di dare un semplice impulso di correzione.

Sono arrivato a dire questo perche' l'asse di rollio di un aereo (caso preso in esame all'origine di questa discussione) e' analogo all'asse di imbardata di un elicottero, e per quel caso esiste una marea di documentazione su come affrontarlo.
Gli accelerometri lineari li vedo estremamenti inadatti allo scopo, anche perche', come gia' detto, su un aereo in virata corretta anche a 45 gradi indicherebbero inclinazione zero rispetto a terra (vedi pendolino in cabina).
Per calcolare l'angolo dovrebbero aggiungere l'incremento di componente verticale (riferirita al sistema di riferimento dell'aereo), ma poi si andrebbe ad incasinare con una eventuale accelerazione reale verticale, e quindi vi sono comunque piu' gradi di liberta' che valori ricevuti. Qualcosa di simile all'esperimento ideale base di Einstein sulle misurazioni fisiche possibili all'interno di un ascensore posto in un campo gravitazionale...
Naturalmente tutto quanto detto rispecchia il mio pensiero e quello che ho capito studiando questa problematica negli ultimi 15 anni.
I quaternioni li conosco piuttosto bene, sono il metodo di calcolo base che si usa nelle applicazioni di grafica 3D, ma non li vedo molto utili per risolvere i problemi descritti sopra.

[ElNonino]

Originalmente inviato da devCad

La logica di tipo Hold e' quella che facendo di continuo l'integrale dei dati ricevuti da un giroscopio (quindi un accelerometro non lineare, ma angolare) calcola continuamente l'angolo di deviazione su quell'asse rispetto all'angolo di reset o di ultimo comando applicato.
Questo funziona solo su sensori di tipo giroscopico e non su accelerometri lineari.
I primi giroscopi per elicotteri rc si limitavano infatti a correggere l'imbardata istantanea e richiedevano un preciso trimmaggio. Tutti quelli meccanici ad esempio erano di questo tipo.
Poi sono arrivati quelli con logica Hold, in cui si poteva scegliere di 'tenere la coda fissa all'ultimo comando inviato'. Con questi non serve il trimmaggio, in quanto applicano a tempo indefinito la correzione necessaria per riportare all'ultimo angolo specificato dal comando ricevuto.
Un giroscopio di questo tipo lo si vede subito, in quanto se muoviamo manualmente la coda su un elicottero fermo posato a terra, il servo manda il comando lentamente ma inesorabilmente a fondo corsa, invece di dare un semplice impulso di correzione.

Sono arrivato a dire questo perche' l'asse di rollio di un aereo (caso preso in esame all'origine di questa discussione) e' analogo all'asse di imbardata di un elicottero, e per quel caso esiste una marea di documentazione su come affrontarlo.
Gli accelerometri lineari li vedo estremamenti inadatti allo scopo, anche perche', come gia' detto, su un aereo in virata corretta anche a 45 gradi indicherebbero inclinazione zero rispetto a terra (vedi pendolino in cabina).
Per calcolare l'angolo dovrebbero aggiungere l'incremento di componente verticale (riferirita al sistema di riferimento dell'aereo), ma poi si andrebbe ad incasinare con una eventuale accelerazione reale verticale, e quindi vi sono comunque piu' gradi di liberta' che valori ricevuti. Qualcosa di simile all'esperimento ideale base di Einstein sulle misurazioni fisiche possibili all'interno di un ascensore posto in un campo gravitazionale...
Naturalmente tutto quanto detto rispecchia il mio pensiero e quello che ho capito studiando questa problematica negli ultimi 15 anni.
I quaternioni li conosco piuttosto bene, sono il metodo di calcolo base che si usa nelle applicazioni di grafica 3D, ma non li vedo molto utili per risolvere i problemi descritti sopra.

Capito cosa intendi per logica Hold, la conosco benino visto che di elicotteri ne ho un discreto numero da molti anni e ci ho volato/volo spesso.....

Dissento invece sul resto, un accelerometro a 3 assi è sempre in grado di indicare l'inclinazione sull'asse di rollio.

In volo rettilineo dritto a quota costante, con ali livellate l'asse z dell' accelerometro misurerà l'accelerazione di gravità con segno positivo, gli assi x ed y avranno uscita pari a 0.

Nelle stesse condizioni ma in volo rovescio l'asse z misurerà l'accelerazione di gravità ma con segno negativo, gli altri assi daranno 0.

in caso di virata a velocità costante con il resto nelle stesse condizioni precedenti (quindi ignorando il valore momentaneo di accelerazione) l'asse z indicherà l'accelerazione centrifuga mentre quello x restituirà un valore positivo o negativo a seconda del verso della virata.

Lo stesso concetto si applica per l'asse y, quindi interpolando i valori dei tre assi si conoscerà l'esatta inclinazione del piano del velivolo nello spazio.

Campionando i segnali velocemente rispetto alla velocità del mezzo e calcolando la derivata prima e seconda sui tre assi è possibile ottenere la posizione anche in presenza di accelerazioni, se poi si fondono i dati dell'accelerometro con quelli di un giroscopio a tre assi.....

Per inciso nel mio sistema di antirotazione per le barelle (brevettato) uso un accelerometro a 3 assi ed un giroscopio ad un asse e posso garantirti che funziona sia durante le operazioni in hovering che in volo traslato.

Utilizzo da nove anni un semplice accelerometro a 3 assi anche per misurare l'inclinazione verticale dei pannelli FV del mio sistema di Suntracking in baita, onde poterli posizionare ad angoli ben precisi in caso di vento, neve o particolari condizioni di insolazione.