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Topic: Sensore per misurare il vento su un quadricottero (Read 7851 times) previous topic - next topic

f.schiano

L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

f.schiano

Ho notato dal datasheet che ci sono 2 cose che non mi convincono:

Storage temperature: -30 /100 °C
Operating Temperature : 10 / 60 °C

Cosa si intende per Operating Temperature?
Perchè qui a Zurigo fa freddo e se non posso usarlo fuori sarebbe un problema.. (Sperando di non aver detto cacchiate :) )
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

astrobeed


Cosa si intende per Operating Temperature?
Perchè qui a Zurigo fa freddo e se non posso usarlo fuori sarebbe un problema.. (Sperando di non aver detto cacchiate :) )


Significa che il sensore è termocompensato in quel range, c'è scritto in testa al datasheet e l'errore massimo è garantito solo in quel range di temperatura.
Non è un grosso problema, basta che monti il sensore vero e proprio all'interno di un box realizzato con polistirolo e lo tieni riscaldato con un piccolo elemento termico, va bene pure un transistor di media potenza polarizzato in modo da farlo scaldare a 30-35°, il tutto lo alimenti con una piccola batteria LiPo 2S 500 mAh dedicata, pesa poco e ti garantisce almeno 50-60 minuti di autonomia per la misura, che è almeno tre volte di più dell'autonomia del quadri.

f.schiano

Sei un pozzo di scienza.

Ma quindi quando trovero' in un datasheet "Operating temperature" significa che e' quella alla quale puo' operare il chip in questione? Quindi basta fare questo accorgimento che mi hai detto tu e si bypassa questo problema?

Grande :)
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

astrobeed


Ma quindi quando trovero' in un datasheet "Operating temperature" significa che e' quella alla quale puo' operare il chip in questione? Quindi basta fare questo accorgimento che mi hai detto tu e si bypassa questo problema?


Si, la temperatura operativa indica sempre il range termico entro il quale è garantito il funzionamento di un componente nel rispetto delle sue specifiche tecniche, ovvero se lo fai lavorare fuori questo range non sono garantite le caratteristiche e c'è il rischio di danneggiarlo, nel caso del sensore di pressione anche se lo fai funzionare a 0° non si rompe, però le letture sono errate.
Tieni presente che tutti i componenti scaldano quando sono in funzione, quanto dipende dalla potenza dissipata, e la temperatura è riferita a quella del case e non quella ambiente.

f.schiano

Ok.

La LiPo alimenterebbe anche il sensore? Possibile che basti gia' quella del quadricottero?

Grazie ancora
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

astrobeed


La LiPo alimenterebbe anche il sensore? Possibile che basti gia' quella del quadricottero?


Si alimenterebbe tutto, ti ho suggerito una alimentazione a parte, nel caso del riscaldatore, sia per non togliere corrente, diciamo attorno ai 200-300 mA con il riscaldatore in funzione, alla batteria del quadri, sia per avere una sorgente di alimentazione pulita.
Poi ci sarebbe da fare tutta una serie di considerazioni su come leggi questo sensore e come trasmetti a terra i dati, la soluzione ideale è realizzare un modulo totalmente indipendente dal quadri dotato di un suo micro e un suo RTx, p.e un Xbee, in modo da poterlo utilizzare su qualunque piattaforma senza che sia necessaria una predisposizione.

f.schiano

Ok.

Loro per la trasmissione radio non utilizzano xbee ma un altro tipo di trasmettitore di cui non ho mai sentito parlare , il LAIRDTECH.

Tu pensi che non si possa trasmettere direttamente tramite questo modulo, c'è bisogno di utilizzarne uno a parte?`

Grazie
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

astrobeed


un altro tipo di trasmettitore di cui non ho mai sentito parlare , il LAIRDTECH.


Pure io non ne ho mai sentito parlare, però se ti consente di accettare dati da una UART e inviarli a terra ad una distanza sufficiente sicuramente va bene.

f.schiano

si. me lo ha spiegato in poche parole e mi ha detto che non usano il protocollo Zigbee ma un altro, e quindi sono piu' veloci :)
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

f.schiano

Ho parlato con il supervisor e mi ha detto che sarebbe possibile stimare il vento con quel sensore proposto da ratto con il tubo di pitot. Ma servirebbero comunque piu' sensori... Ho proposto il fatto di far girare il quadri per potere utilizzare meno sensori, ma mi sono sembrati scettici a riguardo.

Tralasciando questo la cosa importante è che loro vogliono stimare il vento nello spazio, quindi in 3D.

Ora hanno deciso di tenere in considerazione questo sensore ma di partire prima da una stima del vento attraverso soltanto IMU e GPS (nel nostro caso il GPS verrebbe sostituito da un sistema di posizionamento VICON, molto piu' preciso perchè cosi possiamo provarlo indoor)

Che ne pensate? Sapete qualcosa a riguardo?
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

stefa24

#41
Oct 30, 2012, 03:08 pm Last Edit: Oct 30, 2012, 03:16 pm by stefa24 Reason: 1
ciao
per una misura in 3D delle velocita' del vento ci sono dei sensori ad ultrasuoni usati in metereologia, ma il peso a questo punto aumenta, e bisogna considerare anche il movimento relativo del quadri

http://www.ozitronics.com/test.html
oppure questo che mi sembra meglio
http://www.technik.dhbw-ravensburg.de/~lau/ultrasonic-anemometer.html

stefano
https://sites.google.com/site/agritronica/
https://sites.google.com/site/t3chconcrete/
arduino UNO rev 3
ide 105

BrainBooster

wè schiano, da quanto tempo... :D
hai fatto i soldi e?... :)
tornando al sensore... hai dato in'occhiata a quelli fatti da omron?
per esempio uno tipo questo non andrebbe bene?
http://www.mouser.com/ds/1/307/D6F-V_1010-4695.pdf

astrobeed


Tralasciando questo la cosa importante è che loro vogliono stimare il vento nello spazio, quindi in 3D.


La vedo dura montare un sensore 3D per il vento su un quadri.

Quote

Ora hanno deciso di tenere in considerazione questo sensore ma di partire prima da una stima del vento attraverso soltanto IMU e GPS (nel nostro caso il GPS verrebbe sostituito da un sistema di posizionamento VICON, molto piu' preciso perchè cosi possiamo provarlo indoor)


Cioè vorresti valutare direzione e intensità del vento in base a come viene spostato il quadri ?

f.schiano

Grazie stefano anche per il tuo supporto.

Vi preannuncio innanzitutto che lo scetticismo riguardo ai sensori con tubi di Pivot ho capito che ha una buona motivazione:
questo tipo di sensori sono molto buoni per stimare la velocità del vento (in realtà la velocità del velivolo) quando le velocità in questione sono abbastanza elevate. I sensori in questione fanno schifo quando stiamo a basse velocità come nei quadricotteri (dovrei farli volare ad alte velocità per un po' di tempo per avere una stima accurata)

In ogni caso....Ho appena finito di parlare con un esperto del CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali) e diciamo che ho capito un po' meglio il mio percorso.

Allora visto che il problema è quello di stimare la direzione e intensità del vento e visto che ho capito che loro vogliono farlo senza un sensore apposito ma semplicemente con IMU e GPS il problema diventa il seguente:

Abbiamo L'UAV che se lo vediamo come un modello matematico ha degli ingressi e delle uscite. (Ingressi = velocità di rotazione dei rotori, uscite=posizione xyz e relative velocità + posizioni angolari e reltive velocità angolari)
Naturalmente come ogni modello matematico esso sarà affetto da disturbi e sono proprio questi disturbi l'oggetto della nostra analisi.

Assodato che vogliamo utilizzare le uscite di IMU e GPS come nostre misure per avere il vento la cosa logica che ci viene in mente è quella di "invertire" il modello.

E giä qui abbiamo il primo problema, per poterlo invertire c'è bisogno dei PARAMETRI AERODINAMICI del modello in questione (Non dovrebbe essere un problema in quanto il mio supervisor mi ha detto ' Abbiamo il modello completo del quad')

Andiamo avanti.
Una volta fatto questo pero', cioè se riusciamo ad invertire il modello non otteniamo di certo l'intensità del vento perchè il vento è un disturbo. Quindi per poter invertire il modello lo strumento matematico che ci viene in aiuto è il famoso....

... FILTRO DI KALMAN

Questo puo' essere uno schema che rende l'idea:


All'uscita del filtro di Kalman noi dobbiamo avere qualcosa che dipende dalla velocità del velivolo rispetto all'aria. Se riusciamo ad avere una cosa del genere, possiamo scindere da questa la velocità del vento e quindi avremmo risolto il nostro problema.

Quando abbiamo detto ' Filtro di Kalman ' subito è nato un problema fondamentale :
il filtro di Kalman basa tutto il suo funzionamento sul fatto che il sistema sia lineare, infatti si va a risolvere un eq. algebrica di Riccati per trovare il guadagno del filtro di Kalman.
Si puo' ovviare a questo problema utilizzando il cosiddetto EXTENDED KALMAN FILTER che è un filtro di Kalman che vale anche per sistemi Non Lineari.

Un'ulteriore passo che si potrebbe fare sarebbe quello di installare i tanto discussi tubi di pitot e quindi avere un sensore REALE.
Con il filtro di KALMAN ci siamo creati il nostro sensore di vento VIRTUALE e potremmo andare ad integrarli per avere una misura del vento su tutto il range di velocità ed avere anche una accuratezza maggiore.

Spero di essere stato chiaro perchè la cosa non è delle piu' semplici... Se qualcuno ha qualche osservazione da fare mi dica pure...possibile che mi apra la mente per trovare la soluzione al problema.

Fabrizio.

p.s. Il problema sembra essere diventato ancora piu' complesso :) :(
L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

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