Skateboard Neigungsmessung

michael_x:
"Jurs" MPU 6050 hat neben dem BeschleunigungsSensor auch eine Gyro-Komponente, die da evtl. sinnvollere Signale liefert.

Sein Problem dürfte hauptsächlich sein, dass er mit seinem Beschleunigungssensor zwar im Stand ein supertolles Signal über das gekippte Board bekommt, aber nicht, wenn er in Bewegung ist.

Im Stand: Board kippt nach links, Schwerpunktvektor verändert sich, wird gemessen ==> Signal links
Und das Signal bleibt so lange auf links, wie das Board nach links geneigt ist.

In dynamischer Fahrt sieht es anders aus. Da passiert das nur sehr kurzfristig, weil nach dem Kippen des Boards im weiteren Verlauf eine Kurvenfahrt eingeleitet wird.

In der Fahrt: Board kippt nach links, Schwerpunktvektor verändert sich, wird gemessen ==> Signal links
Den Bruchteil einer Sekunde später: Das Board fährt eine Linkskurve. Bei dem nach links geneigten Board entsteht eine Fliehkraftkomponente nach rechts. Und bei einer idealen Ausbalancierung ist die entstehende Fliehkraftkomponente nach rechts exakt genau so groß wie die Schwerkraftkomponente nach links, die durch die Linksneigung des Boards entsteht.

Genau deshalb fällt der Fahrer beim Kurvenfahren nicht vom Board: Durch die Linksneigung würde er eigentlich links vom Board herunterfallen. Durch die Fliehkräfte in einer Linkskurve würde er eigentlich rechts vom Board herunterfallen. Durch die Ausbalancierung ist es allerdings so, dass sich die Kräfte nach links und die Kräfte nach rechts aufheben, zwischen Fahrer und Board herrscht auch bei Kurvenfahrt nur eine senkrechte Kraft auf das Board.

D.h. im Idealfall "Stillstand" wird bei gerade ausgerichtetem Board nur eine Z-Komponente gemessen.
Und im Idealfall "Fahren einer Kurve mit idealer Ausbalancierung" wird bei schräg stehendem Board ebenfalls nur eine Z-Komponente gemessen.

Nur während eines ganz kurzen Zeitraums beim Einleiten der Kurve, wenn das Board geneigt wird, aber die Kurvenfahrt noch nicht begonnen hat und noch nicht ausbalanciert ist, liefert der g-Sensor ein brauchbares Signal über die nachfolgend gefahrene Kurve.

In ausbalancierter Kurvenfahrt wirkt nur eine Z-Kraft und ein g-Sensor kann ausschließlich an der plötzlich etwas höheren Schwerkraft feststellen, dass er sich in einer Kurvenfahrt befindet, aber die Richtung der Kurve kann damit nicht mehr bestimmt werden.