Stabilizzatore inerziale giroscopico a due assi

Ciao a tutti raga. Come sono andate le vacanze??? Qui a mi si vogliono tutti sparare, tutti nervosi e scontrosi, sarà l'effetto della fine delle vacanze :D. Beh io ho passato agosto da vero nerd a lavorare al mio sito. In questo periodo sono nate varie idee tra cui quella di realizzare con due piccoli motori brushless o dc un piccolo stabilizzatore inerziale giroscopico a due assi. Questo sistema sfrutta la coppia opposta al moto dell'albero motore, applicata alla cassa del motore, quando questo viene accelerato o decelerato. Sfruttando questo momento è possibile modificare l'inclinazione dell'oggetto e quindi correggere eventuali movimenti indesiderati, oppure produrre rotazioni su asse x e y (o miscelate) di qualsiasi tipo. in piu' mantenendo accesi i motori è possibile gia di per se stabilizzare giroscopicamente l'oggetto a cui sono assicurati.

Cosa ne pensate?
Fattibile con un accelerometro a 3 assi e un solo giroscopio??

La sto sviluppando per un lancio dedicato alla fotografia con pallone sonda a ben 30km di altezza. La macchina fotografica montata, se il tutto rientrerà nei termini dell'ENAC sarà una Nikon d50.

Pensate le possibilità che si aprono potendo programmare lo scatto di un panorama composto da piu' foto, ruotando per dire di 15° ogni scatto, pensate alla qualità e alla risoluzione di queste foto composte della terra dallo spazio :smiley: :smiley: :smiley: :D. Stampandole in grandezza naturale si potrebbero portare giu foto da 10mx10m

Qui c'è il post dedicato: Gioblu.com is for sale | HugeDomains

ciao gbm

Non ho bene capito per cosa vuoi usare i giroscopi.

Analizzando i movimenti possibili della piattoforma collegata al pallone :
movimento ascendente dato dal pallone (z) é una volta raggiunto l'altezza desiderata una velocitá piccola e da non considerare.
moviemto osillante in 2 direzioni (x e y) dato al vento
rotativo sia in direzione x, y e z dato dal vento.
rotatorio asse z e (x o y) dato dal movimento della massa della macchina fotografica e della meccanica di sostegno.

Per poter fare delle foto che alla fine possano comporre un panorama o una parte di sfera é necessario orientare la macchina fotografica e tenerla stabile in una direzione scelta.

La misura dei spostamenti e torsioni é solo metá cosa; devi anche stabilizzare l' orientamento della piattoforma e compernsare la retroazione del movimento della macchina fotografica.

La stabilizzazione di una parte della base con dei stabilizzatori inerziali giroscopici vedo necessario. e vedo necessario in 3 assi non solo 2 come proponi.

Io vedo necessario misurare sia l' inclinazione della base (asse x e y) e la rotazione (assi x,y e z) e l' acelerazione dato dal pendolare della base.

Ciao Uwe

Ciao Uwe, grazie per la risposta. Ho fatto alcune prove pratiche con dei motori brushless da modellismo e sono rimasto impressionato dal momento opposto al senso di rotazione dell'albero (e della cassa, visto che sono motori outrunner). Per stabilizzare l'oscillazione data dal vento, radiale rispetto al centro (il pallone) userei i due giroscopi accesi, che effetto giroscopico fanno resistenza all'oscillazione a cui sono sottoposti. Per muovere la macchina fotografica dovrei accelerare uno o entrambi i motori per ottenere una rotazione. Raggiunta la posizione corretta si stabilizzano i giri. Questo sistema crea un problema, tra pallone e carico ci vuole un sistema che permetta la rotazione (aggancio a cuscinetto) senza resistenza.

Non capisco perchè consigli 3 giroscopi. Con due assi x e y sfasati di 90 gradi copri tutto il range di movimenti possibili.

ma se tieni fermo il pallone nei tre assi con un giro non puoi semplicemente spostare la fotocamera con dei servi?

Io le trovo sempre molto interessanti ed affascinanti queste applicazioni fisico-pratiche.
Per come penso io, robabilmente concettualmente come cosa si può fare, però per mantenere stabile l'oggetto agganciato al giroscopio "meccanico" bisognerebbe avere un "volano" con una massa abbastanza grande, che si scontra un po' con i principi del volo.

Forse è meglio usare giroscopi elettronici ( vedi progetti tipo ardupilot, ecc. ) dove il giroscopio è usato come sensore di rotazione e le correzioni vengono fatte usando i mezz igià a disposizione per controllarne il moto.

Certo c'è il problema che un pallone forse non ha eliche e flap come nel caso di elicotteri ed aerei.

Lo trovo interessante perchè è un metodo utilizzato molto nelle astronavi, (vedi hubble, iss, mir, satelliti ecc) e mi divertirebbe un sacco sviluppare un sistema del genere. L'effetto ottenuto è davvero impressionante, dopo i primi test sono stupitissimo. Purtroppo mi manca un giroscopio sulla IMU per poter sentire la rotazione sul secondo asse, per pora posso sentire solo l'accelerazione >:(.

Non so quanto ti puoi affidare degli accelerometri... devi considerare la diminuzione di G in base all'altezza, quindi o barometro (valori assoluti) o integrazione dell'accelerometro (sballano col tempo). Credo che i giroscopi non abbiano problema a basse pressioni e sicuramente non c'è l'influenza della G. Controlla i datasheet dei sensori che vuoi usare, sei in condizioni estreme!
Considera che c'è un'altezza (quella a cui volano gli aerei) con venti fino ai 600km/h se non erro, e lì dubito che riesci a stabilizzare se non hai una forma aerodinamica che tende a stabilizzarti "in automatico"(come ad esempio una piccola vela), poi dovrà essere la vela o la telecamera a roteare. (secondo me meglio ruotare la telecamera)
per quanto riguarda la stabilizzazione in zone calme, gli assi X-Z dovrebbero auto-allinearsi grazie al peso della struttura, resta da eliminare la rotazione in Y. Credo che piuttosto di un accelerometro serva un magnetometro (angolo assoluto rispetto al nord magnetico)

I giroscopi migliori per questo tipo di applicazioni dicono essere i MEMS (una nuova nanotecnologia).
I giroscopi leggono bene grosse rotazioni, ma sballano sulle piccole. Il contrario vale per gli accelerometri.
Barometro e magnetometro sono assoluti, ma uno può sballare secondo le condizioni atmosferiche (temperatura in particolare), l'altro con campi magnetici tipo calamite, motori, e chissà che c'è in quota.

Ah non dimenticarti un GPS e un GSM per inviarti via SMS le coordinate della sonda, ho visto di uno che ha lanciato in Inghilterra e ha recuperato sulle coste francesi..
questo invece è un altro che ha usato arduino ma non ha stabilizzato: (http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1282491616, quì il percorso fatto dalla sonda, con tanto di recupero in alto mare :slight_smile: http://hollandshoogte.files.wordpress.com/2010/06/221.jpg )

Scusate, ma non è che a uno gli viene in mente e lancia un pallone a 30 Km di altezza.

Immagino che serviranno delle autorizzazioni per non intralciare il traffico aereo o peggio, causare incidenti.

Mi sembra che l'idea sia un tantino pericolosa.

Cordiali saluti
Andrea

Il pallone porta già con sè tutte le autorizzazioni necessarie al lancio ed al payload fornite dall'enac :wink: