Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kompasschip kippbar machen, reichen 3 Achsen?


von Philipp M. (lord-maricek)


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Moin,

wenn ich die 2-Achs Kompasschips kippe, ziegen sie gleich falsche Werte 
an. Was brauche ich, damit der Kompass auf gekippt den richtigen Wert 
anzeigt.
Reicht da ein 3-Achs Kompass, der die X,Y,Z Werte ausgibt und man sich 
das dann berechnen kann, oder was braucht man dafür noch?

MfG
Philipp

von Herr Selig (Gast)


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Ja und etwas Vektoralgebra. Mehr als 3 Achsen geht nicht in 3D 
zumindest.

von Philipp M. (lord-maricek)


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Ok, danke.

Der LSM303DLH hat 3 Achsen und einen Beschleunigungssensor von dem man 
ebenfalls noch die X,Y,Z Koordinaten bekommt. Ist das dann nicht 
überflüssig? Oder bekommt man da noch eine größere Genauigkeit?

Kennt vielleicht jemand eine Seite, wo beschrieben ist wie man das mit 3 
Achsen und Vektorrechnung macht? Bin erst in der 10. Klasse und habe 
Vektorrechnung noch nicht gehabt, hab mich damit zwar schon beschäftigt, 
aber sowas herleiten könnte ich nicht.

Oder hat jemand ein Stichwort nachdem in googlen kann?

MfG
Philipp

von Herr Selig (Gast)


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zuerst mal hast du 3 werte (x,y,z)   das ist ein Vektor oder auch 
3-tupel genannt (in dem fall wegen 3 Zeilen)

dich interessiert nicht die Magnetfeldstaerke, nur die Richtung, deshalb 
musst du den Vektor 'normalisieren', das heisst ihn so 
verkuerzen/verlaengern, das seine Laenge 1 wird, die Richtung bleibt 
dabei gleich.

wie normaliserit man den Vektor.
man ermittelt die laenge mit dem 3dimensionalen pythagoras

  ( x^2 heisst x quadrat bzw z hoch 2
    sqrt(x) heisst wurzel oder auch x hoch 1/2 )

also laenge des vektors:
L = sqrt(x^2 + y^2 + z^2)

dann ist der normalisierte Vektor  Vn = (x/L, y/L, z/L)
oder wenn du es ausfuehrlich haben willst
Xn = X/  sqrt(x^2 + y^2 + z^2)
Yn = Y/ sqrt(x^2 + y^2 + z^2)
Zn = Z /sqrt(x^2 + y^2 + z^2)

das ist der Anfang, wie es weiter geht, erklaert dir jemand anderes
http://de.wikipedia.org/wiki/Lineare_Algebra    schau dir mal die 
Bildchen an
http://www.mathproject.de/LineareAlgebra/Lineare_Algebra.html

von Herr Selig (Gast)


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Stell dir einen Vektor vor als einen Pfeil

Ein Vektor is stets in einem System zu betrachten

Also eine Skala, die man anlegt, um den Vektor beschreiben zu koennen
Das kennst du von Funktionen, die werden in einem 2 Dimensionalen System 
gezeichnet, dh zwei aufeinander senkrechte Linien x/y Achse

Denk dir einfach 3 Linien, die alle im 90 Grad winkel zu den jeweils 
anderen stehen, also ein Koordinatensystem im  3D mit rechten winkeln

x/y/z Achse ist das

orthonormal nennt man dieses System dann

von Herr Selig (Gast)


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Wenn du jetzt einen (1,-2,3) Vektor hast beispielsweise,
dann denk ihn dir als einen Pfeil, der dort losgeht, wo sich die 3 
Linien vom Koordinatensystem schneiden (Nullpunkt)

und die Spitze musst du noch einzeichnen, dann hast du deinen 
Vektorpfeil

Wo kommt die Spitze des Vektors hin

In unserem Fall
gehe 1 meter nach rechts,
gehe -2 meter nach oben, also 2 meter nach unten
gehe dann noch 3 Meter nach hinten (also in den Raum hinein)

http://de.wikipedia.org/wiki/Rene_Descartes
Kuck mal bei dem unter Mathematik
->  http://de.wikipedia.org/wiki/Analytische_Geometrie

von Herr Selig (Gast)


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Dein Magnetsensor liefert dir nichts anderes als so einen Vektor, der 
dort hinzeigt, wo das Magnetfeld am stärksten ist, das wär dann wohl 
dein Erdmagnetpol

von Philipp M. (lord-maricek)


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Hi,


danke für die Infos, also was ein Vektor ist und wie er aussieht weiß 
ich. Ich habe mich damit im laufe meines Projekts ein bisschen damit 
beschäftigt.
Ich habe hier zuhause auch eine Formelsammlung wo alles etwas 
anschaulicher beschrieben ist, aber ich habe jetzt erlich gesagt keine 
Ahnung wie ich weitermachen soll.
Könnt ihr mir vielleicht ein paar Stichworte nennen? Die Formeln habe 
ich alle hier.

Sachen wie z.B. -Länge des Vektors bestimmen und damit "irgendwas" 
machen- reicht.
Ich bräuchte bitte nur noch ein paar Anhaltspunkte.

MfG
Philipp

von Herr Selig (Gast)


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Also im Grunde hast du das gleiche Problem wie beim echten Kompass. Du 
kannst ihn kippen aber dann ist die Anzeige und die Nadel schief, sodass 
du keine Werte mehr erhaelst. Das ist beim elektronischen auch nicht 
anders.

von Wolfgang Horn (Gast)


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Philipp Maricek schrieb:
> wenn ich die 2-Achs Kompasschips kippe, ziegen sie gleich falsche Werte
> an. Was brauche ich, damit der Kompass auf gekippt den richtigen Wert
> anzeigt.

Hi, Philipp,

bitte informiere Dich über das geomagnetische Feld etwas näher.
Insbesondere über die Inklination: Würde eine Kompassnadel in unseren 
Breiten völlig frei aufgehängt, würde sie wohl etwa um 70° nach oben 
zeigen. Eine Schrägneigung um 1° bewirkt einen Nordfehler von gut mehr 
als 3°.

Ein Taschenkompass für Pfadfinder muss daher waagerecht gehalten werden, 
seine Nadel kann nur um die Vertikalachse drehen. Zusätzlich ist die 
Südseite der Nadel beschwert, damit die Nadel drehen kann.

Bei NXP, Honeywell und in vielen Patentschriften findest Du eine Flut an 
Lösungsansätzen zum Nachbauen und Verbessern.

Ein weiteres Problem wird die Kalibrierung sein. Insbesondere, wenn Dein 
Fahrzeug / Flugzeug ferromagnetische Materialien enthält, die das 
Erdmagnetfeld lokal "verbiegen" oder ihm sogar ein eigenes überlagern.

Gute Quellen findest Du auch bei 
http://forum.mikrokopter.de/forum-30.html Die Kalibrierung hat die aber 
auch an ihre Grenzen gebracht.


Ciao
Wolfgang Horn

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