Hallo Mikrocontrollergemeinde, ich brauche mal eure Hilfe. Ich habe einen Windrichtungsgeber und möchte diesen auswerten. (Dokumentation ist nicht vorhanden) An 2 Ausgängen bekomme ich jeweils ein Spannungswert bei einer bestimmten Gradzahl, wie auch auf dem Bild im Anhang zu sehen. Wie lassen sich diese 2 Spannungen nun am besten auswerten, sodass ich eine ziemlich genau Gradzahlanzeige hinbekomme. Habt ihr Ideen für einen Arduinosketch? LG :)
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Subtraktion und addition bringen in diesem Fall wenig, probiere es einmal mit division der beiden Spannungen. Du brauchst eine eineindeutige (injektive) Abbildung....
Ich habe keinen Plan von Arduino. Aber du musst eigentlich bloss die Differenz (mit Vorzeichen) der beiden Werte berechnen. Gut... bei 0°/360° und 180° hast du noch ein Problem. Aber da kannst du ja basierend auf dem letzten Messwert entscheiden, was der Wert 0 nun bedeutet.
Sieht nach einem Resolver (oder einem äquivalenten Interface) aus. Schau mal da: https://de.wikipedia.org/wiki/Resolver Grundsätzlich kriegst du den Winkel mit atan((sin/cos)).
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Danke schon mal für die schnellen antworten. Habe die Werte nun multipliziert und erhalte eine neue Kurve. Wie kann ich jetzt mit dieser Kurve mir dir Gradzahlen anzeigen lassen. Gibt es da eine Übersetzungsmethode von der Spannung_min bis Spannung_max = Soviel Grad ? Oder wie macht man das am besten?
Master-Jimmy schrieb: > Ich habe keinen Plan von Arduino. Aber du musst eigentlich bloss die > Differenz (mit Vorzeichen) der beiden Werte berechnen. Unsinn Die Signale ergeben sich aus dem Winkel x und einem Offset x0 durch
1 | Ch1 = U0 + U1 * sin(x+x0) |
2 | Ch2 = U0 + U1 * cos(x+x0) |
Jetzt darfst du deine Mathekenntnisse mal hervorkramen und selber überlegen, wie man aus diesen beiden Gleichung den Winkel berechnet. Erstmal muss man U0 bestimmen und abziehen. Anschließend kann man U1 durch Division der beiden Werte eleminieren und den Rest erledigt z.B. atan2(), wie schon geschrieben.
Oliver R. schrieb: > Habe die Werte nun multipliziert und erhalte eine neue Kurve. > Wie kann ich jetzt mit dieser Kurve mir dir Gradzahlen anzeigen lassen. > > Gibt es da eine Übersetzungsmethode von der Spannung_min bis > Spannung_max = Soviel Grad ? > Oder wie macht man das am besten? Ich verstehe deine Frage nicht: MaWin (und auch resolver) haben's Dir doch vorgerechnet...
Ich habe nochmals gegoogelt. In der Schule wird in Klasse 9 immer noch Trigonometrie unterrichtet, das wurde noch nicht eingespart. sin, cos ... sollten also bekannt sein.
Oliver R. schrieb: > Habe die Werte nun multipliziert und erhalte eine neue Kurve. > Wie kann ich jetzt mit dieser Kurve mir dir Gradzahlen anzeigen lassen Gar nicht. Du hast zwar alleine 3 nicht zum Ziel führende Antworten bekommen, aber multiplizieren wollte dir selbst von denen niemand empfehlen. Keine Ahnung, wie du auf Multiplizieten kommst. Erstmal solltest du die Nulllinie finden, eventuell bietet die Elektronik die als dritten Anschluss. Und dann musst du noch wissen, welcher Faktor Bogenmass in Grad umrechnet.
Verstehe nicht wie ich das berechnen soll. Die beiden Spannungen von Pin2 und Pin3 kommen ja von 2 Hallsensoren die eine analoge Spannung ausgeben, je nachdem in welcher Stellung die Welle vom Windrichtungsgeber gerade steht. Wie kann ich im Sketch implementieren das ich bei der z.B 1,8V und 2,12V = 10° angezeigt bekomme ? Wie soll ich das mit atan((sin/cos)) berechnen?
MaWin schrieb: > > Du hast zwar alleine 3 nicht zum Ziel führende Antworten bekommen, aber > multiplizieren wollte dir selbst von denen niemand empfehlen. Wusste nicht ganz wie ich das machen soll. Dachte wenn ich das multipliziere hat man eine Kurve die man eventuell besser auswerten kann. (Wäre das gleiche wie bei der Subtraktion)
Oliver R. schrieb: > Dachte wenn ich das multipliziere hat man eine Kurve die man eventuell > besser auswerten kann. (Wäre das gleiche wie bei der Subtraktion) Wo wart ihr alle, als in der Schule rechnen dran war, auf dem Pausenhof am kiffen ? Eklatantes Bildungsversagen. Kein Wunder, wenn uns China mit Siebenmeilenstiefeln überholt.
MaWin schrieb: > Wo wart ihr alle, als in der Schule rechnen dran war, auf dem Pausenhof > am kiffen ? >Eklatantes Bildungsversagen. Kein Wunder, wenn uns China mit Siebenmeilenstiefeln überholt. Mach mal lieber ein Rechnungsvorschlag wenn du es so besser weißt :D Bin jetzt soweit das ich eine Kurve zur Auswertung der Gradzahl verwende würde und die andere für Nord, Ost, Süd und West. Kann man aus einer Kurve eine gerade bilden von Spannung_min zu Spannnung_max und das in eine Gradzahl umwandeln? Jemand eine Idee wie man das umsetzen kann oder wie man es anders machen kann ?
Wenn wir eine Offsetspannung von ca. 1.75V annahmen, ist das Signal an Pin2 der Cosinus und das Signal an Pin3 der Sinus. Zieh den Offset von den Messwerten ab, dann kannst du den Winkel so ausrechnen: Winkel = atan((Pin3-Offset)/(Pin2-Offset)) Da kommt auch deine gewünschte Gerade heraus: https://www.wolframalpha.com/input/?i=plot+sin%28x%29%2C+cos%28x%29%2C+atan%28sin%28x%29%2Fcos%28x%29%29+from+-4+to+4
Oliver R. schrieb: > Habe die Werte nun multipliziert und erhalte eine neue Kurve. Richtig, wieder ein Sinus, nur halt ein wenig phasenverschoben. > Wie kann ich jetzt mit dieser Kurve mir dir Gradzahlen anzeigen lassen. Du mit dieser neuen Kurve eben auch wieder pro Spanungswert wieder 2 mögliche Postitionen. Master-Jimmy schrieb: > Ich habe keinen Plan von Arduino. Aber du musst eigentlich bloss die > Differenz (mit Vorzeichen) der beiden Werte berechnen. Der Witz ist dabei natürlich, dass du dann letztlich einfach wieder eine Sinusfunktion, aber mit einer anderen Phase bekommst, dieser neue Sinus hat dann bei 170° und 350° seine Nulldurchgänge. Aber auch bei diesem neuen Sinus gibt es für jede Spannung 2 mögliche Positionen. > Aber da kannst du ja basierend auf dem letzten Messwert entscheiden, was > der Wert 0 nun bedeutet. Dann muss man sich auf den "letzten" Messwert (der ja nicht gemessen, sondern berechnet wurde) sicher verlassen können. Und dazu darf der Wert darf nicht "zu alt" sein. Das ist viel zu wacklig, und unnötig, weil wir hier ja einen Absolutwertgeber haben, der immer konsistent die richtige Postition ausgibt. resolver schrieb: > Grundsätzlich kriegst du den Winkel mit atan((sin/cos)). Das ist der einzig sinnvolle Weg. Wobei man da neben der Normierung auch die Sache mit der Division durch 0 im Auge behalten muss.
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resolver schrieb: > Winkel = atan((Pin3-Offset)/(Pin2-Offset)) > > Da kommt auch deine gewünschte Gerade heraus: Oliver R. schrieb: > Bin jetzt soweit das ich eine Kurve zur Auswertung der Gradzahl verwende > würde und die andere für Nord, Ost, Süd und West. Ja, weil du die 4 Quadranten unterscheiden/betrachten musst. Siehe Bild: atan(sin(x)/cos(x)) atan2 ist durch 4 Bedingungen definiert: https://en.wikipedia.org/wiki/Atan2 Du kannst atan(sin(x)/cos(x)) nehmen und musst dann bedingt durch die Phasenlage noch wissen in welchem Quadranten du dich befindest...schon hast du dein Winkel.
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Aber wie ist das nach einem "Restart"? Da kann man ja unmöglich wissen in welchem der 4 Bereiche der Geber sich befindet...mh.
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Oliver R. schrieb: > Jemand eine Idee wie man das umsetzen kann oder wie man es anders machen > kann ? Wurde dir ja eigentlich schon gesagt. atan bzw. atan2 heißt die Funktion. Du hast dabei nur 4 Schritte: 1) Deine Spannungsmessungen sind ziemlich schlecht. Zumindest je nach dem wie genau man auflösen möchte. Hier könnte evtl. eine Mittelung über mehrere Messwerte (getrennt für a und b) etwas bringen. Außerdem solltest du a und b absolut Zeitgleich erfassen. Zwei Messungen hintereinander anzustoßen reicht je nach Genauigkeitsanforderungen evtl. nicht aus da du dann a(t-1) und b(t-2) hast. Sprich sie sind nicht konsistent. Gerade wenn es ein "dynamischer" Tag mit stürmischem Wind ist, ist eine gleichzeitige Erfassung evtl. nötig. 2) Du hast einen Offset in deinen Signalen, der muss weg. Je nach Sensor könnte man das entweder über geschickte Verschaltung von RefOut-Sensor und ADC_Ref machen. Oder Du ziehst einfach in Software einen berechneten/festen Wert ab. 3) Du rechnest auf die Signale den Arkustangens (z.B. über ATAN2 oder eine eigene ATAN2 Tabelle). 4) Du hast evtl. noch einen Offset im Winkel zu deinem Erwartungswert. Den musst du am Schluss noch abziehen.
Adam P. schrieb: > Aber wie ist das nach einem "Restart"? > Da kann man ja unmöglich wissen in welchem der 4 Bereiche der Geber sich > befindet...mh. Ah, vergisst es :) hatte grad ein Brett vor dem Kopf. zu laut gedacht
Adam P. schrieb: > Aber wie ist das nach einem "Restart"? > Da kann man ja unmöglich wissen in welchem der 4 Bereiche der Geber sich > befindet...mh. Doch kann man. Alleine durch das Vorzeichen der Signale ist der Quadrant definiert. Nimm ATAN2, der macht diese Fallunterscheidung bereits für dich. Deshalb werden bei ATAN2 die Signale a und b als getrennte Parameter übergeben (Vorzeichenunterscheidung) und nicht als Quotient wie bei ATAN (a/b). Edit: Mein Beitrag überschneidet sich mit dem Brett.
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Oliver R. schrieb: > Mach mal lieber ein Rechnungsvorschlag Der stand da schon: atan2 also einfach mal nachschlagen, was diese auf deinem Arduino verfügbare Funktion tut. atan2(x-1.75,y-1.75)*(180/3.1415926) wobei die 1.75 die angenommene Nulllinie sind, also (max(x)-min(x))/2.
resolver schrieb: > Wenn wir eine Offsetspannung von ca. 1.75V annahmen, ist das Signal an > Pin2 der Cosinus und das Signal an Pin3 der Sinus. Zieh den Offset von > den Messwerten ab, dann kannst du den Winkel so ausrechnen: > Winkel = atan((Pin3-Offset)/(Pin2-Offset)) Warum muss ich denn eine Offsetspannung abziehen? Und woher kommt diese bzw. wie kommt diese zustande? Wenn ich die 10°,20°,30° und 40° Stellung berechne kommt folgendes raus. bei den Werten bei 10° also 2,12V und 1.8V = 82,3° bei 20° also 2,16V und 1,7V = -83,0° bei 30° also 2,16V und 1,64V = -74,98° bei 40° also 2,16 und 1,56V = -62,87° Was soll ich mit den Werten anfangen und wie kann ich sie auswerten? Weiß da wirklich nicht weiter. Hätte gedacht man nimmt einen von den beiden Sinuswellen und wenn der Arduino eine Spannung misst, wandelt er es eventuell mit einem map Befehl in eine Gradzahl um.
N. M. schrieb: > Wurde dir ja eigentlich schon gesagt. atan bzw. atan2 heißt die > Funktion. > Du hast dabei nur 4 Schritte: Ich befürchte das reicht dem TO nicht, er benötigt das fertige Arduinoprogramm um erfolgreich sein zu können
MaWin schrieb: > also (max(x)-min(x))/2 Das wäre dann aber nur Vpp/2 bzw. die Amplitude. Über min(x) + (max(x)-min(x))/2 kommt man mit den Messwerten des TOs auf 1,67V. Mit einer Mittelwertberechnung über alle Werte sind es 1,66V. Ich hätte eigentlich 1,65V erwartet da der Sensor wahrscheinlich 3,3V/2 als Nulllinie verwendet. Aber das kann auch an der Versorgungsspannung des Sensors liegen. Deshalb wäre evtl. auch eine radiometrische Messung nicht schlecht.
MaWin schrieb: > wobei die 1.75 die angenommene Nulllinie sind, also (max(x)-min(x))/2. Wäre es nicht einfacher, wenn er den DC Offset herausfiltert: https://github.com/openenergymonitor/learn/blob/master/view/electricity-monitoring/ctac/digital-filters-for-offset-removal.md Weiterhin habe ich noch gelesen, dass die 2 Ausgangsspannungen max. 70,7% der Vref Amplitude betragen können, ist da was dran? Damit könnte man ja dann die Werte normieren.
zonk schrieb: > Ich befürchte das reicht dem TO nicht, er benötigt das fertige > Arduinoprogramm um erfolgreich sein zu können Ein Ansatz auf ein Programm wäre schon sehr hilfreich.
Oliver R. schrieb: > Warum muss ich denn eine Offsetspannung abziehen? Und woher kommt diese > bzw. wie kommt diese zustande? Sag uns mal die Bezeichnung des Sensors. In seinem Datenblatt wird man wahrscheinlich eine Beschreibung finden dass Vcc/2 Null entspricht. Und das ist eben die Offsetspannung.
Oliver R. schrieb: > Ein Ansatz auf ein Programm wäre schon sehr hilfreich. Junge, du willst uns allen ernstes sagen dass Du die Zeile von MaWin nicht abtippen kannst? Mehr ist es nämlich nicht. MaWin schrieb: > atan2(x-1.75,y-1.75)*(180/3.1415926) Wie gesagt kann man über die 1.75V evtl. noch streiten. Aber ansonsten steht da dein Quellcode 1 zu 1 da.
Oliver R. schrieb: > Weiß da wirklich nicht weiter. Dann solltest Du noch einmal zurück auf die Baumschule und Dich mit Trigonometrie befassen. Das sind absolute Grundlagen. Solche Typen wie Du gehörten doch damals in der Schule bestimmt zu denjenigen, die den Mathematikunterricht sinnlos fanden und sich womöglich über die angeblichen "Streber" lustig gemacht haben. Und das rächt sich nun eben genau an dieser Stelle. Mein Mitleid hält sich sehr in Grenzen.
Die 1.75V habe ich nur so pi*Daumen aus dem ersten Bild geschätzt, die sind sicher nicht ganz richtig... Dokumentation gibt es anscheinend keine.
Oliver R. schrieb: > Habt ihr Ideen für einen Arduinosketch? Ich übersetze mal diesen Satz: "Ich bin zu faul mein Hirn anzuwerfen, ich hab auch keine Lust mich mit dieser Arduino-Programmierung auseinander- zusetzen. Ausserdem finden sich ja sowieso im Internet ein paar Leute die mir die Arbeit abnehmen und mir das Ergebnis auf dem Silbertablett servieren. Ich liebe es mir gebratene Tauben in den Mund fliegen zu lassen."
Oliver R. schrieb: > Wie kann ich im Sketch implementieren das ich bei der z.B 1,8V und 2,12V > = 10° angezeigt bekomme ? Bevor du irgendwas in einem Sketch implementieren, musst du dir erstmal die dahinter stehende Mathematik klar machen. Wenn du verrätst, wie dein geheimer Hallsensor heißt, ergibt sich daraus vielleicht sogar Hinweise, wie der Offset festgelegt wird. Sonst musst du den Windmesser ein paar Trainingsrunden drehen lassen und daraus die Skalierung der Signale bestimmen (Min, Max -> Mittelwert, Amplitude).
weiter weg schrieb: > Oliver R. schrieb: >> Habt ihr Ideen für einen Arduinosketch? > > Ich übersetze mal diesen Satz: > > "Ich bin zu faul mein Hirn anzuwerfen, ich hab auch keine > Lust mich mit dieser Arduino-Programmierung auseinander- > zusetzen. Ausserdem finden sich ja sowieso im Internet > ein paar Leute die mir die Arbeit abnehmen und mir das > Ergebnis auf dem Silbertablett servieren. Ich liebe es > mir gebratene Tauben in den Mund fliegen zu lassen." Ja, soll es auch geben. Ich glaube jedoch, der TO versteht die Herangehensweise wirklich nicht. Hätte man ein Datenblatt und evtl. auch seine verwendeten Spannungen etc. könnte man ihm evtl. erklären, warum es ist wie es ist und warum man dies und das machen muss um zu einem Ergebnis zu kommen...tja.
Oliver R. schrieb: > bei den Werten bei 10° also 2,12V und 1.8V = 82,3° > bei 20° also 2,16V und 1,7V = -83,0° > bei 30° also 2,16V und 1,64V = -74,98° > bei 40° also 2,16 und 1,56V = -62,87° swangnic@tgs-dev-160> python3 >>> import math >>> math.atan2(2.12-1.65,1.8-1.65)*180/math.pi 72.2995722113328 >>> math.atan2(2.16-1.65,1.7-1.65)*180/math.pi 84.40066066347943 >>> math.atan2(2.16-1.65,1.64-1.65)*180/math.pi 91.12330271407544 >>> math.atan2(2.16-1.65,1.56-1.65)*180/math.pi 100.00797980144131 LG, Sebastian
Adam P. schrieb: > Hätte man ein Datenblatt und evtl. auch seine verwendeten Spannungen > etc. > könnte man ihm evtl. erklären, warum es ist wie es ist und warum man > dies und das machen muss um zu einem Ergebnis zu kommen...tja. Wenigstens könnte er seine Daten in maschinenlesbarer Form hochladen, damit man ihm die Lösung ausrechnen kann. Vielleicht begreift er dann, dass manche Dinge in der Schule durchaus einen Sinn haben.
Oliver R. schrieb: > Mach mal lieber ein Rechnungsvorschlag wenn du es so besser weißt :D resolver schrieb: > Grundsätzlich kriegst du den Winkel mit atan((sin/cos)). MaWin schrieb: > Und dann musst du noch wissen, welcher Faktor Bogenmass in Grad > umrechnet.
Wieso berechnet man das denn mit überhaupt mit math.atan2(2.12-1.65,1.8-1.65)*180/math.pi ? Warum geht es nicht mit einer linearen Funktion das man die Pins 2 & 3 misst und dann die Spannungen mit einem map Befehl auf Grad überträgt. Wäre für mich das einzige verständnisvolle und verstehe noch nicht den Sinn hinter der Berechnung mit den atan2. Da ich kein Experte bin und ich hier im Forum nach Hilfe frage, bitte ich um hilfreiche Antworten. Genörgel kann sich gespart werden... Das hilft bestimmt nicht bei einem freundlichen Austausch von Wissen. Nach dem Hallsensor werde ich gleich mal schauen ob ich die Bezeichnung herausbekomme. Ansonsten gibt es leider keine Dokumentation, da der Windrichtungsgeber aus einer Wetterstation ausgebaut wurde.
Oliver R. schrieb: > Warum geht es nicht mit einer linearen Funktion Weil Sinus und Kosinus nun mal keine linearen Funktionen sind! Klar du könntest dir eine Look-Up-Table basteln und dann da die Werte suchen und das Ergebnis ablesen. Jedoch um dir diese Table zu basteln, benötigst du wiederum eine Formel um dir die Werte einmal auszurechnen.
Oliver R. schrieb: > Warum geht es nicht mit einer linearen Funktion das man die Pins 2 & 3 > misst Weil der Sensor die Komponenten eines rotierende Magnetfeldes misst.
Oliver R. schrieb: > Warum geht es nicht mit einer linearen Funktion das man die Pins 2 & 3 > misst und dann die Spannungen mit einem map Befehl auf Grad überträgt. > Wäre für mich das einzige verständnisvolle und verstehe noch nicht den > Sinn hinter der Berechnung mit den atan2. Na ja, bei atan2 steht der erste Wert steht für die Auslenkung in y-Richtung und der zweite für die Auslenkung in x-Richtung, mit 0 für keine Auslenkung, und genau das liefert dein Windrichtungssensor (allerdings nicht mit 0 sondern mit 1.65V für keine Auslenkung, darum die Subtraktion von 1.65). Und dann liefert atan2 die Richtung als Winkel zurück, und zwar als vollen Kreiswinkel in Bogenmass zwischen 0 und 2*PI. LG, Sebastian
Adam P. schrieb: > Klar du könntest dir eine Look-Up-Table basteln und dann da die Werte > suchen und das Ergebnis ablesen. Was in vielen ATAN Funktionen auch so gemacht wird. Letzten Endes wird der richtige Wert aus dem Quotienten aus dem Flash gezerrt. Bei ATAN2 dann nochmal mit einer Fallunterscheidung bzgl Quadranten und einer Addition mit 90, 180 oder 270 Grad. Also warum nicht die fertige Funktion nehmen die funktioniert?
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N. M. schrieb: > Also warum nicht die fertige Funktion nehmen die funktioniert? Versteh ich auch nicht. Aber nun wurden ja schon mehrere Wege aufgezeigt die zum Ziel führen. ...Qual der Wahl.
Das Problem ist doch, dass das Signal keine sauberen Sinus- und Cosinuswerte auf dem Einheitskreis sind, sondern unterschiedliche Offsets und unterschiedliche Amplituden haben. Man hat mehr Unbekannte als erwartet.
Oliver R. schrieb: > Wäre für mich das einzige verständnisvolle Du lernst gerade schmerzhaft warum die blöden Lehrer und die Idioten in den Kultusministerien immer noch darauf bestehen dass Mathematik ein Pflichtfach in der Schule ist.
Naja, wir wissen nicht, wie diese Werte aufgenommen wurden. Für einen ersten Gehversuch und ein grobes Ergebnis sollten sie aber verwendbar sein. Wenn das Prinzip einmal implementiert (oder vielleicht sogar verstanden) ist, kann man sich immer noch Gedanken machen, wie die Signalqualität verbessert werden kann.
Christoph db1uq K. schrieb: > Man hat mehr Unbekannte als erwartet. Dann war die Erwartungshaltung halt falsch. Ich korrigiere mich also und schreibe besser:
1 | Ch1 = U01 + U11 * sin(x+x0) |
2 | Ch2 = U02 + U12 * cos(x+x0) |
Bist du jetzt beruhigt. Messpunkte, um die Werte zu bestimmen, bekommt man genug, wenn man mindestens eine volle Umdrehung aufzeichnet. Als erster Ansatz dürfte das reichen. Wenn die Sensoren nicht ausreichend sauber senkrecht aufeinander stehen, ist die Phasenverschiebung x0 für die beiden Komponenten auch noch verschieden. Jedes Smartphone mit Kompassfunktion bestimmt so die Sensorcharakteristik beim Kalibrieren, beim Beschleunigungssensor auch in 3D.
Unter der Annahme, die beiden Kurven haben denselben Offset und dieselbe Amplitude, sind das die besten Näherungen (a = rote Kurve, b = blaue Kurve): a(x) = 1.67 + 0.49·sin(x + pi/3) b(x) = 1.67 + 0.49·cos(x + pi/3) Daraus kann man auf den Winkel x (im Bogenmaß) zurückrechnen mit x = arctan((a - 1.67)/(b - 1.67)) - pi/3 (Achtung: Schutz vor möglicher Division durch Null erforderlich!) beziehungsweise x = atan2(a - 1.67, b - 1.67) - pi/3 (Schutz eingebaut). x · 180/pi liefert die Maßzahl des Winkels in der Einheit Grad. >Das Problem ist doch, dass das Signal keine sauberen Sinus- und >Cosinuswerte auf dem Einheitskreis sind Ja. Es ist kein Präzisionsinstrument und das ist völlig OK, weil eine Windrichtung an sich schon mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet ist. Deshalb wäre es in dieser Anwendung Nonsens, den Winkel auf 1° genau ausrechnen zu wollen. Der Fehler im Ergebnis wird sich als zweckentsprechend akzeptabel erweisen - nicht mehr, nicht weniger.
Adam P. schrieb: > Wäre es nicht einfacher, wenn er den DC Offset herausfiltert: Du bist ja lustig. Was für ein Filter stellst du dir vor, wenn z.B. der Wind aus einer konstanten Richtung weht und die Werte sich innerhalb von ein paar Stunden nur minimal um den interessierenden Wert schwanken? (Quasi) DC IST der Messwert, denn will man nicht rausfiltern.
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Oliver R. schrieb: > Wieso berechnet man das denn mit überhaupt mit > math.atan2(2.12-1.65,1.8-1.65)*180/math.pi ? Oliver - gib dir mal ein klein wenig Mühe!!! https://www.studimup.de/abitur/geometrie/sinus-cosinus-und-tangens/ Dieser Seite habe ich das Bild in der Anlage entnommen. Die ROTE und die BLAUE Linie, das sind die beiden Ausgänge deines Sensors (Offset mal raus gerechnet). Die dünne, schwarze Linie, das stellt deine Windfahne dar. Je nachdem, wo die hinzeigt, andert sich auch die rote und blaue Linie (übrigens: das kann man auf der www-Seite ausprobieren). Die rote und blaue Linie, sowie die Winkelangabe hängen also voneinander ab. Wenn man den Winkel vorgibt, kann man daraus rot (Sinus) und blau (Cosinus) berechen. Und ungekehrt: Wenn man rot und blau vorgegeben hat, kann man den Winkel berechen. Die mathematische Funktion hierzu nennt sich Arkus-Tangens - kurz ATAN. Im Programm verwendet man aber besser atan2().
Vielleicht sind die Berechnungen noch nicht ganz optimal, aber evtl. versteht der TO anhand der Excel Datei: wie, warum, weshalb. Ihr könnt die Datei ruhig für andere Darstellungen verwenden. Feierabend ;) edit: Hab aus normierten Werten seine Kurve versucht nachzustellen und dann im 2ten Schritt den Offset abgezogen und im 3ten Schritt den Winkel berechnet... Ja die Grenzabfrage (DIV 0) fehlt und muss im Code natürlich abgefangen werden.
Wolfgang schrieb: > (Quasi) DC IST der Messwert, denn will man nicht rausfiltern. Ja da hast du recht... Ich hatte noch ein Bild im Kopf, wo der Sensor mit einerm Sinus gespeißt wurde. Ich nehme alles zurück :)
Adam P. schrieb: > Ja die Grenzabfrage (DIV 0) fehlt und muss im Code natürlich abgefangen > werden. Abfrage auf "≠0" im Code ist bei float tödlich
Nicht nur heute gibt es die verkannten Mathegenies! Als ich vor langer Zeit mit ein Paar Studienkollegen die Vorbereitung aufs Vordiplom in Angriff nahm, gab's da tatsächlich auch Leute, die (immer noch) keine Ahnung von Trigonometrischen Funktionen hatten. Waren zwar zufällig alle Lehramtskandidaten, aber dennoch... Hier denke ich, dass das ohne Angaben zum Sensor sicher nichts wird. Wenn man allerdings genau wüßte, was der TO da wie mißt, könnte man natürlich die Kurven gescheit aufnehmen und auswerten. Und auch wenn man in ein Datenblatt schauen könnte, wird dem TO kaum etwas zu vermitteln sein! Selbst wenn er es schaffen sollte, die Formel in sein Progrämmchen reinzuschreiben. Gibt es denn überhaupt ein Programm?? Das wird sicher eine gestandene Hängepartie, aber nun :-) Gruß Rainer
Rainer V. schrieb: > Nicht nur heute gibt es die verkannten Mathegenies! Als ich vor > langer > Zeit mit ein Paar Studienkollegen die Vorbereitung aufs Vordiplom in > Angriff nahm, gab's da tatsächlich auch Leute, die (immer noch) keine > Ahnung von Trigonometrischen Funktionen hatten. Waren zwar zufällig alle > Lehramtskandidaten, aber dennoch... > Hier denke ich, dass das ohne Angaben zum Sensor sicher nichts wird. > Wenn man allerdings genau wüßte, was der TO da wie mißt, könnte man > natürlich die Kurven gescheit aufnehmen und auswerten. Und auch wenn man > in ein Datenblatt schauen könnte, wird dem TO kaum etwas zu vermitteln > sein! Selbst wenn er es schaffen sollte, die Formel in sein Progrämmchen > reinzuschreiben. Gibt es denn überhaupt ein Programm?? Das wird sicher > eine gestandene Hängepartie, aber nun :-) > Gruß Rainer Naja... für die gezeigten Kurven lässt sich das doch sehr einfach in Code giessen:
1 | #define PI 3.141592654
|
2 | |
3 | float get_arc(const float* v2, const float* v3) { |
4 | float a = 180.0 / PI * (atan2(*v3 - 1.67, *v2 - 1.67) - PI / 3.0); |
5 | return a < 0.0 ? 360.0 + a : a; |
6 | }
|
Sind die Bedingungen anders, muss halt an der Formel "gedreht" werden.
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Windmesser.png
12 KB
Rainer V. schrieb: > Wenn man allerdings genau wüßte, was der TO da wie mißt, könnte man > natürlich die Kurven gescheit aufnehmen und auswerten. Das könnte z.B. eine Windfahne mit einem Magneten auf der Achse sein, die sich über einem 2D-Hallsensor dreht. Aber wie die Daten erzeugt werden, ist für den Auswertealgorithmus ziemlich egal. Oliver R. schrieb: > Spannunsgwerte_Hallsensoren_Jpg.jpg Die Kurven lassen sich ganz gut durch
1 | Ch1 = U01 - U11 * sin(x+x0) |
2 | Ch2 = U02 + U12 * cos(x+x0) |
3 | mit |
4 | U01 = 1,665 |
5 | U11 = 0,492 |
6 | U02 = 1,684 |
7 | U12 = 0,467 |
8 | x0 = -27,9 |
beschreiben. Was fehlt dir noch? Da der TO es nicht fertig bringt, seine Werte in maschinenlesbarer Form hochzuladen, habe ich sie mal aus dem JPG befreit ;-)
Wolfgang schrieb: > Was fehlt dir noch? Der TO lässt euch alle noch zappeln ... er will ja einen fertigen Sketch. *.ino! Alles andere ist nur Gelabere!
Ch2 scheint zwischen 30 und 60 Grad in einer Begrenzung zu hängen. Da ist der Magnet wohl etwas zu dicht am Sensor bzw. zu stark. Da könnte man noch mal dran arbeiten und dann die Parameter noch mal optimieren.
weiter weg schrieb: > Der TO lässt euch alle noch zappeln ... er will ja einen > fertigen Sketch. +1 ;-)
Lothar M. schrieb: > Master-Jimmy schrieb: > >> Ich habe keinen Plan von Arduino. Aber du musst eigentlich bloss die >> Differenz (mit Vorzeichen) der beiden Werte berechnen. > > Der Witz ist dabei natürlich, dass du dann letztlich einfach wieder eine > Sinusfunktion, aber mit einer anderen Phase bekommst, dieser neue Sinus > hat dann bei 170° und 350° seine Nulldurchgänge. Aber auch bei diesem > neuen Sinus gibt es für jede Spannung 2 mögliche Positionen. Das stimmt nicht. Ausser den Nulldurchgängen kann jedem Differenzwert ein Winkel zugeordnet werden. Denn die Differenzkurve schwingt ja um die Abszisse. Die Methode mit atan2 ist sicherlich deutlich eleganter und einfacher aus math. Sicht. Aber für den uC wäre es wohl einfacher und effizienter die Differenz anhand einer simplen Lookup-Tabelle in einen Winkel umzurechnen.
Master-Jimmy schrieb: > Ausser den Nulldurchgängen kann jedem Differenzwert > ein Winkel zugeordnet werden. Denn die Differenzkurve schwingt ja um die > Abszisse. Ja, nee is klar. Hast du dir die Differenzwerte mal geplottet? Prinzipbedingt bekommst die zu einem Winkel α genau bei 180°-α die selbe Differenz.
Wolfgang schrieb: > Master-Jimmy schrieb: > >> Ausser den Nulldurchgängen kann jedem Differenzwert >> ein Winkel zugeordnet werden. Denn die Differenzkurve schwingt ja um die >> Abszisse. > > Ja, nee is klar. > Hast du dir die Differenzwerte mal geplottet? > Prinzipbedingt bekommst die zu einem Winkel α genau bei 180°-α die selbe > Differenz. Nein. Der Betrag ist derselbe. Der Betrag ist sber nicht der Wert.
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Windmesser_mit_Ch2-Ch1.png
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Master-Jimmy schrieb: > Nein. Der Betrag ist derselbe. Der Betrag ist sber nicht der Wert. Guck's dir an - oder was meinst du. Mit Betrag hättest du vier mal den selben Wert.
>... bloss die Differenz (mit Vorzeichen) der beiden Werte berechnen.
[ironie]
Das geht nur, wenn Du beide Differenzen berechnest, also Sensor1 -
Sensor2 und dann auch noch Sensor2 - Sensor 1.
[/ironie]
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Master-Jimmy schrieb: > Das stimmt nicht. Ausser den Nulldurchgängen kann jedem Differenzwert > ein Winkel zugeordnet werden. Für die Nulldurchgänge gibt es sozusagen eigentlich sogar 3 Winkel: 0°, 180° und 360°. Denn von von 0,001° kommend über 0° ist der nächste Wert eben -0,001° und nicht 359,999°. Und genauso ginge es nach 359,999° eigentlich über 360° und 360,001° weiter. > Denn die Differenzkurve schwingt ja um die Abszisse. Tut sie doch bei jedem einzelnen der beiden Originalsignale auch. Nur musst du dann die "Abszisse" eben um 1,7V nach oben verlegen. Ich habe das mal im Originalbild gemacht und das blaue signal hervorgehoben. > Denn die Differenzkurve schwingt ja um die Abszisse. Die neue Kurve bleibt aber wie bei jeder Addition oder Subtraktion zweier Sinusfunktionen mit gleicher Frequenz immer noch ein Sinus (mal von Grenzbetrachtungen wie z.B. 180° Phasenverschiebung bei gleicher Amplitude abgesehen). Nur eben mit einer neuen Amplitude und anderer Phasenlage.
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Lothar M. schrieb: > Für die Nulldurchgänge gibt es sozusagen eigentlich sogar 3 Winkel: > 0°, 180° und 360°. Die Kreisbewegung ist periodisch mit 360°. Ob du 0°±x oder 360°±x schreibst, ist egal. Der Unterschied ist, dass +0° nicht von -0° unterschieden wird. An den Nullstellen, die man in der Differenzkurve sieht, fallen +0° und -0° jeweils auf den selben Punkt - eben 0°.
Adam P. schrieb: > Vielleicht sind die Berechnungen noch nicht ganz optimal, > aber evtl. versteht der TO anhand der Excel Datei: > wie, warum, weshalb. > > Ihr könnt die Datei ruhig für andere Darstellungen verwenden. > > Feierabend ;) > > edit: > Hab aus normierten Werten seine Kurve versucht nachzustellen > und dann im 2ten Schritt den Offset abgezogen und im 3ten Schritt > den Winkel berechnet... > Ja die Grenzabfrage (DIV 0) fehlt und muss im Code natürlich abgefangen > werden. Vielen Dank für die Tabellen die sind echt Super! Und danke auch den anderen hilfreichen Antworten, hab es nun auch verstanden und müsste es hinbekommen. Schönen Tag noch!:)
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