Module gyroscope dans picaxe
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PieM
Senior Member
"n'importe quoi entre 26.25° et 33.75°" oui ben c'est déjà pas mal compte tenu de l'appli qui oriente un projecteur !
Mais de toute façon, il y a confusion entre vitesse angulaire et angle.
La sensibilité du Picaxe peut être de 2mV soit 3°/s. Quand l'angle cesse de varier, la mesure devient 0.
ça c'est un gyro de pochette surprise non ? Une dérive de gyro digne de ce nom ne se fait pas sentir au bout d'un virage.
La compensation d'un magnétomètre est la correction de la mesure compte tenu des variations d'assiette des magnétomètres, à partir d'un calcul effectués à partir d'autres capteurs.
Un magnétomètre incliné donne une mesure fausse.
Et tenir compte des masses métalliques environnantes est illusoire.
sinon pour quitter le plancher des vaches, vous avez la ballon d'hélium relié à un levier monté sur un potard.
Quant aux jauges de contraintes je laisse cette solution "simple" à jojojo pour la mise en oeuvre mécanique et l'électronique associée.
Réponses à PieM et 2 nouvelles approches pour le recalage du gyro
Chaque seconde, on repart de là ! Evidemment, (et sans vous faire la démo sur la loi de cumul des erreurs) les erreurs ne s'additionnent pas directement, mais la mesure d'angle va inévitablement dériver.
Le problème, c'est que "intégrer" une variation d'angle, c'est additionner des angles toutes les secondes (ou tous les 1/10s, ou 1/100s)
Si la précision sur chaque mesure individuelle est de quelques degrés, le cumul donne des dizaines de degrés d'erreur au bout de quelques minutes.
Mais la moto peut continuer de basculer à 2°/s soit 20° d'erreur au bout de 10s...
Le modèle indiqué dispose de 3 axes et c'est pour ça qu'il est utilisable dans l'application envisagée.
C'est aussi en raison de l'usage de ce type de capteur que les montres savent maintenant donner une direction exacte même lorsqu'elles sont inclinées : les 2 axes supplémentaires sont utilisés pour compenser l'inclinaison.
Si la compensation est effectuée moto à l'arrêt, inclinaison connue (par exemple posée sur sa béquille) on n'a pas besoin d'autres instruments pour calculer la compensation. Comme il s'agit d'un instrument 3 axes, on pourrait monter le bidule dans n'importe quelle position. Pour simplifier les calculs, ce serait plus simple d'aligner les axes du magnétomètre avec les axes de la moto.
J'ai fait des essais hier soir autour d'une grosse Susuki au moyen de ma Suunto Vector (1 seul axe, mais avec une bulle pour la tenir horizontale...) Au niveau des disques de frein avant, ça dérive pas mal... Mais au niveau du becquet arrière, ça me semble utilisable.
Première solution de recalage du gyro.
On a vu plus haut qu'il n'est pas évident de recaler le gyro sans accéléromètre sur un parcours ne comprenant pas de longue ligne droite. Il me semble probable que la référence zéro dérive assez vite jusqu'à devenir inutilisable.
Il y a heureusement 2 gardes fous : la moto ne peut pas pencher plus qu'un certain angle de chaque coté (genoux à terre).
Donc, si l'angle dépasse cette valeur, on a la certitude qu'il est au plus égal à l'angle limite et on peut recaler le gyro. (ou alors le pilote s'est viandé...) Ça n'est pas hyper précis, mais comme le dit PieM, c'est juste pour orienter un projo, et ça évite de se retrouver avec une référence verticale à 90° de la réalité...
Deuxième solution
Si on dispose d'un accéléromètre, on a vu qu'il est possible de recaler à zéro quand l'accélération verticale est de 1 (sans dérive possible).
PieM a très justement fait remarqué qu'à ce moment, la mesure de l'accélération verticale est très imprécise.
En fait, on peut utiliser n'importe quelle valeur d'inclinaison pour recaler le gyro, en particulier quand la moto est franchement inclinée, ,ce qui signifie que l'accélération verticale est assez forte, donc plus facile à mesurer. Par exemple, à 45° d'inclinaison, l'accélération doit être de 1.4
Réciproquement, si on mémorise l'angle observé de part et d'autre quand l'accélération atteint 1,4 on dispose de 2 angle entachés de la dérive angulaire, par exemple 42° et 48° On en déduit que la référence est décalée de 3° que l'on peut corriger.
QED
Vous avez omis l'essentiel : au bout d'une seconde ! Je parle bien de précision de la vitesse angulaire et des conséquence de son intégration sur la mesure angulaire.
Chaque seconde, on repart de là ! Evidemment, (et sans vous faire la démo sur la loi de cumul des erreurs) les erreurs ne s'additionnent pas directement, mais la mesure d'angle va inévitablement dériver.
Le problème, c'est que "intégrer" une variation d'angle, c'est additionner des angles toutes les secondes (ou tous les 1/10s, ou 1/100s)
Si la précision sur chaque mesure individuelle est de quelques degrés, le cumul donne des dizaines de degrés d'erreur au bout de quelques minutes.
Sans ampli OP ? merci d'expliquer comment. De toutes façons, ça ne fait que repousser le problème un peu plus tard.
Pas vraiment : en fait, quand la vitesse angulaire passe en dessous de 7,5°/s (ou 3°/s) le Picaxe indique zéro.
Mais la moto peut continuer de basculer à 2°/s soit 20° d'erreur au bout de 10s...
L'expérience le montrera...
Vous raisonnez avec un magnétomètre a un seul axe (un compas dans le langage des marins).
Le modèle indiqué dispose de 3 axes et c'est pour ça qu'il est utilisable dans l'application envisagée.
C'est aussi en raison de l'usage de ce type de capteur que les montres savent maintenant donner une direction exacte même lorsqu'elles sont inclinées : les 2 axes supplémentaires sont utilisés pour compenser l'inclinaison.
Si la compensation est effectuée moto à l'arrêt, inclinaison connue (par exemple posée sur sa béquille) on n'a pas besoin d'autres instruments pour calculer la compensation. Comme il s'agit d'un instrument 3 axes, on pourrait monter le bidule dans n'importe quelle position. Pour simplifier les calculs, ce serait plus simple d'aligner les axes du magnétomètre avec les axes de la moto.
J'ai fait des essais hier soir autour d'une grosse Susuki au moyen de ma Suunto Vector (1 seul axe, mais avec une bulle pour la tenir horizontale...) Au niveau des disques de frein avant, ça dérive pas mal... Mais au niveau du becquet arrière, ça me semble utilisable.
Première solution de recalage du gyro.
On a vu plus haut qu'il n'est pas évident de recaler le gyro sans accéléromètre sur un parcours ne comprenant pas de longue ligne droite. Il me semble probable que la référence zéro dérive assez vite jusqu'à devenir inutilisable.
Il y a heureusement 2 gardes fous : la moto ne peut pas pencher plus qu'un certain angle de chaque coté (genoux à terre).
Donc, si l'angle dépasse cette valeur, on a la certitude qu'il est au plus égal à l'angle limite et on peut recaler le gyro. (ou alors le pilote s'est viandé...) Ça n'est pas hyper précis, mais comme le dit PieM, c'est juste pour orienter un projo, et ça évite de se retrouver avec une référence verticale à 90° de la réalité...
Deuxième solution
Si on dispose d'un accéléromètre, on a vu qu'il est possible de recaler à zéro quand l'accélération verticale est de 1 (sans dérive possible).
PieM a très justement fait remarqué qu'à ce moment, la mesure de l'accélération verticale est très imprécise.
En fait, on peut utiliser n'importe quelle valeur d'inclinaison pour recaler le gyro, en particulier quand la moto est franchement inclinée, ,ce qui signifie que l'accélération verticale est assez forte, donc plus facile à mesurer. Par exemple, à 45° d'inclinaison, l'accélération doit être de 1.4
Réciproquement, si on mémorise l'angle observé de part et d'autre quand l'accélération atteint 1,4 on dispose de 2 angle entachés de la dérive angulaire, par exemple 42° et 48° On en déduit que la référence est décalée de 3° que l'on peut corriger.
QED
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PieM
Senior Member
Comme le calcul n'est pas fait par ce capteur, je vous souhaite du courage pour le faire sur un Picaxe.
Je vois que partis d'une bille d'acier, on arrive maintenant à une usine à gaz. pour orienter à peu près un projecteur, sans avoir exploité la simple utilisation d'un accéléromètre tout bête.
J'ai suggéré il y a quelques # que vraisemblablement un virage commençait avec l'inclinaison de la moto, avant que la force centrifuge se fasse sentir. Je n'ai pas de confirmation.
Je confirme : c'est pas simple, et c'est pour ça qu'il vaut mieux monter le bidule parallèle aux axes de la moto, même si en théorie le montage est libre.
de toutes façons, il me semble raisonnable de commencer par gyro + accel, puis éventuellement gyro seul, et si on veut, plus tard, tester le magnéto...
Voir #60 : comme prévu par la théorie, ça part dans tous les sens...
Pour mémoire : une bille (avec ou sans huile), un pendule ou un accéléromètre ne peuvent fonctionner sur une moto, ou alors la mécanique Newtoniène est fausse. Quand à tenir compte des déséquilibres temporaires entre deux phases d'équilibre approximatif et des déhanchements du pilote, ça me semble hautement aléatoire.
2 capteurs et un Picaxe : pas vraiment une usine à gaz. Mais un programme un peu fin, je vous l'accorde.
Une fois qu'on aura un prototype avec accel+gyro, on peut prévoir un commutateur pour tester différentes approches :
- gyro seul,
- accel seul
- gyro avec recalage par l'accel
Et que le meilleur gagne...
Last edited:
Liste de course
NB: Ludo dispose de 2 project board AXE117. Mais suivant la doc, ce sont des 14M.
Merci à Ludo de vérifier ce qui est écrit dessus : 14M ou 14M2 ?
Si c'est le cas, il faut passer sur du M2 pour avoir plus d'entrées ADC et plus de mémoire.
En outre, ces cartes AXE117 compliquent inutilement le câblage.
2 microcontroleur-picaxe-14m2 (voir ci-dessus)
2 gyro (NB : 1 pour moi !)
1 accéléromètre ACCM2G
10 connecteur-grove-droit
1 lot-de-5-cables-grove-20-cm(à couper en deux...)
3 support-tulipe-14 broches(dont 1 pour l'accéléromètre)
1 plaque-d-essais-3 trous
2 embase-femelle-3.5 mm stéréo(programmation)
2 cordon-femelle-pour-servo-jr
1 commutateur-1x12
1 bouton pour le commutateur
1 lot 10-resistances-1-4w-22k
2 lot 10-resistances-1-4w-10k
2 lot 10-resistances-1-4w-2.2k
3 lot 10-resistances-1-4w-1.0k
2 lot 10-resistances-1-4w-220
1 lot 10-leds-rouges-led5rl
2 ajustable-10k (réglage des fins de course)
2 borniers(pour l'arrivée 12V)
4 régulateurs 78s05cv 2A
10 diodes
4 condensateur-axial-470uf-25v
4 condensateur-axial-220uf-25v
10 condensateur-multicouches-100-nf
Manque les condos pour le filtrage de l'accéléromètre, mais je n'ai aucune idée : à votre bon cœur !
NB : 2 diodes serviront pour booster un régulateur à 6V, le reste en fond de tiroir.
Et oui je sais, il faut dessiner le schéma, mais la je suis vraiment trop short time...
NB: Ludo dispose de 2 project board AXE117. Mais suivant la doc, ce sont des 14M.
Merci à Ludo de vérifier ce qui est écrit dessus : 14M ou 14M2 ?
Si c'est le cas, il faut passer sur du M2 pour avoir plus d'entrées ADC et plus de mémoire.
En outre, ces cartes AXE117 compliquent inutilement le câblage.
2 microcontroleur-picaxe-14m2 (voir ci-dessus)
2 gyro (NB : 1 pour moi !)
1 accéléromètre ACCM2G
10 connecteur-grove-droit
1 lot-de-5-cables-grove-20-cm(à couper en deux...)
3 support-tulipe-14 broches(dont 1 pour l'accéléromètre)
1 plaque-d-essais-3 trous
2 embase-femelle-3.5 mm stéréo(programmation)
2 cordon-femelle-pour-servo-jr
1 commutateur-1x12
1 bouton pour le commutateur
1 lot 10-resistances-1-4w-22k
2 lot 10-resistances-1-4w-10k
2 lot 10-resistances-1-4w-2.2k
3 lot 10-resistances-1-4w-1.0k
2 lot 10-resistances-1-4w-220
1 lot 10-leds-rouges-led5rl
2 ajustable-10k (réglage des fins de course)
2 borniers(pour l'arrivée 12V)
4 régulateurs 78s05cv 2A
10 diodes
4 condensateur-axial-470uf-25v
4 condensateur-axial-220uf-25v
10 condensateur-multicouches-100-nf
Manque les condos pour le filtrage de l'accéléromètre, mais je n'ai aucune idée : à votre bon cœur !
NB : 2 diodes serviront pour booster un régulateur à 6V, le reste en fond de tiroir.
Et oui je sais, il faut dessiner le schéma, mais la je suis vraiment trop short time...
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Nous sommes d'accord.
Mais il dépend de l'accélération (direction et intensité) du solide auquel il est accroché.
La moto est en équilibre en courbe quand la force centrifuge est exactement compensée par la gravité d'un coté et la réaction du sol de l'autre.
Dans ce cas, le pendule s'aligne suivant le plan de la roue arrière. (= verticale de la moto en équilibre en ligne droite)
En fait la moto passe d'un équilibre à l'autre en raison des actions du pilote. Ces actions engendrent des forces horizontales temporaires qui peuvent faire osciller le pendule latéralement... mais dans quel sens ?
Exact. (j'avais effectivement simplifié) Cette différence est peut-être exploitable (axe X de l'accéléromètre) si elle est systématique.
Avez-vous un avis sur la liste de course, en particulier les condensateurs de filtrage ?
PieM
Senior Member
Si je comprends bien, il semble qu'il s'agit de réaliser une platine complète sans tester auparavant la réponse des capteurs ?
Sans schéma ni caractéristiques de l'alim (12V ?) ni du servo, (servo de modélisme ?) la seule chose que je peux dire est de mettre tous les condos de filtrage qui sont sur les schémas de MGU (agility) concernant le régulateur, + un 100 nF au plus près du Picaxe, et un électrochimique de forte capacité (100 - 220 µF)aux bornes du servo.
Sinon un lot de 5 câbles Grove pour éviter de souder 3 fils sur le Gyro, ça me semble luxueux.
Quant au commutateur 12 positions, pas compris !
Sans schéma ni caractéristiques de l'alim (12V ?) ni du servo, (servo de modélisme ?) la seule chose que je peux dire est de mettre tous les condos de filtrage qui sont sur les schémas de MGU (agility) concernant le régulateur, + un 100 nF au plus près du Picaxe, et un électrochimique de forte capacité (100 - 220 µF)aux bornes du servo.
Sinon un lot de 5 câbles Grove pour éviter de souder 3 fils sur le Gyro, ça me semble luxueux.
Quant au commutateur 12 positions, pas compris !
Merci pour votre analyse.
Il s'agit effectivement de monter un prototype pour tester la réponse des capteurs in situ.
L'alim est en 12V. C'est bien un servo de modélisme, mais un peu léger à priori. Il faudra probablement en tester d'autres.
On va partir avec ce régulateur 2A et un petit radiateur. On a aussi le régulateur à découpage du précédent montage au cas où.
Je vais regarder du coté des schémas de MGU et ajouter quelques condos dans l'approvisionnement.
C'est surtout au niveau du filtrage du capteur accéléromètre que je suis sec.
Les câbles Grove peuvent avoir d'autres usages, mais effectivement on peut économiser quelques euros.
Le commutateur, c'est pour pouvoir sélectionner un programme et tester différentes solutions. (résistances sur une entrée analogique)
L'effet de pression sur la selle du coté droit ou gauche lors d'une courbe pourrait peut etre etre exploitable pour une moto de circuit mais sur route le déhanché est beaucoup moins prononcé...
PieM
Senior Member
Ben oui, mais il faut savoir qu'une moto tourne parce qu'on l'incline, et non parce qu'on tourne le guidon, qui peut même tourner dans l'autre sens (contrebraquage) pour accentuer le déséquilibre vers l'intérieur du virage.
Ce qui veut dire que l'inclinaison précède la prise effective de virage. C'est pour cela que je parlais de la mesure du sens de l'inclinaison avant la manifestation de l'accélération centrifuge. Mais je n'insisterai pas dans ce domaine, les physiciens ayant une autre opinion...
Ce qui signifie qu'il faut mémoriser ce déséquilibre fugitif. Une fois la courbe engagée, le pilote ne cherche plus à incliner sa moto. C'est bien ça ?
Question de néophyte absolu :
Comment le pilote procède-t-il pour faire pencher sa moto à gauche ?
A) il pousse sa moto vers la gauche afin qu'elle s'incline.
B) il se penche à gauche et la tire vers lui.
Corollaire : comment le pilote procède-t-il pour redresser sa moto en sortie de courbe ?
No problem : il est sans doute possible d'exploiter ce fait, mais c'est vrai que je préférerais une solution plus "systématique".
C'est le but du commutateur envisagé : charger sur le prototype différents programmes exploitant les mêmes capteurs de différentes façons et tester in situ l'approche qui donne les meilleurs résultats.
Actuellement, je reste dans de la pure théorie, et on sait bien qu'il y a loin de la théorie à la pratique...
Une idée pour la taille des condos de filtrage ana ?
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C'est peut-être un test à faire : on filme un pendule embarqué, avec le pilote et en arrière plan la route pour pouvoir comparer les 3.
Quelqu'un a une Gopro et une fixation pour becquet arrière ?
On peut aussi placer les capteurs sur le casque, puisqu'après tout ça ne sert a rien d'éclairer là où on ne regarde pas, mais interdit de tourner les yeux !
Et finalement un casque de spéléo...
Last edited:
La force centrifuge ainsi qu'un déhanché redresse la moto.... Pour la gopro, un ami me prête la dernière version pour les essais.... Lors d'une courbe, je dirais que c'est le poids du pilote qui penche la moto... je demande confirmation aux pilotes que je sponsorise et vous tient informé...
Ca peut etre une solution... Quel genre de capteur peut faire ca ?
Pour les pilotes que je sponsorise, c'est un peu risqué ! et oui il y a des "ombrella girls" au bord des pistes.... difficile de ne pas regarder !
Je peux me procurer 3 gopro....
OK : mais il faut un pendule dans le champ...
Ca me donne une idée pour l'enregistrement des données issues des capteurs...
Tout à fait possible....
Et en mettant directement le phare sur le casque ?
Sinon, aucune idée. En fait, tout système sur le casque implique une alimentation donc un fil ou des piles...
Sans compter qu'il n'est pas question de faire des trous dans un casque homologué.
Code barre vertical sur la nuque et lecteur optique par derrière ?
Le prototype en cours me semble contenir au moins une des solutions les plus réalistes.
PieM
Senior Member
Là on fait joujou ...
Faudra penser aussi à l'anémomêtre pour savoir si le vent ne fait pas dévier le pendule, avoir une réference précise de l'axe de la moto, et à la fin on ne saura absolument pas en tirer une conclusion quelconque quant à la réaction d'un accéléromètre qui lui réagit en quelques millisecondes contrairement à un pendule pesant.
Comme je l'ai déjà proposé, montez un accéléromètre sur un picaxe en liaison avec un pc dans un sac sur la moto. Vous gagnerez du temps, et au moins les infos seront vraisemblables.
Faudra penser aussi à l'anémomêtre pour savoir si le vent ne fait pas dévier le pendule, avoir une réference précise de l'axe de la moto, et à la fin on ne saura absolument pas en tirer une conclusion quelconque quant à la réaction d'un accéléromètre qui lui réagit en quelques millisecondes contrairement à un pendule pesant.
Comme je l'ai déjà proposé, montez un accéléromètre sur un picaxe en liaison avec un pc dans un sac sur la moto. Vous gagnerez du temps, et au moins les infos seront vraisemblables.
d’où le casque de spéléoEt en mettant directement le phare sur le casque ?
Sinon, c'est encore plus complexe, il faudrait un système de type trackIR
http://www.youtube.com/watch?v=_AO0F5sLdVM
http://en.wikipedia.org/wiki/TrackIR
pour avoir la position de la tête dans le repère de la moto
en plus de la position de la moto par rapport à la route.
réponse des pilotes concernant les actions lors de inclinaison :
"la mise sur l'angle se fait au "contre-braquage", soit on tire sur le guidon exter, soit on pousse le guidon inter, ce qui revient à "tourner" dans l'autre sens, et une fois sur l'angle c'est entre phase neutre et "accompagnement de l'effet de chasse", soit on pousse le guidon exter ou on tire le guidon inter, ce qui revient à tourner dans le sens du virage... Cette manip en deux étape est contradictoire pour des capteurs, a moins d'isoler les ordres dans les deux phases.".....
"la mise sur l'angle se fait au "contre-braquage", soit on tire sur le guidon exter, soit on pousse le guidon inter, ce qui revient à "tourner" dans l'autre sens, et une fois sur l'angle c'est entre phase neutre et "accompagnement de l'effet de chasse", soit on pousse le guidon exter ou on tire le guidon inter, ce qui revient à tourner dans le sens du virage... Cette manip en deux étape est contradictoire pour des capteurs, a moins d'isoler les ordres dans les deux phases.".....
PieM
Senior Member
Relire ce que j'ai dit en #96. Et il n'y a rien de contradictoire pour les capteurs. Les signaux restent dans le même sens. seule l'amplitude change dans les deux phases.
Non c'est très simple; un magnétomètre (si il marche !) sur le casque, et un sur le phare. le phare recopie en permanence l'orientation de la tête. Version simplifiée de ce qui se fait avec certains matériels.
A tester une fois qu'on aura épuisé les possibilités gyro/acceléromètre
Avec des capteurs 3D, les différentes inclinaisons peuvent être prises en compte. Par contre, chaque capteur ayant des orientations différentes dans l'espace, le calcul n'est pas une simple recopie. (le pilote peut incliner la tête droite/gauche/avant/arrière en plus de la faire tourner...)
Si on ne veut faire aucun calcul, il faudrait 3 servos pour recopier les 3 axes de rotation possible.
Ou alors utiliser des compas compensés en inclinaison.
Ça me semble tout à faire crédible, insensible aux vibrations et autre secousses,... (mais pas aux ombrella girls)
Du coup j'ai une réflexion métaphysique :
- si on tourne à gauche à petite vitesse, le phare tourne à gauche, tout va bien
- mais si on va plus vite, la moto penche et du coup le phare va taper dans le sol
==> faudrait aussi régler l'élévation en fonction de l'inclinaison de la moto...
Last edited:
Oui : on peut y aller.
Bonjour,
Désolé de ce long moment sans nouvels sur ce sujet, j'ai bossé en même temps sur un autre projet.
J'ai trouvé ca : http://www.gotronic.fr/art-module-de-detection-us-hc-sr04-20912.htm
Pensez vous que cela pourrait fonctionner ? Celui ci est apparement fait pour les objets en mouvement mais jusqu'à quelle vitesse ???
Désolé de ce long moment sans nouvels sur ce sujet, j'ai bossé en même temps sur un autre projet.
J'ai trouvé ca : http://www.gotronic.fr/art-module-de-detection-us-hc-sr04-20912.htm
Pensez vous que cela pourrait fonctionner ? Celui ci est apparement fait pour les objets en mouvement mais jusqu'à quelle vitesse ???
PieM
Senior Member
La vitesse en question n'est pas la vitesse de déplacement latéral du capteur par rapport à la cible, mais une vitesse d'approche.