Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Aparatura pokładowa, układy pomiarowe i wykonawcze.
Awatar użytkownika
lukg20
Nowy
Posty: 9
Rejestracja: niedziela, 11 paź 2015, 11:08
Lokalizacja: Bielsko-Biała
Kontakt:

Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: lukg20 » niedziela, 8 lis 2015, 06:21

Witam.

Wczoraj założyłem pewien temat z prośbą do Was lecz nie odnalazł on zbyt wielu czytelników- może słaby tytół :wink:
Wspomniałem w nim również o testach blaszki piezo w roli przetwornika siły/akcelerometru....
(http://forum.rakiety.org.pl/elektronika ... t2350.html)

no i udało się!!!
Użyłem membramy piezo o średnicy 20mm (taka jak w pozytywkach)
Stworzyłem prostą płytkę PCB do której zostałą przylutowana membrama, wraz z rezystorem 1k podłaczonym w szereg. Całość podłączona do wejścia ADC Atmega8 która to będzie sercem mojego komputera pokładowego.

Jaki efekt?

Niemalże idealna liniowość, praca w pełnym zakresie przetwornika ADC (rozdzielczość 1024)
Jeżeli znajdą się osoby zainteresowane wykonaniem takiego ekcelerometru, wieczorem mogę porobić zdjęcia oraz oraz zamieścić dokładniejsze opisy wykonania.

Po skalibrowaniu układu dodając odpowiedni ciężarek z powodzeniem można użyć takiego akcelerometru do rysowania pięknego wykretu przeciążenia w czasie lotu, sterować wyżutem spadochronów, a nawet zmierzyć prędkość rakiety (na zasadzie blaszki piezo na jej "nosie" która to będzie poddawana oporą powietrza)

Chętnych zapraszam do wypowiedzi... ;)

Awatar użytkownika
Tomi
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 26 sie 2015, 11:28

Re: Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: Tomi » niedziela, 8 lis 2015, 23:50

Masz zamiar umiescic 20mm piezo na szczycie glowicy rakiety?

A co jak srednica korpusu rakiety wynosi tylko 25mm?

Moze i tani projekt ale czy nie popadamy w skrajnosci?

Choc nie powiem z checia test takiego ukladu bym zobaczyl :)

Zycze powodzenia!

Awatar użytkownika
lukg20
Nowy
Posty: 9
Rejestracja: niedziela, 11 paź 2015, 11:08
Lokalizacja: Bielsko-Biała
Kontakt:

Re: Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: lukg20 » poniedziałek, 9 lis 2015, 09:15

Nie nie ;)
Blaszka piezo na czóbku rakiety to słaby pomysł, i nie chodziło mi o takie rozwiązanie a raczej o same możliwości wykorzystania blaszki piezo.
Standardowe zastosowanie membramy piezo to kartki grające, które widział już każdy.
Nie wiele osób wie że taką blaszkę można wykorzystać jako przetwornik siły, akcelerometr, a nawet czujnik ciśnienia, i to bez wydatków i większych problemów z adaptacją.

Sprubuję dzisiaj porobić zdjęcia i podzielić się doświadczeniami.

Awatar użytkownika
lukg20
Nowy
Posty: 9
Rejestracja: niedziela, 11 paź 2015, 11:08
Lokalizacja: Bielsko-Biała
Kontakt:

Re: Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: lukg20 » poniedziałek, 9 lis 2015, 10:17

Użyte elementy:

Do doświadczenia została użyta membrama piezo o średnicy 20mm (z kartki grającej) - blaszka jest nieznacznie uszkodzona co widać na zdjęciu1 - mimo tego działa poprawnie (!?)
Poprzez rezystor 1kR została podłączona wprost do przetwornika Analogowo-Cyforwego mikrokontrolera Atmega8.
Wskazania ADC przesyłane są poprzez port RS232 w postaci String z prędkością 19200 bodów na sekundę.
Za wizualizację doświadczenia odpowiedzialny jest program ProfiLab expert, który to rysuje piękne wykresy na podstaiwe otrzymanej wartości ADC.


Spostrzeżenia:

Membrama piezo w roli tensometru spisuje się bardzo dobrze.
Błąd pomiarowy ukazuje się w postaci braku liniowości, aczkolwiek nie przekracza on 2%.
Nasz tensometr bardzo szybko reaguje na zmianę nacisku co widać na wykresie nr2.
Ciężko jest utrzymać "palcem" membrame tak by narysował się prosty wykres lecz za pomocą imadełka jak najbardziej. Nie mam możliwości zmierzenia maksymalnej i minimalnej siły nacisku, aczkolwiek wydaje mi się że będzie to kilka Newton'ów - blaszka jest bardzo czuła.

Zastosowanie blaszki jako przetworniki wartości fizycznych na napięciową:

Tensometr - tak pracowała w moim doświadczeniu
Akcelerometr - ciężarek który pod wpływem przeciążenia wywiera nacisk na środek membramy piezo
Anemometr - blaszka ugina się pod wpływem różnicy ciśnień (z jednej strony blaszki musiała by byś przylutowana całkowicie szczelna puszka, w której panuje niezmienne ciśnienie)
Prędkościomierz (?) - obliczany na podstawie oporów powietrza wywierających nacisk na membrame piezo



Obrazek

Obrazek

Obrazek

Reasumując:
Membrama piezo którą bawił się chyba każdy, nie koniecznie musi "żyć" w kartce grającej jako głośniczek do melodijek :wink: Jest do doskonała podstawa do wykonywania różnych pomiarów, przy czym koszt takiego rozwiązania jest wręcz znikomy.

Zapraszam zainteresowanych do wypowiedzi.

Awatar użytkownika
jaskiniowiec
Administrator
Posty: 2274
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Re: Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: jaskiniowiec » poniedziałek, 9 lis 2015, 14:57

Wszelkie materiały piezo generują napięcie przy zmianach wartości sił na nie działających. Czy wiec nie jest tak, ze np przeciążenie działające 3 sekundy przestanie prędziutko istnieć dla takiego akcelerometru? jeśli wartość po zmianie utrzymuje się czas jakiś, to nie jest to zadziałanie jak na kondensatorze? Bo jeśli tak, to wynik pomiaru będzie zależał np od wilgotności.
P.S. Po co opornik 1k do zasilania. Takie przetworniki generują napięcia same od siebie.

Awatar użytkownika
lukg20
Nowy
Posty: 9
Rejestracja: niedziela, 11 paź 2015, 11:08
Lokalizacja: Bielsko-Biała
Kontakt:

Re: Akcelerometr za półdarmo dla każdego!

Post autor: lukg20 » poniedziałek, 9 lis 2015, 15:39

Przy takim rozwiązaniu blaszka piezo pracuje jako swoisty kondensator.
Zmienia się jego pojemność wraz z odkształceniem. Dzięki takiemu rozwiązaniu napięcie na wejściu ADC jest stałe niezależnie od czasu odkształcenia piezo.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 6 gości