【11月6日】スキー活動量計ーIMUジャイロgz軸校正ー

●ジャイロ校正治具
治具を3Dプリントして、HIC TOP Prusa i3のCRモータープーリにとりつけました。写真はz軸設定ですが、2カ所軸穴があって、XY軸も回転させて校正できるようにしてあります。
img_4047s

img_4044s

●3Dプリンタモーターの回転モニター
HicTop Prusa i3は、贅沢にハイブリッドPM型モーターを4個使っていて、CRモーターにセンサをとりつけました。モーターケーブルを半分に切って、ヘッダーピンで中継して、ヘッダピンからオシロ3CHとりました。
回転のコントロールは、Simplify3DのJogControlパネルでモーターの
ステップ動作を自由に設定できるのでそれを利用しました。
jogcontrol20161106-200243

ここで、1ミリ移動と10ミリ移動でモーター駆動波形をみました。
newfile9
1ミリで1回転360度で、40ステップでしたので、1mm移動で9度回転します、プーリーピッチ径が12.7mmでしたので、モーター1回転が40mmですので、1周200ステップなので1mmで5ステップとなります。
オシロみるとバイポーラ駆動でチョッピングをしているので相切り替えがぼけてみえますが、5回の相切り替えをしてます。
時間は36msecで5ステップ回転してます。
次に10ミリ移動してみました。
newfile10
10ミリ移動ですので、50ステップ90度回転します。
時間は、350msecくらいかかってました。
●ジャイロ gz軸の回転データ
①1ミリ移動で9度を36msec 10回移動
step36msec9deg_250dps
・計算上は、250deg/secくらいでるはずなのですが、120~250dpsと
大きくばらつきました。
=>mbedでのサンプリングが61msecですので、36msecのデータは
まともにとれる訳がないので、しょうがないです。
=>SDカードの書き込みがなければ、1サンプリング5msecくらいになるので36msecでもデータとして意味あるものがでてくる可能性があります。いかにSDメモリー記録を速くするかを検討もしていきます。

②1ミリ移動で90度を350msec 2回転
step360msec90deg・10mm移動だと時間が350msecなので、現在のサンプリング速度でも5ポイントくらい測定できるので、データもそこそこ精度が出てきてます。
・計算値250dpsのはずが230~240dpsになってます。
誤差5%くらいなので、これで積分すれば、回転角度90度近くにでてくると思います。
・角度誤差でまだまだなのでサンプリングを速くして、サンプリング誤差をなくすことで、ジャイロの精度をあげていく検討は必須だと思います。
=>RAM上にバッファしておいてバッファフルでSDにまとめて書き込アルゴリズムでサンプリング速度があげられないか思うので調べてみます。

●IMUジャイロの精度について
現在のサンプリング61msecでは、1波形500msec程度の運動を解析するのが精一杯ですので、スキーの動作でもぎりぎりです。
もう少し速くとれるようにしないといけませんので、SDカード書き込みの速度をあげることを考えます。

同時に、EXCELで積分計算してみます。

 


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