Gyrosensor (LPR510AL)

Dieser Artikel handelt, vom im Carolo-Fahrzeug verbauten Gyrosensor, der während des SDE Praktikums im sechten Semester neu verbaut wurde.

Allgemein

Der GieratenSensor (LPR510AL) gibt ein analoges Ausgangsignal aus und hat eine Reichweite von 500°/sec bis zu 2000°/sec.

Pinbelegung

Anschlusspins des LPR510AL

Die Eingangsspannung wird über den Pin 1 in den Spannungsregler gegeben um die richtige Spannung für VDD zu erhalten.

Pinnummer	Pinname	Funktion
1	VIN	Spannungseingang der Platine
2	GND	Masse - 0V
3	VDD 3,3V	Eingangsspannung des Sensors
4	Y	Verdrehung um die Y-Achse ohne Verstärkung
5	4Y	Verdrehung um die Y-Achse mit 4x Verstärkung
6	Vref	Reference Spannung
7	4X	Verdrehung um die X-Achse mit 4x Verstärkung
8	X	Verdrehung um die X-Achse ohne Verstärkung
9	PD	Power-down (logic 0: normal mode; logic 1: power-down mode)
10	GND	Masse - 0V
11	ST	Self-test (logic 0: normal mode; logic 1: self-test)

Funktionsverdrahtung

Verdrahtung des LPR510AL

Versuchsaufbau Gyro

Beim Verdrahten ist zu beachten, dass die Spannung der Spannungsquelle nicht ??16,4V?? überschreitet. Es genügt, mit einer Spannung von ca. 6 V und einen Strom von 0,1 A zu arbeiten. Die Plus-Leitung der Spannungsquelle muss an den Pin: VIN (Pin 1) angelegt werden. Die GND-Leitung der Spannungsquelle muss an den Pin: GND (Pin 2) angelegt werden. Auf der Steckplatte muss eine Verbindung zwischen dem Pin: 3,3V (Pin 3) und dem Pin: Vref (Pin 6) angebracht werden. Die Verbindung der Connector Box (dSPACE) zum Gyrosensor, muss über denn Channel 4 des Analog-Digital-Converters (ADCH4) verbunden werden. Die Plus-Leitung der Connector Box Verbindung wird an den Pin gelegt, an dem das Signal abgegriffen werden soll. Pin 4 und Pin 5 für die Y-Richtungsbewegung und Pin 7 und 8 wird X-Richtungsbewegung. Die GND-Leitung der Connector Box Verbindung wird an GND (Pin 2) geschlossen.

Verarbeitung in Simulink / ControlDesk

Um die Daten in Simulink zu Verarbeiten ist der Block der DSpace-Libery notwendig zum Konvertieren des Analogen Ausgangssignals in ein Digitales Signal, welches die DSpacebox verarbeiten kann. Die Konvertierten Daten werden mit Hilfe eines Out-Blocks weitergeben.

Das Signal, welches in den den Out-Block geht kann via ControlDesk mithilfe des Ploters dargestellt werden.

Auswertung der Daten

• Erreichbare Auflösung im Zusammenspiel mit der DS1104:
  • Der Gieratensensor gibt ein analoges Ausgangssignal aus, dadurch ist die Auflösung unendlich.(ist die auflösung des ADC
  • Die Auflösung des Analog-Digital-Converter gibt also die Auflösung vor.
• Drift
  • Um den Drift der vier verschiedenen Kanäle zu bestimmen ist jeweils eine ein stündige Messung nötig in der der Sensor ohne Ausschlag in Ruhe gelassen wird.
• Empfindlichkeit
  • Die Empfindlichkeit lässt sich über Eingang / Ausgang berechnen.
  • Dafür ist ein genaues Eingangssignal nötig, welches nur durch eine Messeinrichtung bestimmt werden kann.
• Unsicherheit
  • Berechnet über den Mittelwert:
    • 4x= 0,86359
    • x= 1,26456
    • 4y= 1,121592
    • y=1,25317

Weiterführende Informationen

• Allgemeine Informationen zum Gieratensensor und dem Sensorprinzip [1] Abruf: 13.05.2014
• Datenblatt des Sensors ohne Breakout-Platine[2] Abruf: 13.05.2014
• Datenblatt der Breakout-Platine mit Sensor[3]Abruf: 13.05.2014
• Vollständige Zip-Datei des Simulinkmodels [4] Abruf: 13.05.2014