drone accelerometer

Hvad er et Drone Accelerometer

Bjoern Drone Guides, Drone Teknik Efterlad kommentar

5 min læsetid

Drone accelerometer en smart lille enhed der giver vores droner en forståelsen af acceleration eller deceleration. Accelerometeret måler nemlig hvor kraftigt dronen bliver påvirket i en retning. . I dette indlæg ser vi nærmere på accelerometerets historie, dets funktioner og hvilken betydning det har for dronerne.

Hvad er et accelerometer

Et accelerometer er en enhed der kan måle vibrationer og eller acceleration for en struktur/enheds bevægelse. Et accelerometer i en bil vil kunne måle hvilken vej bilen bevæger sig og dens acceleration. Det er vigtigt at huske at et accelerometer i sig selv ikke måler hastighed, men acceleration. Når du træder på speederen i din bil og bliver trykket tilbage i sædet, så det tryk du kan mærke, det er hvad accelerometeret måler. Ligeså når du bremser, hårdt nok, kan du mærke at du ryger frem i sædet/selen og det er den kraft accelerometeret måler. Det kan bruges til at måle i forskellige retninger, alt efter opsætningen.

Accelerometers Opbygning

Accelerometeret er bygget omkring en klods/masse, der spændt op i fjedre. Når massen så bevæger sig måler sensoren omkring masse hvor meget massen blev påvirket og i hvilken retning. Se billedet neden for.

Massen sidder i fjedre og når enheden, den er monteret i, bevæger sig, vil massen også bevæge sig. Sensorne, de orange, måler på de fingre der stikker ud fra massen. Eksempel se sensor 6 og 7, de måler på hver sin side af fingrene. De kan derfor fortælle os, hvor meget massen bliver påvirket, og i hvilken retning. Ligesom når du sidder i bilsædet, så er massen bare dig og sensorne måler så hvilken retning og kraft du bevæger dig i sædet med.

3 akset Accelerometer

Det er en rimelig simpel opbygning, men hvad så når det skal måle både X,Y og Z aksen. Det er 3 akser den skal måle retning og acceleration på. Den mest simple måde og gøre dette på er at indsætte tre accelerometer der er måler hver sin retning. Ligesom på billedet neden for.

3akse drone accelerometer

I dag er de 3 accelerometer kombineret i en enhed, men det fungere på samme måde.

PE Accelerometer

Når vi snakker om accelerometer bliver vi også nød til at forklare PE accelerometer.(Piezoelektriske accelerometer). Det er nemlig her det mere eller mindre startede, og de grundlæggende principper for accelerometeret er her fra.

PiezoAccelTheory.gif
https://en.wikipedia.org/wiki/Piezoelectric_accelerometer

Den fungere sådan at massen her ,ved acceleration, bliver trykket tilbage mod det piezoelektriske materiale. Det smarte ved det
piezoelektriske materiale er at det udgiver en elektrisk ladning, der er 
proportional lige med den kraft den bliver udsat for. Den spænding kan så definere acceleration og kraft. Det er 100% mekanisk, og de bliver stadig brugt i dag pga af deres præcision og holdbarhed, men de er også dyre. Der er fordele og ulemper ved begge typer accelerometer, og det handler om hvad det skal bruges til. De digitale bliver brugt i mange bevægelige enheder som bil, fly og vores droner.

Drone Accelerometer

Hvad gør et drone accelerometer så for vores droner? Det korte svar er at det måler i hvilken retning og med hvilken kraft vores drone bevæger sig med. Drone accelerometeret er altså en enhed der hjælper dronen, og os, med at forstå hvilken retning den har, og hvilken kraft den bliver udsat for. Denne data hjælper dronen med f.eks at stå stille i luften, vide at den bevæger sig i den rigtige retning, f.eks ved programmeret flyvning.

Drone accelerometerXYZ akser

Her på illustrationen kan du få fornemmelsen af alle tre akser som vores drone accelerometer måler. Vores drone accelerometer måler altså 3 x 2 retninger, alle akser har, som billedet illustrerer, to retninger.

Placering

Illiustrationen oven for virker som en større enhed der ville tage meget plads i en drone. Det er heldigvis ikke tilfældet, accelerometeret er indbygget i den enhed der IMU (Inertial Measurement Unit). IMU huser også gyroskopet og magnetometeret/kompas. IMU læser dronens fysiske bevægelser udfra de ovenstående enheder og sender dem til flight controlleren. Ud fra disse signaler kan dronen forstå sig selv og vi kan læse daten.

Drone IMU

Skal det kalibreres

Da du ikke kan kalibrerer accelerometer alene er det IMU du skal kalibrerer og det skal man være varsom med. IMU er følsom og du bør kun kalibrere det hvis der er fejl på det. Vi har lavet en guide til kalibrering af IMU. “Guide til kalibrering af IMU“. Hvis dronen opføre sig underligt så kan kompasset også være skyld i det. Kompasset er det vi oftets skal kalibrer og du kan få hjælp i indlægget “Guide til at kalibrer dit drone kompas“.

Afsluttende

Et drone accelerometer er altså uundværligt for vores droner i deres forståelse af bevægelse. Accelerometer kan dog kun måle bevægelsen i en retning og ikke en rotation. Dvs at hvis dronen drejer om sig selv, kan vores accelerometer ikke måle det. Det er her gyroskopet kommer ind i billedet gyroskopet kan nemlig måle rotation om dronens egne akser. Derfor er gyroskop og accelerometer gode samarbejdspartnere i den forstand at de måler det den anden ikke kan måle. Du kan læse mere om Drone gyroskopet og dets funktioner her i vores indlæg.

Om skribenten

Bjoern

Bjørn er den primære certificeret pilot som du højst sandsynligvis vil møde når der skal løses en droneopgave. Udover dette så har han 100% styr på lovgivningen. Hvordan droner kan bruges inden for landbruget, og ikke mindst hvordan man sikre at få de lækre og professionelle luftfotos og dronevideoer i hus. Han skriver om alt under disse tre kategorier i bloggen.

Grafik: Freepik Wikipedia 

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.