Filtros para conversão A/D

[Rogerio Fiorotti]

Pessoal estou precisando de ajuda para eliminar vibrações sofridas no acelerômetro, basicamente estou utilizando o código a seguir no compilador CCS.

 

  for (i = 0; i < 128; i++)

  

   {

      set_adc_channel(8);

      read_y=read_y+read_adc();   

      delay_us(8); 

            

      set_adc_channel(9);

      read_x=read_x+read_adc();  

      delay_us(8); 

   }

   

 

   read_x=read_x/128;

   read_y=read_y/128; 

 

 

[aphawk]

@Rogerio Fiorotti,

 

A melhor solução é tirar as vibrações. Em aeromodelismo fazemos isso usando borrachas e espumas entre a placa e o corpo do aeromodelo.

 

O problema é que essas vibrações interferem muito no acelerômetro, causando erros nas medidas.

 

Paulo

[Rogerio Fiorotti]

Paulo, já fiz isso mas não é o suficiente.

 

Meu projeto realmente é pra aeromodelos, mais especificamente VCC (voo circular controlado) onde estou utilizando o acelerômetro para controlar a rotação do motor, existe um produto similar ao meu onde na existência da vibração ele reduz o ganho de variação da saída (PWM) que vai para o ESC.

[aphawk]

@Rogerio Fiorotti,

 

Eu tenho um Hexacóptero, foi um inferno ajustar ele, tive de tirar também o magnetômetro e colocar ele acima quase 30 cm, e o acelerômetro só resolveu quando usei espuma bem macia para fixar a controladora. Parece até suspensão de alto-falante de borracha. Ainda assim, tinham vibrações que atrapalhavam, e só resolveu quando balanceei as 6 hélices. Agora vibra um pouco só e funciona muito bem o sistema de controle, inclusive por GPS e sonar para manter estabilizado em altitude baixa.

 

O software controlador é o Multiwii, voce pode baixar os fontes do Arduino e ver os truques que usaram .  Outra boa dica é o Open Pilot, também tem os fontes.

 

Paulo

[.if]

Além da mecânica, tem-se as soluções eletronica e 'softwárica'

-eletronica: dependendo do tempo de resposta que queres do teu sistema, podes usar algum simples filtro RC nas entradas AD

-softwárica: dependendo do tempo de resposta necessário, podes medir vários valores e tirar a média deles, de fato como já o fizeste. No entanto creio não ser interessante mudar de canal a cada medida pois isso pode zoar o resultado. Tente:

set_adc_channel(8);for (i = 0; i < 64; i++)   {      read_y=read_y+read_adc();         delay(xxx);   } delay_us(100); //pode aumentar 1 pouco        set_adc_channel(9);for (i = 0; i < 64; i++)   {      read_y=read_y+read_adc();         delay(xxx);   }    read_x=read_x/64;   read_y=read_y/64;

[Rogerio Fiorotti]

Pois é, o próprio acelerômetro tem opção de ajuste do tempo de resposta alterando o filtro rc dele, estava em mente algo como filtro passa baixa, porém os exemplos que tenho encontrado até mesmo no forum da CCS não funcionaram.

[MOR_AL]

Talvez apenas um circuito passa-baixas de primeira ordem (RC) não baste.

Você teria que:

 

Esta opção só funciona para sinais analógicos. Se o sinal que o acelerômetro entrega ao uC for digital, então tem que usar Transformada Z. Aí o buraco é mais embaixo.

 

1 - Determinar qual é a máxima frequência que o seu sistema deve funcionar. Considerando-se que o acelerômetro seja para controlar uma aeronave, existe, devido a inércia do aparelho aéreo, uma máxima frequência que o aparelho responde. Além desta frequência o aparelho não possui condições de alterar, à tempo, sua posição com controle. Chame esta frequência de Fsistema.

2 - Medir a frequência mínima de vibração gerada no acelerômetro. Chame esta frequência de Fvibração. Esta frequência tem que ser superior à Fsistema, para poder aplicar este método.

3 - Meça a amplitude dos dois sinais e a distribuição deles ao longo do tempo. Converta estes sinais para o domínio das frequências. É a transformada de Fourier. Na realidade seria a Integral de Fourier, já que os sinais não são periódicos. Com isso você terá duas tabelas em que uma das colunas é a frequência e a outra é a amplitude dos dois sinais.

4 - Com estas tabelas você faz um gráfico com duas curvas. Uma do sinal e a outra da vibração.

5 - Faça uma terceira tabela com a relação das amplitudes das frequências Fsistema / Fvibração.

6 - Considere que a relação mínima desejada das amplitudes entre Fsistema  e Fvibração seja de (digamos) 100 vezes (Fsistema / Fvibração > 100).

7 - Crie uma nova curva de quanto é necessário atenuar a amplitude de Fvibração para que a relação fique em 100 vezes. Esta nova curva é a função do seu filtro entre o acelerômetro e seu sistema. A quantidade de atenuação vai influenciar diretamente na ordem (grau) do filtro, se de primeira ordem ou mais.

8 - Projetando este filtro, pode-se reduzir o problema da interferência da vibração no sinal útil.

Em tempo:

Eu não saberia fazer isso tudo sem investir muito tempo de estudos. Ufa!!!

Sendo assim, já deve haver muita informação na NET sobre este assunto. São atalhos entre o seu problema e a solução. Pesquise.

 

MOR_AL

[Rogerio Fiorotti]

Talvez apenas um circuito passa-baixas de primeira ordem (RC) não baste.

Você teria que:

 

Esta opção só funciona para sinais analógicos. Se o sinal que o acelerômetro entrega ao uC for digital, então tem que usar Transformada Z. Aí o buraco é mais embaixo.

 

1 - Determinar qual é a máxima frequência que o seu sistema deve funcionar. Considerando-se que o acelerômetro seja para controlar uma aeronave, existe, devido a inércia do aparelho aéreo, uma máxima frequência que o aparelho responde. Além desta frequência o aparelho não possui condições de alterar, à tempo, sua posição com controle. Chame esta frequência de Fsistema.

2 - Medir a frequência mínima de vibração gerada no acelerômetro. Chame esta frequência de Fvibração. Esta frequência tem que ser superior à Fsistema, para poder aplicar este método.

3 - Meça a amplitude dos dois sinais e a distribuição deles ao longo do tempo. Converta estes sinais para o domínio das frequências. É a transformada de Fourier. Na realidade seria a Integral de Fourier, já que os sinais não são periódicos. Com isso você terá duas tabelas em que uma das colunas é a frequência e a outra é a amplitude dos dois sinais.

4 - Com estas tabelas você faz um gráfico com duas curvas. Uma do sinal e a outra da vibração.

5 - Faça uma terceira tabela com a relação das amplitudes das frequências Fsistema / Fvibração.

6 - Considere que a relação mínima desejada das amplitudes entre Fsistema  e Fvibração seja de (digamos) 100 vezes (Fsistema / Fvibração > 100).

7 - Crie uma nova curva de quanto é necessário atenuar a amplitude de Fvibração para que a relação fique em 100 vezes. Esta nova curva é a função do seu filtro entre o acelerômetro e seu sistema. A quantidade de atenuação vai influenciar diretamente na ordem (grau) do filtro, se de primeira ordem ou mais.

8 - Projetando este filtro, pode-se reduzir o problema da interferência da vibração no sinal útil.

Em tempo:

Eu não saberia fazer isso tudo sem investir muito tempo de estudos. Ufa!!!

Sendo assim, já deve haver muita informação na NET sobre este assunto. São atalhos entre o seu problema e a solução. Pesquise.

 

MOR_AL

Muito bem, muito obrigado veremos como sairei na prática, tenho só um detalhe muito importante que é o uC, pequeno  mas creio que consiga..é o 12F1840.