Электронное оборудование ракет - БРЭО,часть XIV

Xan> Свои храню в морозильнике.
Это при хорошем (-18*С) минусе?

Xan>> Свои храню в морозильнике.
Mihail66> Это при хорошем (-18*С) минусе?

Скорее, даже ниже.

Xan> Скорее, даже ниже.
Ну у меня еще -30*С есть.
А потом что с ним делать, размораживать и заряжать?

Mihail66> А потом что с ним делать, размораживать и заряжать?

Вынул, подождал, пока нагреются до комнатной.
Они заряд не теряют, тем более в морозильнике. Насколько были заряжены, так и остались.
Ну и они у меня хранятся от покупки до начала использования. Несколько лет.
Не между использованиями.

Xan> Ну и они у меня хранятся от покупки до начала использования. Несколько лет.
Xan> Не между использованиями.
Вооо!, то что надо!
Так и сделаю. Спасибо!

Mihail66> Потолкавшись по форуму вдруг задался вопросом.
Mihail66> А почему никто не попытался использовать магнитометр (трехосевой компас) для определения ориентации ракеты в пространстве (отклонения от вертикали)?
Потому, что это невозможно.
На один вектор опереться нельзя. Нужен хотя бы еще один.

RLAN> Потому, что это невозможно.
RLAN> На один вектор опереться нельзя. Нужен хотя бы еще один.

Поясни-ка почему так?
Вот я наклоняю магнитометр и вижу как меняется угол оси Z, не исключаю что в расчетах ось Z привязана к другим двум осям, но мне до них нет дела, и что за кухня творится внутри магнитометра и его программного кода мне пофигу.

Единственная проблема, но она решаемая, это наличие металлической направляющей в момент старта, которая искривляет показания магнитометра. Придется начать измерение угла наклона уже после взлета.
*Но это все пока из разряда хотелок.

RLAN>> Потому, что это невозможно.
RLAN>> На один вектор опереться нельзя. Нужен хотя бы еще один.
Mihail66> Поясни-ка почему так?
вокруг магнитной силовой линии ракета может свободно вращаться, при этом показания магнитометра меняться не будут.
наклон их - примерно 60-70 градусов от горизонтали или 20-30 от вертикали.
То есть, если ракету отклонить на двойной этот угол (40-60) от вертикали, и одновременно повернуть на 180 градусов вокруг продольной оси, все три проекции останутся такими же.

Б.г.> То есть, если ракету отклонить на двойной этот угол (40-60) от вертикали, и одновременно повернуть на 180 градусов вокруг продольной оси, все три проекции останутся такими же.

Это понятно. Но я хочу попробовать словить отклонение у вращающейся ракеты, а она по любому крутиться вокруг Z начнет. Собственно показания Z должны при наклоне синус выписывать. Чем больше амплитуда, тем больше наклон от вертикали. Ведь наверно уже можно будет определить угол относительно Z в абсолютных значениях у вращающейся ракеты.

Б.г.>> То есть, если ракету отклонить на двойной этот угол (40-60) от вертикали, и одновременно повернуть на 180 градусов вокруг продольной оси, все три проекции останутся такими же.
Mihail66> Это понятно. Но я хочу попробовать словить отклонение у вращающейся ракеты, а она по любому крутиться вокруг Z начнет. Собственно показания Z должны при наклоне синус выписывать. Чем больше амплитуда, тем больше наклон от вертикали.

Не от вертикали - от направления силовой линии. Если ракета вдруг построится вдоль неё, никакой синусоиды не будет.

Mihail66> Ведь наверно уже можно будет определить угол относительно Z в абсолютных значениях у вращающейся ракеты.

Можно откалибровать на земле, да. Магнитный датчик, правда, чисто дискретный (оно-не оно) строил Serge77 ещё в незапамятные времена, и у него получалось что-то типа "датчик срабатывает при отклонении от вертикали на 30 градусов, если к югу, и на 60, если к северу". Углы по памяти, могу приврать на десяток градусов, но картинка именно такая. Тогда же и была добыта карта наклонений - величин углов между магнитной силовой линией и горизонталью.

Б.г.> Можно откалибровать на земле, да. Магнитный датчик, правда, чисто дискретный (оно-не оно) строил Serge77 ещё в незапамятные времена, и у него получалось что-то типа "датчик срабатывает при отклонении от вертикали на 30 градусов, если к югу, и на 60, если к северу"...

Ну елы палы, это когда было то!? Сейчас у этих датчиков чувствительность 5 миллиГауссов, и он выдает ориентацию по трем осям в протоколе I2C. Бери и пользуйся! А в контроллере зашит алгоритм определения градусов (или радиан) в абсолютных значениях.
*Это я так для себя представляю, или мне хочется именно в таком виде это иметь. Сам этот компас еще и в руках не держал, разве что в смартфоне.

Б.г.> Тогда же и была добыта карта наклонений - величин углов между магнитной силовой линией и горизонталью.

Арифмометр, который покажет компоненты поля для каждого желающего в любом месте и в любом будущем.
Сразу можно увидеть, насколько наклонно торчит поле.

Mihail66> *Это я так для себя представляю, или мне хочется именно в таком виде это иметь. ...

Занятный ролик про магнитометр, и про то почему он нахрен не нужен без акселерометра с гироскопом.

Xan> Сразу можно увидеть, насколько наклонно торчит поле.

насколько я понял рассуждения мудрых. Магнитная силовая линия всегда кривая, а чтобы мерить вертикальный угол, нужны прямые. Значит угол по Z это угол отклонения от кривой линии( касательная) в данный момент времени? Если стартовать с точки магнитного полюса, то вероятно можно поймать вертикальную прямую, как у вращающегося магнитного волчка, висящего в воздухе?

Б.г.>> Можно откалибровать на земле, да. Магнитный датчик, правда, чисто дискретный (оно-не оно) строил Serge77 ещё в незапамятные времена, и у него получалось что-то типа "датчик срабатывает при отклонении от вертикали на 30 градусов, если к югу, и на 60, если к северу"...
Mihail66> Ну елы палы, это когда было то!?


Когда бы ни было, а физики и математики это не отменяет.

Mihail66> Сейчас у этих датчиков чувствительность 5 миллиГауссов, и он выдает ориентацию по трем осям в протоколе I2C.

Да не ориентацию по трём осям оно выдаёт, а проекцию одной стрелки на эти три оси. И если вращать вокруг стрелки, то проекции будут неизменными! А, если следить за каждым миллигауссом, то проезжающая в километре Лада-Гранта будет засирать всё своим зажиганием и стальным корпусом.

Mihail66> Бери и пользуйся! А в контроллере зашит алгоритм определения градусов (или радиан) в абсолютных значениях.

Он неявно предполагает, что есть плоскость отсчёта, т.е. горизонт человек видит, и не ищет север в зените. А летящая ракета этого не соблюдает.

Mihail66> *Это я так для себя представляю, или мне хочется именно в таком виде это иметь. Сам этот компас еще и в руках не держал, разве что в смартфоне.

Ну дорогих компасов я не щупал, но у меня есть STM32F3Discovery, так его магнитный датчик врёт у меня дома градусов на тридцать, притом, что, за исключением арматуры в стенах, условия тепличные.

Б.г.> Когда бы ни было, а физики и математики это не отменяет.
Да я не про математику, а про чувствительность, которая уже давно не 30 градусов, ±2*.
Б.г.> Да не ориентацию по трём осям оно выдаёт, а проекцию одной стрелки на эти три оси.
Это я понимаю. Дело в том, что для Ардуины к этому датчику уже напридумывали кучу готовых алгоритмов, которые выдают уже не проекции, а численные значения углов (или радиан) для этой стрелки (и азимуты вычисляют). И для вертикальной стрелки тоже.
Б.г.> И если вращать вокруг стрелки, то проекции будут неизменными! А, если следить за каждым миллигауссом, то проезжающая в километре Лада-Гранта будет засирать всё своим зажиганием и стальным корпусом.
А вот это хочется проверить. Но "юные кибернетики" из "Дворца Пионеров" утверждают, что искривляют показания только те мет.предметы которые находятся ближе метра. Правда реакцию на сотовый телефон они не проверяли, а у меня в ракете GSM-передатчик (но компас в смартфонах как то работает, хотя ты говоришь что врет на 30*).

EG54> Магнитная силовая линия всегда кривая, а чтобы мерить вертикальный угол, нужны прямые.

Нет.
В пределах нескольких километров она идеально прямая.
Так же, как и поверхность Земли плоская.
Отклонение от идеальности на одну тысячную случается случается на расстоянии около 6 км.
То есть, для точности полёта ракеты — идеально прямая.

Что может померить 3D магнитометр?
Только угол между осью ракеты и направлением силовых линий.
Это как если сосиску насадить под углом на спицу, спицу зафиксировать (наклонно, 60...70 градусов от горизонтали), а потом насаженную сосиску на спице вращать.
Угол между осью сосиски и спицой будет оставаться постоянным, но относительно земли направление сосиски может быть любым в пределах конуса.

Если хочется знать ориентацию сосиски, то надо мерить направление ещё какой-нибудь векторной величины.
Например, направление на солнце.
Если есть датчик солнца, то это эквивалентно тому, как если в сосиску воткнуть ещё одну спицу в другом направлении. Непараллельным магнитному.
Тогда ориентация сосиски окажется зафиксированной.

В общем, одинокий вектор ориентацию не даст, он только частично ограничит свободу. Нужны два вектора.

Или надо ориентировать ось ракеты параллельно силовой линии, но тогда вертикальный полёт возможен только на полюсе.

Б.г.> так его магнитный датчик врёт у меня дома градусов на тридцать, притом, что, за исключением арматуры в стенах, условия тепличные.

Магнитомягкие железки "излучают" дипольное поле, пропорциональное земному.
А дипольное поле ослабляется обратно пропорционально кубу расстояния.
То есть, если железка от датчика находится на расстоянии десяти своих размеров, то наводка будет порядка одной тысячной. Что уже вполне прилично.

Размер железки — "сумма по трём измерениям" .
То есть, протяженные железки, типа арматуры имеют размер несколько метров.
Они, правда, "отражают" только компоненту, параллельную им.
Но в бетонном знании они идут во всех направлениях и отношение расстояний всегда порядка единицы, так что дому мерить поле как-то не того!

Магнитожёсткие железки (моторчики, реле, электромагниты) "светят" собственным полем.
Но тоже дипольным.
Для них можно померить расстояние, на котором их поле сравнивается с земным.
А потом это расстояние умножить на десять, чтоб получить тысячную.

Как-то так!:)

Xan> Если хочется знать ориентацию сосиски, то надо мерить направление ещё какой-нибудь векторной величины.

Выходит, что даже по трем осям магнитометра не получается определить ориентацию, и требуется еще не магнитный ориентир? А я с китайским датчиком губищу раскатил...

Xan>> Если хочется знать ориентацию сосиски, то надо мерить направление ещё какой-нибудь векторной величины.
Mihail66> Выходит, что даже по трем осям магнитометра не получается определить ориентацию, и требуется еще не магнитный ориентир? А я с китайским датчиком губищу раскатил...

Вот поэтому я датчик солнца делаю!
1D — измеряет только угол солнца к оси ракеты.

Тебе надо использовать гироскопы.
МК придётся в любом случае использовать, без него (механикой) всё слишком сложно.

Xan> Вот поэтому я датчик солнца делаю!
Xan> 1D — измеряет только угол солнца к оси ракеты.
Ну так 1D тоже не достаточно для отслеживания ухода от вертикали, это же все равно что твоя сосиска.

Xan> Тебе надо использовать гироскопы.
Xan> МК придётся в любом случае использовать, без него (механикой) всё слишком сложно.
К МК уже приобщился, с барометрами и акселерометрами общий язык нашел. Гироскопы даже в руках не держал, и понятия не имею с какой стороны к нему подходить.

Mihail66> Выходит, что даже по трем осям магнитометра не получается определить ориентацию, и требуется еще не магнитный ориентир? А я с китайским датчиком губищу раскатил...
Можно поставить 2 магнитометра, перпендикулярно друг другу.

Mihail66> Ну так 1D тоже не достаточно для отслеживания ухода от вертикали, это же все равно что твоя сосиска.

Вместе с магнитометром получается достаточно.

Mihail66> Гироскопы даже в руках не держал, и понятия не имею с какой стороны к нему подходить.

Там может быть даже проще, чем с другими датчиками.
Если собираешься стабилизировать вертикальный подъём, то два гироскопа по осям X и Y буду управлять каждый своей рулевой машинкой. Независимо.

Xan> Вместе с магнитометром получается достаточно.
Ааа, все же вот так вот!

Xan> Если собираешься стабилизировать вертикальный подъём, то два гироскопа ...
Нет, стабилизировать не собираюсь. Просто защищаюсь от аварийного включения второй ступени, чтобы не улетела в соседний курятник.