Laborversuch Gyroskop mit DS1104

Aus HSHL Mechatronik
Zur Navigation springen Zur Suche springen

Autor: Lars Engeln & Sven Brinkmann
Betreuer: Prof. Schneider


Einleitung

In diesen Praktikum wird ein Motor über einen Drehknopf bedient, damit die Drehgeschwindigkeit variabel eingestellt werden kann. Auf dem Motor wird ein Drehteller mit einer Gyroskop Halterung montiert,
sodass das Gyroskop im Stillstand (Ruheposition) kalibriert werden kann. In diesem Versuch wird das Gyroskop (GY-35-RC) verwendet. Die Vorrichtung dient zum Vergleichen der Winkelgeschwindigkeit, zwischen
dem Gyroskop und einer Referenzmessung. Diese Referenzmessung wird zunächst durch eine Einstellung in der Motorsteuerung realisiert, sollte diese Funktionsweise nicht standhalten wird auf eine Geschwindigkeitsmessung
mithilfe einer Drehachse und Lochscheibe z.B Speedsensor LM393 zurückgegriffen. Die berechneten Ergebnisse vom Gyroskop und der Referenzmessung werden auf einem Display angezeigt.

Anforderungen

Tabelle 1: Funktionale Anforderungen an der Gyroskop-Projekt
ID Inhalt Klasse Ersteller Datum Geprüft von Datum
1 Als Hauptsensor kommt ein analoges Gyroskop (GY-35-RC) zum Einsatz. Darauf verbaut ist ein muRata ENC-03RC Einachsgyro. Dies ist bereits vorhanden. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
2 Ein Motor dreht das Gyroskop mit konstanter Geschwindigkeit im Bereich von ±300 °/s. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
3 Die Drehgeschwindigkeit soll über einen Drehknopf eingestellt werden. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
4 Die wahre Geschwindigkeit (Referenz) wird mit einem Drehencoder auf ±0,1 °/s bestimmt. NFR Prof. Schneider 10.10.2023
5 Als Messwerterfassungskarte kommt eine dSpace DS1104 R&D Controller Board zum Einsatz. FR Prof. Schneider 10.10.2023
6 Mit der Messwerterfassungskarte werden die Gierrate des Gyro und des Referenzsystems erfasst. FR Prof. Schneider 10.10.2023
7 Referenzgeschwindigkeit und Messwert werden auf eine Display angezeigt. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
8 Der Messaufbau muss für Studentische Praktika robust und langlebig sein. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
9 Die digitale Signalverarbeitung erfolgt über MATLAB/Simulink. NFR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
10 Die Anzeige der Mess- und Referenzdaten erfolgt in dSpace ControlDesk. NFR Prof. Schneider 10.10.2023
11 Im Stillstand muss der Gyrooffset kalibriert werden. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
12 Die Messwerte Gierrate und Winkel sind mitsamt Messunsicherheit anzuzeigen. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
13 Die Spannungsversorgung kann über ein Labornetzteil erfolgen. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023
14 Der Aufbau muss möglichst kompakt gestaltet werden, damit er platzsparend gelagert werden kann. FR Prof. Schneider 10.10.2023 Lars Engeln 11.10.2023

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Bei dem Signalfluss(Abb.2) werden zunächst ein Arduino und ein LCD-Display verwendet, da auf diese Weise die aktuellen Werte des Gyroskops und des Referenzwertes angezeigt werden können.

Komponentenspezifikation

Umsetzung (HW/SW)

Komponententest

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Projektplan

Projektdurchführung

YouTube Video

Weblinks

Literatur


→ zurück zur Übersicht: WS 23/24: Angewandte Elektrotechnik (BSE)