Workshop 2 - SenGier/SabGier - LPR530AL

Abb. 1: Foto des Gyro LPR530AL

Autor: Marc Ebmeyer

Einleitung

Der LPY530AL ist aus der Serie der LPY5XXAL Analog Gyros der Firma STMicroelectronics er ist ein MEMS DUAL Gyro und mist die x- und z-Achse. Er ist auf der Adapterplatine in verschiedenen Versionen verbaut (siehe Board Schematic und Layout ). Das bedeutet, dass er am Fahrzeug die Drehung um die Hochachse messen kann (Z Achse) und das Kippen nach rechts und links ( X-Achse) . Es gab weitere Modelle mit unterschiedlichen Achsen und Auflösungen, der Chip ist Abgekündigt und nicht mehr Lagernd.

Technische Übersicht

Tabelle 1: Eigenschaften bitte ausfüllen

Eigenschaft	Daten
Spannungsversorgung	VCC 2,7-3,6 V
Stromaufnahme	6,8 mA
Messbereich OUT	+/-300°/s Dual Axes
Messbereich 4x OUT	+/-1200°/s Dual Axes
Empfindlichkeit OUT	3,33mV/°/s
Empfindlichkeit 4x OUT	0,83mV/°/s
Bandweite	-3dB bis 140HZ
nicht linearität	+/- 1% FS (Endwertes)
Referenze Voltage	1,23V
Abmessung (l,b,h)	LGA-16 (5mmx5mmx1.5mm)

Tabelle 2: Pinbelegung bitte ausfüllen

Pin	Funktion
1. GND	0V supply voltage
2. FILTVDD	PLL filter connection pin #2
3. VCONT	PLL filter connection pin #1
4. OUTY	Not amplified output
5. 4xINY	Input of 4x amplifier
6. 4xOUTY	Y rate signal output voltage (amplified)
7. Vref	Reference voltage
8. 4xOUTX	X rate signal output voltage (amplified)
9. 4xINX	Input of 4x amplifier
10. OUTX	Not amplified output
11. ST	Self-test (logic 0: normal mode; logic 1: self-test)
12. PD	Power-down (logic 0: normal mode; logic 1: power-down mode)
13. HP	High pass filter reset (logic 0: normal operation mode; logic1: external high pass filter is reset)
14. Res	Reserved. Connect to Vdd
15. Res	Reserved. Connect to Vdd
16. Vdd	Power supply

Datenblätter

• Evaluierungsboard für LPY530AL
• Gyro Breakout Board - LPY530AL Dual 300°/s
  
• datenblatt LPY530AL
  
• Schematik vom Sparkfun Breakout Board
  
• SVN Schaltplan der Adapterplatine für Wagen 1, 2 & 3
  
• sparkfun LRP530AL/ SVN Gyro
  
• Funktionsweise der MEMS Gyro
  
• Analyse Gierrate
  
• Gierrate
  
• Messkette Gierratensensor
  

Anschlussplan

Abbildung aus STMicroelektronik Datenblatt LPY530AL Seite 8 Bild 3

Primärsensor

Lernzielkontrollfragen

• Welcher Primärsensor (Gyro) ist in Wagen 1/2 verbaut?
• Wo befindet sich der Sensor am Wagen?
• Wie funktioniert dieser technisch?
• Wo befindet sich der Schaltplan und das Datenblatt?
• Wie werden die Sensordaten verarbeitet?
• Was sind die Eigenschaften des Sensors laut Datenblatt (Offset, Drift, Rauschen)?
• Wie wurde der Sensor angeschlossen?
• Welche Gierrate messen Sie im Stillstand?
• Welche Gierrate messen Sie, wenn das Fahrzeug in 10 Sekunden einen vollen Kreis fährt?

Messkette SEN/SAB Offline

Lernzielkontrollfragen

• Wie werden die Gierraten-Rohsignale verarbeitet Online/Offline?
• Welche Signale sind für die Fahrzeugregelung und das Parken erforderlich?

Vergleich Offline/Online

Lernzielkontrollfragen

• Was ist das Ergebnis des Vergleichs bezogen auf SEN/SAB der Gierrate?

Aufgezeichnete Messdaten

SVN Links zu den .mat Dateien

Lernzielkontrollfragen

• Wurde der Gyro zu beginn im Stillstand kalibriert und das
• Wurden alle Signale der Verarbeitungskette SEN/SAB für den Gyro aufgezeichnet?
• Wurden die Messdaten in SVN\Daten\Gierrate\YYMMDD_Beschreibung abgelegt?
• Wurden die Referenzdaten in SVN\Daten\Gierrate\YYMMDD_Beschreibung abgelegt?
• Wurde die Referenz in Referenz.txt abgelegt?

Auswertung Stillstand

Lernzielkontrollfragen

• Ist die Offset-Kalibrierung erfolgreich?
• Wie groß ist der Gierraten-Offset vor Kalibrierung im Stillstand?
• Wie groß ist der Gierraten-Offset nach Kalibrierung im Stillstand?
• Wie groß ist die Gierraten-Drift nach Kalibrierung im Stillstand?
• Gibt es nach dem Kalibrieren eine Offset-Drift?
• Wie groß ist das Rauschen der Gierrate?
• Wurde der Offset-Kalibrierzeitpunkt markiert?
• Wurde SabGier_psi_filt_K_deg_f64 in ° dargestellt?
• Wurde die Referenzmessunge in ° dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_unfilt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_filt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurden die Referenzmessungen in °/s dargestellt?
• Wurden die Runden markiert?
• Ist eine aussagekräftige Legende vorhanden?
• Wurden die Achsen beschriftet?
• Bezeichnet der Titel die zugrundeliegende Messdatei?

Auswertung Linkskurve

Tabelle xx: Referenz für die Linkskurve

Lenkwinkel	Geschwindigkeit	Zeiten
Linkskurve (20)	0,6	14,02s 13,72s 14,46s 13,74s 13,59s

Lernzielkontrollfragen

• Ist die Offset-Kalibrierung erfolgreich?
• Wie groß ist der Gierraten-Offset vor Kalibrierung im Stillstand?
• Wie groß ist der Gierraten-Offset nach Kalibrierung im Stillstand?
• Wie groß ist die Gierraten-Drift nach Kalibrierung im Stillstand?
• Gibt es nach dem eine Offset-Drift?
• Wurde der Offset-Kalibrierzeitpunkt markiert SenTast_Reset_bit?
• Wurde SabGier_psi_filt_K_deg_f64 in ° dargestellt?
• Wurde die Referenzmessunge in ° dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_unfilt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_filt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurden die Referenzmessungen in °/s dargestellt?
• Wurden die Runden markiert?
• Ist eine aussagekräftige Legende vorhanden?
• Wurden die Achsen beschriftet?
• Bezeichnet der Titel die zugrundeliegende Messdatei?

Auswertung Rechtskurve

Tabelle yy: Referenz für die Rechtskurve

Lenkwinkel	Geschwindigkeit	Zeiten
Rechtkurve (-5)	0.6	13,55s 14,19s 14,13s 14,34s 14,24s

Lernzielkontrollfragen

• Ist die Offset-Kalibrierung erfolgreich?
• Wie groß ist der Gierraten-Offset nach Kalibrierung im Stillstand?
• Wie groß ist die Gierraten-Drift nach Kalibrierung im Stillstand?
• Gibt es nach dem eine Offset-Drift?
• Wurde der Offset-Kalibrierzeitpunkt markiert?
• Wurde SabGier_psi_filt_K_deg_f64 in ° dargestellt?
• Wurde die Referenzmessunge in ° dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_unfilt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurde SabGier_psip_filt_K_f64 in °/s dargestellt?
• Wurden die Referenzmessungen in °/s dargestellt?
• Wurden die Runden markiert?
• Ist eine aussagekräftige Legende vorhanden?
• Wurden die Achsen beschriftet?
• Bezeichnet der Titel die zugrundeliegende Messdatei?

Analyse der Messergebnisse

Tabelle 3: Problembeschreibung

Beschreibung	Das Problem ist..	Das Problem ist nicht...
Was genau ist das Problem?
Wo tritt das Problem auf?	Beispiel	Beispiel
Wie zeigt sich das Problem?	Beispiel	Beispiel
Wann tritt das Problem auf?	Beispiel	Beispiel
Warum ist es ein Problem?	Beispiel	Beispiel

Tabelle 4: Ursachenanalyse

Nr.	Beschreibung
1	Warum?

Lernzielkontrollfragen

• Wurden die Messergebnisse in Bezug auf die Referenz analysiert?
• Wurden Offset, Rauschen und Drift korrekt bestimmt?
• Zu welchem Ergebnis kommen Sie?
• Wurden die Analyseergebnisse tabellarisch aufgestellt?
• Welchen Zustand hat der Gierratensensor?

Wirksamkeit der Maßnahmen

Tabelle 5: Maßnahmen zur Beseitigung der identifizierten Ursache(n)

Nr.	Maßnahme	Verantwortung	Termin	Status
1		Marc Ebmeyer

Tabelle 5b: Möglicher Status

Status	Bedeutung
	Maßnahme wurde nicht beschrieben
	Maßnahme vollständig beschrieben mit Termin und Verantwortlichem
	Maßnahme in Umsetzung
	Maßnahme umgesetzt
	Wirksamkeit der Maßnahme nachgewiesen

Lernzielkontrollfragen

• Wurden die Problemursachen analysiert und dokumentiert?
• Sind Maßnahmen erforderlich?
• Wurden Maßnahmen tabellarisch aufgeführt?
• Wurden Maßnahmen systematisch umgesetzt.
• Wurden die Wirkungsamkeit mittels Open-Loop-Simulation welegt?
• Welchen Zustand hat der Gierratensensor nach Umsetzung Ihrer Maßnahmen?

Zusammenfassung

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