Wie funktioniert der Gyrosensor?
Hallo,
kann mir jemand erklären wie das Teil in einem Navi funktioniert und was die Zahlen zu bedeuten haben, die im Display angezeigt werden?
Danke euch und Grüße!
Christian
33 Antworten
Die roten Piezos lassen das Röhrchen schwingen, die blauen messen die Schwingung. Wenn man jetzt den Sensor um die Hochachse dreht, dann Verschieben sich diese Schwingungsknoten und die blauen Sensoren fangen an, ein Signal zu messen.
So kann man relativ einfach 🙄 die Gierrate messen.
Viele Grüße
Stefan
p.s.: Ja
Zitat:
Original geschrieben von Feldtins
gibt's nicht auch beim feuerzeug ne piezo-zündung 😕
Ja, exakt gleiches Prinzip!
Beim Feuerzeug wird auf den Piezo-Kristall geschlagen (Feder/Bolzen), er erzeugt eine große elektrische Spannungsspitze.
Beim Beschleunigungssensor verbiegt sich ein Kristallplättchen nur ganz extrem leicht - durch seine eigene Trägheit, wenn man es beschleunigt...
Entsprechend winzig ist die entstehende Spannung. Diese gibt es auszuwerten und auszugeben. Dazu die Elektronik auf dem Chip.
Dies ist nun ein Beschleunigungssensor für lineare Bewegungen. Für den Airbag, zum Beispiel.
Für einen Drehbeschleunigungssensor geht man in der Tat noch etwas trickreicher vor (siehe Stefans "Knotenverschiebungen"😉...
Klingt komisch, ist aber so. 😉😛
Gute Nacht & viele Grüße,
Timo
Contenance bitte sehr,
meine Knoten sind noch alle da, wo sie hin gehören 😉
Grunz Stefan
Da bin ich aber ungemein beruhigt... 😎
Ciao, Timo
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Also erstmal muss ich hier echt ein großes Lob ans Forum los werden. Ist ja wahnsinn wieviel detailliertes Fachwissen hier im Forums steckt! SUPER!
Also ich verstehe nun, dass ein elektrisches Bauteil im Navi eine gewisse Kraft durch die Anziehung der Pole der Erde erlebt. Und je nachdem in welche Richtung die Kraft auftritt, wird dort eine Spannung ezreugt und so weiß das Navi in welcher Richtung es gerade steht.
Ich denke das ist stark vereinfacht ausgedrückt. Aber kommt das Prinzip so hin?
Nochmal die Frage was es mit den angezeigten Zahlen auf sich hat. Sind das nun Gradzahlen?
Vielen Dank!
Nicht ganz. Das Navi hat nichts mit dem Magnetismus der Erde zu tun. Es nutzt nur Daten von den Satelliten und von den bordeigenen Sensoren (Sensorenvalanz, Deflektor, Front- und Achternschilde, Energiematrix mit ihren Phasenfluxkompensatoren), um zu bestimmen, wo man ist, wie schnell man sich bewegt (zeitliche Änderung des Orts) und wie stark man beschleunigt (zeitliche Änderung der Geschwindigkeit).
Sprich: Die Radsensoren und Beschleunigungssensoren, die verbaut sind, sagen dem Navi auch ohne Satellitenempfang, wo es ist, wenn zu einem relativ nahen Zeitpunkt in der Vergangenheit der Aufenthaltsort bekannt war. Beispiel: Das Navi weiß, daß es vor 40 Sekunden in der Bonner Innenstadt war und mit 100km/h in Richtung 210° (SW) fuhr. Dann bemerkt es eine harte Bremsung, eine Beschleunigung nach links, eine nach rechts und errechnet damit, daß sich die Bewegungsrichtung insgesamt um 20° nach links, also etwa Süd, geändert hat. Das Navi errechnet damit, wo Du bist, und weiß, daß Du gerade im Bonner Innenstadttunnel geblitzt worden bist.
Trägheitsnavigationssysteme, die für das Apollo-Raumfahrtprogramm entwickelt wurden und kurz danach in dreifacher Ausführung in jeden Jumbo eingebaut wurden, funktionieren genauso, nur viel präziser. Man kann ohne Sensoren, die den Boden erfassen, keine Geschwindigkeit messen, weil keine Kräfte wirken. Beschleunigungen aber sind immer Auswirkungen von Kräften, und die lassen sich messen. Also braucht man sehr genaue Beschleunigungssensoren, und man kann aus der Wirkungsdauer einer Beschleunigung die Geschwindigkeit berechnen, wenn man einen Anfangswert (0 = Stillstand) hat, aus der Wirkungsdauer der Geschwindigkeit mit dem Anfangsort (mußt irgendwann mal gewußt haben, wo Du bist) den Aufenthaltsort.
Viele Grüße,
Roman.
Zitat:
Nochmal die Frage was es mit den angezeigten Zahlen auf sich hat. Sind das nun Gradzahlen?
Vielen Dank!
Schick bitte mal ein Foto davon, oder schreib die Zahlen ab.
G,
R.
Zitat:
Original geschrieben von draht330d
Das Navi errechnet damit, wo Du bist, und weiß, daß Du gerade im Bonner Innenstadttunnel geblitzt worden bist.
Viele Grüße,
Roman.
Is ja geil 😁
Aber tolle Erklärung Roman! 😉 Denke, die hilft einigen hier weiter!
Gruß Frank <-- dem da auch 😁
Zitat:
Original geschrieben von draht330d
Also braucht man sehr genaue Beschleunigungssensoren, und man kann aus der Wirkungsdauer einer Beschleunigung die Geschwindigkeit berechnen, wenn man einen Anfangswert (0 = Stillstand) hat, aus der Wirkungsdauer der Geschwindigkeit mit dem Anfangsort (mußt irgendwann mal gewußt haben, wo Du bist) den Aufenthaltsort.
Wie unterscheiden denn die Sensoren zwischen echter Beschleunigung und einer Steighaltung beim Flugzeug? Solange das Flugzeug die Schnauze hebt, hast Du ja ständig das Beschleunigungsgefühl, ähnlich wie beim Auto, das am Berg steht.
Hey Roman, super Erklärung. Danke!
Also, dass das Navi bei Bewegung weiß wohin es fährt und wo es ist, erscheint mir logisch.
Aber wenn man den Kompass einblendet, so zeigt der ja auch im Stand an, in welche Richtung man steht ob Nord,Süd,West oder Ost. Kann das Navi das auch auf Grund der Satelliten erkennen? Die PDAs haben ja keine Gyrosensor und kommen so auch zurecht, natürlich nur, wenn sie Empfang haben. Daraus schließe ich der Gyrosensor hilft mir eigentlich nur bei keinem Satelliten Empfang weiter ansonsten verfeinert er das Ergebnis der durch die Satelliten ermittelten Position nur, oder?
Damit erklärt sich ja auch wiederum die Wichtigkeit des Rückfahrsignals, weil so auf Grund der Bewegung der Gyrosensor erkennt, dass sich das Auto in eine andere Richtung bewegt und so keine massive Änderung zwischen errechneter und gemessener Position entsteht. Habe ich das korrekt transferiert?
Momentan bin ich ja gerade Navilos, werde aber mal ein Foto machen, sobald ich die Tage mein neues bekomme.
Die hätte ich dann eh eingestellt 🙂 Mein Cascade ist doch endlich da *freu* 🙂
Zitat:
Original geschrieben von draht330d
..... Energiematrix mit ihren Phasenfluxkompensatoren ...
Das ist doch das Ding aus "Zurück in die Zukunft"! Geil, wie weit die Technik schon ist....... 😁
Zitat:
Original geschrieben von Top Sport Champ
Hey Roman, super Erklärung. Danke!
Also, dass das Navi bei Bewegung weiß wohin es fährt und wo es ist, erscheint mir logisch.
Aber wenn man den Kompass einblendet, so zeigt der ja auch im Stand an, in welche Richtung man steht ob Nord,Süd,West oder Ost. Kann das Navi das auch auf Grund der Satelliten erkennen? Die PDAs haben ja keine Gyrosensor und kommen so auch zurecht, natürlich nur, wenn sie Empfang haben. Daraus schließe ich der Gyrosensor hilft mir eigentlich nur bei keinem Satelliten Empfang weiter ansonsten verfeinert er das Ergebnis der durch die Satelliten ermittelten Position nur, oder?
Damit erklärt sich ja auch wiederum die Wichtigkeit des Rückfahrsignals, weil so auf Grund der Bewegung der Gyrosensor erkennt, dass sich das Auto in eine andere Richtung bewegt und so keine massive Änderung zwischen errechneter und gemessener Position entsteht. Habe ich das korrekt transferiert?
Momentan bin ich ja gerade Navilos, werde aber mal ein Foto machen, sobald ich die Tage mein neues bekomme.
Die hätte ich dann eh eingestellt 🙂 Mein Cascade ist doch endlich da *freu* 🙂
Ich gehe davon aus, daß das Satellitensignal in Zusammenhang mit der Stellung der Antenne durch Zuhilfenahme von gelernten Werten für die Bewegungsrichtung (ein Auto fährt in Richtung der Karosserie nach vorne, wenn kein Eis oder Schnee liegt) wissen kann, in welcher Richtung Norden ist. Aber ich weiß es nicht. Jemand sonst?
Bei einem Navi braucht es die Sensoren nicht wirklich, sie helfen aber sehr und verlängern die Zeit, die das Navi ohne Satellitensignal noch halbwegs zuverlässige Ortungen liefern kann. Die erste und zweite Ableitung des Orts (Geschwindigkeit+Beschleunigung, vektoriell in Richtungen aufgeteilt) bekomme ich ja auch, wenn ich nur die letzten paar Ortungen miteinander vergleiche bzw verrechne. Anhand der Geschwindigkeit entscheidet ja das Navi auch, wann, also wie früh vor der Biegung es ein Abbiegemanöver ansagen wird.
Das mit dem Rückfahrsignal halte ich ebenfalls für richtig, sonst dreht sich ja die Raumorienterung des Geräts durch das Rückwärtsfahren. Dinge, die Menschen im alltäglichen Umgang selbstverständlich sind, müssen durch die Programmierung des Geräts nachgebildet werden. Etwa daß man auf Autobahnen nicht "wenn möglich, dann bitte wenden" kann, oder daß Wenden i.d.R. nur mit einer Geschwindigkeit nahe Null funktioniert. Die Abschätzungen der Ankunftszeit sind deshalb so gut, weil mit einfachen arithmetischen Mitteln die Geschwindigkeit berücksichtigt wird.
R.
Jetzt weiß ich auch, warum der Roman ein Navi braucht...
Südwest sind 225°, bei 210° schleifst du an der Mittelleitplanke 😉
Aber sonst sehr gut und ausführlich erklärt!
Viele Grüße
Stef
...erfasst die Richtungsänderung relativ zum Magnetfeld der Erde.
Ohne Rückfahrsignal dreht sich natürlich beim Einparken die angezeigte Karte mehrmals um 180°. Beim PDA ist das immer so, ist aber nicht wirklich bedeutsam... 😉
Geschwindigkeitsmessungen per GPS werden ausschließlich aus Wegdifferenzen auf Zeitbasis ermittelt. Außer einer (3D-)Position sowie einem (atomgenauen) Zeitstempel wird nichts vom GPS-Signal verwertet, den Rest erledigt die Hardware und Software an Bord.
Viele Grüße, Timo