• Slide 1

انجمن تخصصی پهپاد رها

اولین انجمن گفتگوی تخصصی پرنده های بدون سرنشین

سنسور IR

1
تئوري سنسورهاي اينفرارد

http://paparazzi.enac.fr/w/images/thumb/Electromagnetic-Spectrum.png/180px-Electromagnetic-Spectrum.png
http://paparazzi.enac.fr/w/images/IR_chinook.jpg


سنسورهاي IR مورد استفاده در پاپارازي از نوع حرارتي هستن و نسبت به تغييرات دمايي بسيار حساس ميباشند اما داراي محدوده اي هم مي باشند كه به كاربردي تر شدن آن كمك كرده است، به عنوان مثال اين سنسور به دماهاي بسيار بالا مثل خورشيد حساس نيست و به راحتي ميتوان آن را تنها با يك چسب نواري به اشباع برد اما به چيزهايي نظير دود و يا باران حساس هستند!

http://paparazzi.enac.fr/w/images/thumb/Ir_sensor_bot_small.jpg/180px-Ir_sensor_bot_small.jpg

سنسور هاي گرمايي IR براي تعيين وضعيت پرنده در حالت افقي و عمودي استفاده ميشود كه با تبديل اختلافات گرمايي به ولتاژ كار ميكنند. اما خروجي اين سنسورها داراي دامنه اي بسيار كوچك است 40µV !!! كه براي تبديل اين دامنه كوچك به مقداري كه قابل خواندن براي اتوپايلوت باشد ،‌در هر محور از دو سنسور استفاده ميشود و آنها رابه يكديگر متصل ميكنيم تا اينبار تغييرات اين دو را نسبت به يكديگر مشاهده كنيم به اين ترتيب هنگامي كه دماي هر ذو سمت يكسان باشد ولتاژي معادل با 0 ولت را ميبينيم حال براي تبديل اين تغييرات همچنان بسيار كوچك ، خروجي را به يك تقويت كننده *500 ميدهيم تا تغييرات را بتوانيم با ميكروكنترلر بخوانيم.

http://paparazzi.enac.fr/w/images/thumb/Ir_response_curve.gif/180px-Ir_response_curve.gif

حال از آنجا كه زمين به صورت كلي پرتوهاي IR بيشتري را نسبت به آسمان توليد ميكند ميتوان از اين اختلاف دمايي به راحتي استفاده كرد كه با استفاده از اين سنسورها ميتوان اختلاف دمايي را حتي در روزهاي ابري ، باراني و يا حتي وقتي كه زمين پوشيده از برف است و در تمام مدت شبانه روز بدست آورد.
كه با استفاده از اين سنسور در واقع ميتوان نسبت دو چيز را بدست آورد:

زاويه پرنده
اختلاف دمايي آسمان و زمين

حال با استفاده از اين سنسور در محورهاي مناسب ميتوان تغييرات را اندازه گيري كرد اما اين سنسورها مشكلاتي نيز دارند از قبيل:

خروجي سنسورها به صورت كاملا سينوسي نيستند و احتياج به اختصاص ضريب تقريب به صورت دستي هستند

تغييرات اين سنسور ها سريع نيستند (هر 25ميلي ثانيه) كه اين امر موجب تاخير در سيستم ميشود كه در صورت نبود جايروسكوپ سيستم داراي نوسان ميشود!

سنسورها ميبايست كاملا خشك باشند و كوچكترين قطره ي آب ميتواند كارايي آنها را از بين ببرد!


خب باتوجه به موارد ذكر شده ، استفاده از اين سنسورها براي كنترل مولتي روتور ها كه احتياج به سرعت پاسخدهي بالا هستند مناسب نيستند و در مورد هواپيما نيز بهتر است در شرايط جوي نا پايدار از اين سنسور استفاده نشود.
در شكل هاي زير ميتوان عملكرد اين سنسورها را مشاهده كرد

http://paparazzi.enac.fr/w/images/thumb/Infrared_Stabilisation_Principle_tilted.png/400px-Infrared_Stabilisation_Principle_tilted.png


http://paparazzi.enac.fr/w/images/thumb/Infrared_Stabilisation_Principle_tilted_with_Z.png/400px-Infrared_Stabilisation_Principle_tilted_with_Z.png



شماتيك سخت افزاري:

http://paparazzi.enac.fr/w/images/IR_Sensor_Board_Architecture_dual.jpg

http://paparazzi.enac.fr/w/images/IR_Sensor_Board_Architecture_single.jpg
تشکر ها
پاسخ ها (10)
  • پاسخ پذیرفته شده

    mohammad
    Raha
    mohammad
    آفلاین
    سه شنبه, 08 ژانویه 2013 - #permalink
    0
    خیلی خوب آقا ایمان، منتظر آموزش های بعدی هم هستیم....:)
    تشکر ها
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    سه شنبه, 08 ژانویه 2013 - #permalink
    0
    بله مهندس من هم گفته ی اقا محمد هم تایید میکنم اموزش های بعدی و سنسور های دیگر .... ;):o
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    سه شنبه, 08 ژانویه 2013 - #permalink
    0
    ممنون از همه.

    به نظر شخصي من اين سنسور يه سنسور فوق العاده ميتونه باشه براي كساني كه نميخوان يا نميتونن يه IMU خوب تهيه كنن چون روي اين سنسور لرزش و ... ديگه تاثيري نداره و شما از يك فيدبك فوق العاده بهره ميبريد! يه جورايي انگار فيدبك هاي تصوير ميمونه . به صورت كلي به نظرم براي هواپيما مخصوصا سوختي عالي هست;)
    تشکر ها
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    vpcom
    vpcom
    آفلاین
    سه شنبه, 08 ژانویه 2013 - #permalink
    0
    چه جالب ;)
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    mohammadyzf
    mohammadyzf
    آفلاین
    پنج شنبه, 17 آوریل 2014 - #permalink
    0
    سلام

    می خاستم بدونم منظور از زاویه پرنده همون تعادل پرندده هست (کاری که وظیفه ژیرسکوپ هست وانحراف از مبدا محور های X،Yو Z پرنده رو تشخیص می ده)که به وسیله این سنسور های IR تشخیص داده می شه ؟!!!
    تشکر ها
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    پنج شنبه, 17 آوریل 2014 - #permalink
    0
    بله ،سنسور های IR اختلاف دمای دو طرف رو نسبت به هم می سنجد و با تقویت اون موجب میشه که بتونیم زاویه پرنده رو نسبت به سطح افق بدست آورد.
    توی عکس کاملا مشخص شده:
    http://wiki.paparazziuav.org/w/images/1/19/Infrared_Stabilisation_Principle_tilted.png
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    mohammadyzf
    mohammadyzf
    آفلاین
    جمعه, 18 آوریل 2014 - #permalink
    0
    ممنون از جوابتون .

    1.توی توضیحات فرمودین که برای هر محو از دو سنسور IR باید استفاده کرد . می دونیم که وقتی یه جسم سه بعدی رو در نظر بگیریم، باید برای کنترل وضعیت تعادل جسم ، باید وضعیت جسم رو نسبت به سه محور x,y,z بدونیم با این تفاسیر برای تعیین وضعیت تعادل پرندمون باید از 6 سنسور IR استفاده کنیم؟

    2. یا اینکه همون دو تا سنسوری که از طرف شرکت همراه اتوپایلوت پاپارازی گذاشته برای تعیین وضعیت تعادل پرنده کافی هست ؟ اگر کافی هست بهترین حالتی که می شه از این دو تا سنسور استفاده کرد چه حالتی هست ؟ (منظورم اینه که اگر جلو هواپیما رو در راستای محور x ها و بالها رو در جهت محور y ها در نظر بگیریم ، این دو سنسور IR رو باید در راستای کدوم محور و دقیقا کجای هواپیما قرار بدیم ؟)

    3. تو عکسی که از نحوه عملکرد سنسور های IR قرار دادین، دو سنسور نزدیک به هم و وسط هواپیما کار گذاشته شده اند . اگر این دو تا دو سر بالها قرار داشتن بهتر نبود؟ (می دونم قرار دادن سنسور روی بال ممکنه بر پرواز پرنده تاثیر گذار باشه )
    تشکر ها
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    جمعه, 18 آوریل 2014 - #permalink
    0
    ۱.بله، اینجا میتونید ببینید:

    http://wiki.paparazziuav.org/w/images/a/a9/Irsensors.jpg

    ۲.میشه این سنسورها رو به حالت + یا ضربدر نصب کرد که این بسته به ساختار هواپیما متفاوت هست ،یعنی اگر هواپیما طوری باشه که دم هواپیما در راستای سنسور باشه اونوقت باید سنسور رو بچرخونید و به حالت ضربدر نصبش کنید.

    ۳.اتفاقا اولین بار که این ایده مطرح شد (توی دانشگاه ملبورن استرالیا) همین کار رو انجام دادند یعنی سنسور ها رو روی انتهای بالها نصب کردند اما این چندتا مشکل داره اون هم اینکه بدلیل حساسیت بالای این سنسورها و تقویت شدن ۱۰۰۰ برابری اونها نویز پذیری توی فاصله های طولانی خیلی بیشتر میشه و بهتره که تا میشه به همدیگه نزدیک باشند و علاوه بر این سنسورها باید نسبت به هم در یک راستا باشند تا الگوریتم درست کار کنه، یعنی اینکه مثلا اگر بالها دای هدرال داشته باشند و.... دیگه توی یک راستا نصب کردنشون مشکل میشه;)
    پیوست ها:
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    mohammadyzf
    mohammadyzf
    آفلاین
    جمعه, 18 آوریل 2014 - #permalink
    0
    1. راستی این سنسورهایی که توی عکس نشون دادین، همونایی هستن که روی پکیچ اتوپایلوت پاپارازی قرار دارن؟ پس این دو تا چی هستن که توی پکیج کامل پاپارازی نشون داده شدن ؟



    2. اگر درست فهمیده باشم برای اینکه بتونم از پاپارازی استفاده کنم ، باید 6 سنسور IR داشته باشم که دو تاش همراه بسته پاپارازی هست . پس باید 4 تای دیگه تهیه کنم . نحوه اتصال این 6 سنسور به اتوپایلوت ، با توجه به مکان قرار گیریشون چگونه هست ؟

    3. اگر از اول برای کار با پاپارازی نیاز به 6 سنسور IR بوده پس چرا شرکت سازنده روی پکیج اتوپایلوتش 6 تا سنسور IR نگذاشته؟ (مگه این اتوپایلوت ها به غیر از در اجسام پرنده در چیزهای دیگه ای هم استفاده می شه ؟)

    4. مطمئنا در زمان راه اندازی اتوپایلوت باید این سنسورها و مکان قرارگیریشون رو برای اتوپایلوت تعریف کنیم ، چگونه باید این کار رو کرد ؟

    5. پاپارازی از سنسورهای IR خاصی استفاده می کنه ؟ چطور می تونم اون 4 تا سنسور مورد نیازم رو تهیه کنم ؟ قیمتشون چقدر هست ؟

    6. این امکان وجود داره تا به جای استفاده از 6 سنسور IR ، از یک سنسور ژِیرسکوپ استفاده کنم ؟(آیا لرزش ناشی از موتور سوختی هواپیما، اختلالی در عملکرد ژیرسکوپ به وجود میاره ؟)

    .
    پیوست ها:
    تشکر ها
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
  • پاسخ پذیرفته شده

    جمعه, 18 آوریل 2014 - #permalink
    0
    ۱.با توجه به اینکه سنسورهای مورد استفاده نوع خاصی هستند و متاسفانه دیگه تولید نمیشه ، این سنسورها رو میشه از روی سیستم دیگه ای که به FMA Copilot معروف هست پیدا کرد که دقیقا همون سنسورهای مد نظر هست و میتونه به پاپارازی متصل بشه که اینجا توضیح داده شده.

    ۲. توی هر بسته ۲ عدد پک ۴تایی سنسور وجود داره که در واقع میشه ۸تا سنسور که ۲تای اون اضافه هست :)

    ۳. این توضیح رو بدم که کلا پاپارازی یک پروژه اپن سورس هست و متعلق به هیچ شرکتی نیست و هیچ یک از اهداف اقتصادی رو دنبال نمیکنه، برای آشنایی بیشتر میتونید درباره پروژه های اپن سورس توی نت بگردید. اما اینکه چرا یک سنسور مشخص رو روی اتوپایلوت نگذاشتند برای این هست که هر پرنده برحسب نیازش سنسور مناسب رو انتخاب کنه که میتونه از IR یا IMU استفاده کنه، توی بحث سنسورهای قابل اتصال توضیح داده شده.ضمنا شما میتونید از این اتوپایلوت بر روی هر وسیله ای استفاده کنید!

    ۴.توی بخش کد نویسی باید تعریف بشه و تنظیم بشه به عنوان مثال :
    http://store.rahauav.com/image/data/forum/Screenshot 2014-04-18 14.45.47.png
    ۵.رجوع به قسمت ۱

    ۶.بله اما به شرط ها و شروط ها!
    شما یا باید از یک IMU استفاده کنید که شامل سنسورهای جایرو ۳محوره،شتاب سنج۳محوره و... هست یا اینکه از سنسور IR استفاده کنید، اما تفاوت این هست که سنسورهای IR به لرزش حساس نیستند و روی هواپیما های سوختی خیلی خوب کار میکنند اما به تغییرات آب و هوا حساس هستن!

    اما سنسورهای IMU به لرزش و نویز های سفید(دمایی) و... حساس هستن و باید یا از یک نوع خوب اون برای هواپیما سوختی استفاده کنید و یا اینکه فیلترهای سخت افزاری و نرم افزاری داشته باشید.
    پاسخ به درستی کمینه شد نمایش
پاسخ شما

 

تمام حقوق برای شرکت رهنوردان هلیای آسمان محفوظ است
Copyright © 2015 RAHA