grundlagen Sensoren Verständnis

Im Unterforum Grundlagen - Beschreibung: Grundlagen und Fragen für Einsteiger in der Elektronik

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Autor
grundlagen Sensoren Verständnis

    







BID = 760560

jimT

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: weimar
 

  


Guten Tag,

ich bin neu in diesem Forum und hoffe auch an der richtigen Stelle .
Ich möchte gern einige Zusammenhänge und Grundlagen klären und hoffe jemand kann mir weiter helfen. Ich besitze ein Smartphone wo ein Beschleunigungssensor der Firma Bosch verbaut ist. Ich lese die Daten aus welche mir das System dann später in mein Programm bereit stellt. Ich möchte nun gern über die Zusammenhänge von Sensordaten und Sensor/spezifikation erfahren. Dazu habe ich mir das Datenblatt des Sensors etwas näher angeschaut.
Sensor

Meine erste Frage ist wie sich die Daten ergeben welche aus den Sensor an das System übergeben werten.

Die Auflösung jener Werte die der Sensor ausgibt sind 10Bit also 9 für den Zahlwert und 1 für positiv oder negativ.
Somit ergibt sich das 512 Werte in dem Bereich(2g,4g,8g) angenommen werden können, da der Sensor 3 unterschiedliche "Sensitivity" hat ergeben sich unterschiedliche Sensibilitäten. Das bedeutet der Sensor würde erst ein neuen Wert generieren wenn sich die jeweilige Beschleunigung um jeweiligen Sensibilitätsgrad erhöht. Bsp. 2g/256 = 0.0078125 ist die kleinste Änderung die der Sensor registriert.Leider verstehe ich dort die Einheit LSB/g nicht richtig. Least Signifikant Byte habe ich schon herausgefunden, leider fehlt mir das Wissen um die Zusammenhänge zu verstehen.
Die "bandwitch" Angabe verstehe ich leider auch noch nicht richtig, bzw. deren Bedeutung.
Die "Acceleration data refresh rate (all axes)" bedeutet doch, wie oft in der Sekunde die Abfrage erfolgt und ich kann damit rechnen das der Sensor mir alle 0.0003 Sekunden einen Datenwert ausgibt!???

Bis hier erstmal so weit. Ich weis Forum immer gern schätzen-> somit vielen dank für eure Freizeit! LG JimT

BID = 760576

Rafikus

Inventar

Beiträge: 4130

 

  

Hallo jimT,

wenn Du das Forum so schätzen möchtest, dann sollte Dir aufgefallen sein, dass wir hier Wert auf einigermassen vernünftige Rechtschreibung legen.
Unverständlich und schlampig geschriebene Texte werden von vielen Mitgliedern einfach ignoriert.
Du solltest Dir vielleicht den Text noch mal durchlesen, dann solltest Du erkennen, dass er an einigen Stellen mindestens konfus ist.

Sollte die deutsche Sprache nicht Deine Muttersprache sein, dann darfst Du das hier ruhig erwähnen, es wird keinem der Kopf abgerissen, wenn er einfach nicht besser schreiben kann.

Beachte bitte, dass es einen grossen Unterschied zwischen dem "dass" und "das" gibt. Es gibt entsprechende Internetseiten, auf welchen es gut erklärt wird.

Und jetzt noch einige Fragen zu Deinem Problem:
- für welche Einheit steht das "g"?
- für welche Einheit steht das "G"?


Zitat :
Das bedeutet der Sensor würde erst ein neuen Wert generieren wenn sich die jeweilige Beschleunigung um jeweiligen Sensibilitätsgrad erhöht

Wieso? Es kann doch sein, dass sich der Sensor im Empfindlichkeitsbereich "2" befinden und der Wert ändert sich von 0,73 auf 0,86 , wird da etwa nicht ein neuer "Wert" generiert?

Rafikus

BID = 760603

jimT

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: weimar

Hallo,

das kleine g steht für die mittlere Erdbeschleunigung und ein großes G (Gravitationskonstante) habe ich nicht benutzt.[/sub] Weist du ob im S2g Modus der Bereich von -2 bis +2 in 256 Abschnitte oder jeweils in 128 geteilt wird?

Marcel

BID = 760650

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Die Auflösung jener Werte die der Sensor ausgibt sind 10Bit also 9 für den Zahlwert und 1 für positiv oder negativ.
Das stimmt nicht, der Sensor gibt den Wert als 2-er Komplement aus.
Das hat den Vorteil, dass der angeschlossene µC bei der Verarbeitung keine Fallunterscheidung machen muss, ob er addieren oder subtrahieren muss, sondern stets nur zu addieren braucht.


Zitat :
Leider verstehe ich dort die Einheit LSB/g nicht richtig
Das hat offenbar etwas mit der Auflösung zu tun.
Es wäre gut, wenn du angäbest, wo im Datenblatt die fraglichen Stellen stehen.


Zitat :
Die "bandwitch" Angabe verstehe ich leider auch noch nicht richtig, bzw. deren Bedeutung
Das heisst ja auch nicht bandwitch (Bandhexe - was ist das ?), sondern "bandwidth" (Bandbreite).
Der Sensor hat zwei Tiefpassfilter um hochfrequente Störungen, z.B. durch Vibrationen, zu reduzieren.
Das ist einerseits ein analoges Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 1500Hz und nach der Digitalisierung ein programmierbares Digitalfilter, welches die Messwerte weiter glättet.


BID = 760696

jimT

Gerade angekommen


Beiträge: 5
Wohnort: weimar

Guten tag,

zum 2'er Komplement:
Diese Tatsache bedeutet also, dass ich immer ein 10bit Wert vom Sensor erhalte, welcher entweder positiv oder negativ ist(beim negativen Wert erhalte ich das 2'er Kompliment).!?

zum Thema LSB/g:
Diese Information befindet sich auf der Seite 5 des Datenblattes unter der Rubrik Sensitivity.

zum Thema Bandwidth: vielen Dank!!!!!!

Ich würde gern mehr über die Notwendigkeit vom Glätten der Messwerte erfahren, kann mir jemand verständliche Literatur empfehlen?


Ich würde noch gern wissen ob die Annahme stimmt das 3000 mal pro Sekunde ein Datenwerte geliefert wird? Weiter würde ich gern wissen ob dadurch höchstens eine Frequenz von 1500 Hz (Nyquist) reproduziert werden kann?

Vielen Dank für die Antworten!!(allein schon das Benutzen eines 2'er Komplement kannte ich vorher nicht)

BID = 760713

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
dass ich immer ein 10bit Wert vom Sensor erhalte, welcher entweder positiv oder negativ ist(beim negativen Wert erhalte ich das 2'er Kompliment)
So sieht das aus:
+511 = 01 1111 1111 bei +1,996g
+510 = 01 1111 1110
+509 = 01 1111 1101
.
.
.
+2 = 00 0000 0010
+1 = 00 0000 0001
0 = 00 0000 0000
-1 = 11 1111 1111
-2 = 11 1111 1110
.
.
.
-510 = 10 0000 0010
-511 = 10 0000 0001
-512 = 10 0000 0000 bei -2g

Dass der Meßbereich nicht genau symetrisch ist, ist hier unvermeidlich; bei einer anderen Darstellung (Vorzeichen&Wert) würde man noch einen Messwert verlieren und dafür eine positive und eine negative Null bekommen.


Zitat :
Leider verstehe ich dort die Einheit LSB/g nicht richtig. Least Signifikant Byte habe ich schon herausgefunden,
Nein, es handelt sich nicht um Bytes sondern um Bits, und es betrifft tatsächlich die Auflösung sowie die Empfindlichkeit.
Wenn du den Sensor flach auf den Tisch legst, dann wirkt ja in den beiden horizontalen Achsen (X und Y) keine Beschleunigung, während in der senkrechten Z-Achse die einfache Erdbeschleunigung von 1 g = 9,81 m/s2 wirkt.
Im Idealfall erscheint am Ausgang dann zweimal die 0 und für die Z-Achse, je nach eingestelltem Messbereich (plus oder minus) 256 oder 128 oder 64.


Zitat :
ob die Annahme stimmt das 3000 mal pro Sekunde ein Datenwerte geliefert wird?
So steht es da, aber auf diese Geschwindigkeit des AD-Wandlers folgt ja noch das digitale Filter, das den gleitenden Mittelwert über eine größeren Zahl von Daten liefert und so die Einstellgeschwindigkeit verlangsamt. Dieses einstellbare Digitalfilter hat eine Bandbreite von höchstens 750Hz.

Leider habe ich nicht finden können, auf welchen Dämpfungswert sich die Bandbreitenabgabe bezieht. Üblich sind 3dB, aber gerade Digitalfilter können sehr steile Flanken haben, sodaß Angaben zum Frequenzgang oder zur Sprungantwort wünschenswert wären.
Vielleicht gibt es ja noch eine Applikationsschrift, in welcher diese Dinge diskutiert werden.


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