Idee per FreeIMU v0.4

[fvaresano]

Ciao a tutti,

durante la mia tesi per la specialistica ho sviluppato FreeIMU, una IMU libera, disegnata con software libero e rilasciata sotto licenza Creative Commons BY-SA. Tutte le informazioni sulla pagina del progetto.

In realta', FreeIMU e' stata disegnata per fare prototipi di telecomandi/mouse/tangible user interfaces ma a quanto pare sembra andare alla grande anche sui quadricotteri (vedere video sulla pagina del progetto).

Ci sono possibilita' che il lavoro che ho fatto finora continui in un progetto di ricerca ed una delle cose con cui mi piacerebbe lavorare sono queste nuove generazioni di sensori di pressione (es: MS5611-01BA). Questi sensori offrono fino a 10cm di precisione nella rilevazione dell'altezza, quindi qualcosa assolutamente interessante anche nell'uso per l'interazione uomo macchina.

Tutto cio' mi porta ad aver voglia di disegnare una nuova FreeIMU v0.4, nella quale vorrei provare sensori differenti a quelli usati nelle precedenti versioni ed aggiungere il sensore di pressione.

Ovviamente una IMU con accelerometro + gyro + magnetometro + sensore di pressione puo' essere qualcosa di molto interessante anche per voi 4cotteristi, quindi magari c'e' qualcuno interessato a collaborare nella scelta dei sensori e nel disegno?

Ovviamente il progetto continuera' ad essere libero, quindi chi vorra' potra' prodursi una propria FreeIMU o addirittura venderla (posto che sappia saldare chip QFN).

Per ora mi starei orientando nell'usare i sensori:
accelerometro BMA180,
giroscopio L3G4200D,
magnetometro HMC5883L,
pressione MS5611-01BA

L'idea era di usare SPI invece che I2C per la v0.4, ma purtroppo non riesco a trovare un magnetometro triassiale che abbia I2C. Qualche idea?

Inoltre, in FreeIMU v0.2 e v0.3 avevo incluso un logic level converter per trasformare i segnali da 3.3V dei sensori a 5V del microcontroller (Arduino a 16MHz) ma pensavo di rimuoverlo nelle versioni successive. Le motivazioni (copia incolla da rcgroups.com):
* it adds lot of complexity in the PCB schematics, designs and at assembly time
* it's completely useless with 3V micros (and well see many of them soon, eg: MP32)
* it's only useful as a "condom" for protection for people not programming correctly and when using long wires / noisy connections
* even if you design it perfectly, it will still be something between your uC and the sensors which inevitably impact on signal quality

Personally, I'm thinking about making my next FreeIMU pluggable into my logic level converter. The idea is to stack it above FreeIMU if you need an LLC.

Che ne pensate? Idee? Consigli? Commenti?


Grazie,

Fabio Varesano

[jhoexp]

Che ne pensate? Idee? Consigli? Commenti?

Grazie,

Fabio Varesano

Dal punto di vista dei multirotoristi, ci interessa avere una imu che sia più completa possibile e l'adozione di un preciso sensore barometrico è assolutamente positiva. L'uso del bus i2c è fondamentale per mantenere la retrocompatibilità con i nostri progetti.
L'l3g4200D è più economico dell'itg3200?

Perchè non prevedere da subito l'adozione della MPU6000/6050?
Tanto sarà disponibile a breve e per quanto non si sappia ancora come funzioni e cosa restituisca veramente il fantomatico motion processor, quantomeno la si potrà leggere come un normale gyro + acc, in attesa di poterla sfruttare appieno e (se le voci sono vere) liberarci in un sol colpo dei problemi computazionali della dcm che si smazzerebbe direttamente lei...

L'LLC è utile per evitare problemi e per far convivere sensoristica nuova/vecchia senza rischiare la frittata in caso di disattenzione, meglio mantenerlo anche perchè ai nostri fini non è indispensabile miniaturizzare eccessivamente la piastra.

Per ultima cosa il formato. Quello attuale mi pare buono e consente il montaggio agevolemente più o meno su ogni shield o piastra autocostruita.
Lo strandard "de facto" è quello della piastra 5x5 cm con foratura a 45mm, come mikrokopter.
Non è indispensabile ma potrebbe essere utile avere una imu anche direttamente impilabile con tutte le vecchia schede/shield costruite in passato.

[danveal]

Sul giroscopio avrei qualche riserva per gli usi "quadricotteristici"
I precedenti giroscopi ST avevano frequenza di risonanza che cadeva nel range delle vibrazioni indotte dai motori, 1,5Khz se questo giro e' basato sullo stesso core non la vedo bene. Sul datasheet non e' riportata la f.
L'ITG3200 tanto per fare un paragone ha una frequenza di risonanza di 30-40Khz molto al di sopra del range tipico delle vibrazioni di un quadricottero che va dai 0 a 5-6 Khz

Ciao

[fvaresano]

Grazie ragazzi. Ottime dritte. Questa cosa della frequenza di risonanza non l'avevo pensata.

Lo strandard "de facto" è quello della piastra 5x5 cm con foratura a 45mm, come mikrokopter.
Non è indispensabile ma potrebbe essere utile avere una imu anche direttamente impilabile con tutte le vecchia schede/shield costruite in passato.

Mi faresti alcuni esempi?

[redfox74]

Grazie ragazzi. Ottime dritte. Questa cosa della frequenza di risonanza non l'avevo pensata.



Mi faresti alcuni esempi?

Giovanni e' vero che e' lo standard de facto per i quad , pero' e' molto scomodo se usato ad esempio sugli aerei , io ad esempio quando ho fatto le prove sull'easystar ho avuto problemi ad inserirlo , mentre la forma di apm o MP32 e' molto piu' funzionale connettori tutti da due lati sulla parte stretta ...e attorno nulla che dia fastidio in modo tale che in una fusoliera ci stia senza problemi. Dove ci sta' un mk ci sta' poi anche una mp32
Un saluto
Roberto

[jhoexp]

Fabio questa è una flight control (la scheda principale) MK, che ospita oltre a gyro, acc e baro anche l'atmega, regolatori di tensione, ecc...

Un po' tutti, da Asctec a KK si sono ispirati a quello e hanno fatto elettroniche impilabili a 2 o più piani che ospitano vari sensori, altre cpu per navigazione, gps ecc...

E' abbastanza piccola da poterla ficcare più o meno ovunque anche su mezzi davvero minuscoli (io ho montato piastre 5x5 su un quad da 240 g, con bracci da 11 cm e eliche da 5/6") ma sufficientemente grande da farci stare tutto quello che serve...
(ovviamente senza l'interruttore e i connettori sui lati, che vengono orientati opportunamente)

Giovanni e' vero che e' lo standard de facto per i quad , pero' e' molto scomodo se usato ad esempio sugli aerei , io ad esempio quando ho fatto le prove sull'easystar ho avuto problemi ad inserirlo , mentre la forma di apm o MP32 e' molto piu' funzionale connettori tutti da due lati sulla parte stretta ...e attorno nulla che dia fastidio in modo tale che in una fusoliera ci stia senza problemi. Dove ci sta' un mk ci sta' poi anche una mp32
Un saluto
Roberto

Roberto io sto parlando del formato, non del layout o dell'orientamento dei connettori. Quello lo si cambia in un attimo, se non hai spazio di lato li risaldi verso l'alto e sei a posto.

Il formato APM, più lungo e stretto e otretutto privo di fori per il fissaggio, non è proprio il massimo, infatti richiede una basetta di adattamento per fissarlo decentemente su un quad, specie sui telai nati per mk e simili.
Niente di che, per carità, ci va 2 minuti a fare 4 fori su una lastrina, ma non è stato pensato proprio per bene.

Credo che anche tu te ne sia accorto, ed infatti è molto meglio il tuo pcb di Multipilot32, con le alette aggiuntive su cui forare, eventualmente rimovibili per l'installazione in fusoliera.

[redfox74]

Il formato APM, più lungo e stretto e otretutto privo di fori per il fissaggio, non è proprio il massimo, infatti richiede una basetta di adattamento per fissarlo decentemente su un quad, specie sui telai nati per mk e simili.
Niente di che, per carità, ci va 2 minuti a fare 4 fori su una lastrina, ma non è stato pensato proprio per bene.

Credo che anche tu te ne sia accorto, ed infatti è molto meglio il tuo pcb di Multipilot32, con le alette aggiuntive su cui forare, eventualmente rimovibili per l'installazione in fusoliera.

Eh Eh , vedo che sei attento Sopratutto mi serviva un buon piano d'appoggio per mettere i 4 gommini magici come quelli della MK

[jhoexp]

Eh Eh , vedo che sei attento Sopratutto mi serviva un buon piano d'appoggio per mettere i 4 gommini magici come quelli della MK

Io sono sempre attento , non come te che ti distrai e infatti mi hai sbagliato la preforatura, che non è "quadrata". (comunque si rimedia infretta col dremel )

Comunque seguo i progressi di mp32, e vedo che ormai ci siamo quasi...

Secondo me dovresti accellerare il porting di un codice che usa sensori i2c come aeroquad, così avresti almeno un progetto base completo, da associare ad una bella FreeIMU fatta ad hoc. Il tutto costerebbe 1/3 di arducoptermega con oilpan. Pure loro stanno lavorando ad un porting verso piattaforme arduino più standard...mi sa che alla fine si convergerà tutti sulla stessa cosa.

Ti darei volentieri una mano ma non ho niente per fare il debug e non ho mai meso mano sugli ambienti di sviluppo arm, quindi farei le notti a prendere confidenza con i nuovi tool e riprendere in mano il C...

[redfox74]

Io sono sempre attento , non come te che ti distrai e infatti mi hai sbagliato la preforatura, che non è "quadrata". (comunque si rimedia infretta col dremel )

Comunque seguo i progressi di mp32, e vedo che ormai ci siamo quasi...

Secondo me dovresti accellerare il porting di un codice che usa sensori i2c come aeroquad, così avresti almeno un progetto base completo, da associare ad una bella FreeIMU fatta ad hoc. Il tutto costerebbe 1/3 di arducoptermega con oilpan. Pure loro stanno lavorando ad un porting verso piattaforme arduino più standard...mi sa che alla fine si convergerà tutti sulla stessa cosa.

Ti darei volentieri una mano ma non ho niente per fare il debug e non ho mai meso mano sugli ambienti di sviluppo arm, quindi farei le notti a prendere confidenza con i nuovi tool e riprendere in mano il C...

Grazie anche io inizio a essere soddisfatto del mio giocattolino , ora devo volarci solo un po' di piu' dopo aver finito di impazzire con il codice
Ma che fai mi spii
Multipilot32 an Arm Board for Aeroquad ..
Cmq per implementare codice su MP32 hai due possibilita' se vuoi fare sul serio ... come quelli veri puoi usare eclipse con jtag e toolchain gcc .. Massima flessibilita' e potenza a go go. Se invece ti accontenti usi VRIDE che e' un ambiente che usa l'ide di arduino , per famigliarita' con gli utenti , e poi sotto ha lo stesso codice che si usa con eclipse. Pero' forse e' piu' semplice giocarci , apri l'esempio , lo compili e via.
Se invece ti vuoi cimentare nell'uso del sistema operativo usi ChibiOS e ti sbizzarisci ...
La FreeImu e' fully supported a breve spero di far vedere un bel video per dare soddisfazione al nostro amico varesano
Un saluto
Roberto

[fvaresano]

La FreeImu e' fully supported a breve spero di far vedere un bel video per dare soddisfazione al nostro amico varesano

@jhoexp grazie per la spiegazione!

[redfox74]

@jhoexp grazie per la spiegazione!

Ti ho scritto anche su MP32 , ma forse e' meno OT qui ;)
3D Tracking with IMU - FOXTEAM UAV CLAN
Guardati questo video , FreeIMU V.4 e MP32 devono poter fare questa cosa ;) Ora bisogna inizare a fare sul serio sulle IMU ..
Saluti
Roberto

[antonio73c]

Azzzz........

[fvaresano]

Ecco a voi la prima FreeIMU v0.3 con ADXL346, ITG3200 e HMC5883L .. tutti i dettagli e anche un video introduttivo su Preview of FreeIMU v0.3 | Varesano.net

[fvaresano]

Per coloro che fossero interessati ad acquistare una FreeIMU v0.3.5_MS:

65 FreeIMU v0.3.5_MS available for shopping tomorrow!

[redfox74]

Ciao Fabio,
domanda come si comporta il sensore barometrico che hai sulla 3.5 .. rispetto al bmp ?
Che uscite supprota solo i2c o ha anche l'spi ?
Saluti
Roberto