स्टीयरिंग व्हील पर जाइरोस्कोप के साथ एक कार को कैसे मापा गया था

और न केवल गायरोस्कोप स्टीयरिंग व्हील से जुड़ा था! दूसरा पैर पर था, और तीसरे को रबड़ के छल्ले द्वारा ऐशट्रे ढक्कन पर खींचा गया था। ये सभी ट्रिक - यह पता लगाने के लिए कि स्टीयरिंग व्हील "लैग" नहीं है और गैस पेडल "डंबल" है।

यद्यपि स्टीयरिंग व्हील यांत्रिक रूप से पहियों से जुड़ा होता है, और थ्रोटल को गैस पेडल, कार तुरंत चालक आदेशों का जवाब नहीं देता है। खासकर अगर गियरबॉक्स स्वचालित है, और इलेक्ट्रॉनिक्स "गूंगा" हैं। देरी से नियंत्रण काफी जटिल हो जाता है और अवांछनीय उतार-चढ़ाव हो सकता है। इसलिए, यह जानना महत्वपूर्ण है कि चालक के आदेशों के लिए कार की प्रतिक्रिया दर क्या है।

देरी का पता लगाने का पहला तरीका OBD (ऑन-बोर्ड डायग्नोस्टिक्स) पोर्ट से डेटा का उपयोग करना है। यह पोर्ट वाहन डायग्नोस्टिक बस (CAN बस) से जुड़ा है। यह वह है जो इंजन और ट्रांसमिशन त्रुटि कोड को पढ़ने के लिए सेवा में उपयोग किया जाता है। इसमें वर्तमान इंजन की गति, ईंधन की खपत, गैस पेडल कोण, थ्रोटल उद्घाटन, आदि के बारे में जानकारी शामिल है।
कार बस से जुड़ने के लिए मैंने एक हजार रूबल के लिए एक विशिष्ट चीनी "ओबड रीडर" खरीदा।

इस उपकरण को किसी भी आधुनिक कार से जोड़ा जा सकता है। हालांकि, एक सस्ता पाठक कार उपकरणों की तुलना में अधिक जानकारी प्रदान नहीं करता है। यानी हमारे उद्देश्यों के लिए यह बेकार है। और सामान्य तौर पर, निदान पोर्ट और बस के साथ कई समस्याएं हैं:

• बंद प्रोटोकॉल और बस डेटा मानक
• अज्ञात सटीकता / डेटा त्रुटि
• अप्रत्याशित देरी
• मैं इस बारे में कुछ नहीं समझता
• इसलिए, अपने स्वयं के मापने वाले उपकरणों को तात्कालिक gyroscopes और arduin से इकट्ठा करने का निर्णय लिया गया था।

मापन तकनीक

पहला जाइरोस्कोप "सुरक्षित रूप से" मास्किंग टेप के साथ स्टीयरिंग व्हील से बंधा था। उन्होंने स्टीयरिंग व्हील के रोटेशन के कोण को निर्धारित किया। दूसरा जाइरोस्कोप रबर बैंड के साथ चालक के पैर तक खींचा जाता है। उन्होंने ब्रेक / गैस पेडल को दबाया। अंतिम उपकरण केबिन में तय किया गया था। जाइरोस्कोप के अलावा, उनके पास एक एक्सेलेरोमीटर था और अन्य सेंसर से डेटा एकत्र किया था। तब USB के माध्यम से वर्चुअल COM पोर्ट के माध्यम से लैपटॉप को डेटा भेजा गया था।



जैसा कि कप्तान का सुझाव है, देरी को मापने के लिए, सभी सेंसर पर समय को सिंक्रनाइज़ करना आवश्यक है। अब सिंक्रोनाइज़ेशन "लोसर" जारी किया जाता है: प्राप्त सेंसर उस समय जादू को लगातार घटाता है, जब सिग्नल आता है (वायरलेस मॉड्यूल से रुकावट द्वारा निर्धारित किया जाता है) - डेटा भेजने और प्राप्त करने में लगने वाला समय।



इस जादू को स्थिर रूप से निर्धारित करने के लिए, उन्होंने जेस्टो को एक दूसरे को दबाया और घुमाया। रीडिंग के बीच देरी केवल बहुत "जादू निरंतर" देता है।

सेंसर के बारे में

Arduino Uno पर आधारित दो मॉड्यूल इकट्ठे किए गए थे:

• प्रोटोटाइप के लिए अतिरिक्त सर्किट (ढाल), अरडिनो के ऊपर घुड़सवार;
• MPU-6050 पर आधारित जाइरोस्कोप, ढाल में मिलाप;
• रेडियो मॉड्यूल nrf24l01 +, ढाल में मिलाप।

एक मॉडल arduino माइक्रो पर आधारित:

• लेजर-आयरन तकनीक के लिए दो तरफा बोर्ड;
• तर्क स्तर मिलान बोर्ड 5v <-> 3.3v;
• I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से MPU-6050 पर आधारित गायरोस्कोप;
• रेडियो nrf24l01 +।

माप

मेरे पास कार नहीं है, इसलिए हमने मित्सुबिशी लांसर पर अपने दोस्त कोंस्टेंटिन का परीक्षण किया।



सभी परीक्षण सार्वजनिक सड़क के एक मृत छोर पर किए गए थे, इसलिए गति अधिक नहीं है।
कोस्त्या लगभग 30 किमी / घंटा की गति से गाड़ी चला रहा था, सक्रिय रूप से स्टीयरिंग व्हील को मोड़ रहा था और गैस पेडल को संशोधित कर रहा था। इस्तेमाल की गई लांसर के हमारे अनुचित कार्यों को देखते हुए, आस-पास प्रशिक्षण देने वाली गाड़ियाँ भागती हैं।

इस समय, मैं यात्री सीट में एक लैपटॉप के साथ बैठा था और सेंसर से डेटा की प्राप्ति को नियंत्रित करता था।
निम्नलिखित ग्राफ एक पैर के लिए खींचे गए गायरोस्कोप के विशिष्ट रीडिंग को दर्शाता है:



इंजन से कंपन, चालक के हाथ, सड़क - सब कुछ शोर की ओर जाता है। वे विशेष रूप से कार बॉडी के त्वरण चार्ट पर स्पष्ट किए जाते हैं।



उच्च-आवृत्ति शोर का मुकाबला करने के लिए, डेटा को कम-पास फिल्टर (फिल्टर फिल्टर फिल्टर फ़ंक्शन) द्वारा पूर्व-संसाधित किया गया था। फ़िल्टर को चुना गया ताकि सिग्नल में अतिरिक्त देरी न हो।

मैं ध्यान देता हूं कि गायरोस्कोप गैस पेडल और स्टीयरिंग व्हील के रोटेशन की गति निर्धारित करते हैं, और हमें एक कोण की आवश्यकता होती है। इसके लिए, स्टीयरिंग व्हील और पैर पर सेंसर से रीडिंग को एकीकृत किया गया था। फिर, विलम्ब की गणना करने के लिए क्रॉस-सहसंबंध (मैटलैब का खोज कार्य) का उपयोग किया गया था।

नीचे दिया गया ग्राफ पेडल (पैर) के रोटेशन के कोण को दर्शाता है, कार की इसी धुरी के साथ त्वरण और कार का त्वरण, परिकलित विलंब के लिए समायोजित किया गया है:



कोस्त्या ने गैस पेडल को दबाया और जारी किया, और कार ने 124 मिलीसेकंड के बाद ही जवाब दिया। गति - लगभग 30 किमी / घंटा, क्रांतियाँ - 3000 आरपीएम।
30 किमी / घंटा की गति से, अलग-अलग परीक्षणों के परिणामों के अनुसार स्टीयरिंग व्हील को चलाने में देरी 90 से 95ms तक थी।

योजनाओं

• अन्य कारों पर देरी को मापें;
• उस समय से मापें जब आप गैस पेडल दबाते हैं (या क्लच जारी करते हैं) 100 किमी / घंटा (या 402 मी)।
• एक मोड़ (प्रतिक्रिया) में स्टीयरिंग व्हील पर प्रतिक्रिया बल को मापें;
• कोर्स से पहले / दौरान / बाद में ड्राइवर की हृदय गति को मापें।