Discussion :

[nlbmoi]

Bonsoir


Je cherche à obtenir les valeurs de la position angulaire d'un objet au cours du temps. Pour cela, j'utilise un capteur accéléromètre-gyromètre-magnétomètre : le LSM9DS1.

Pour premier essai, j'ai utilisé le programme ci-dessous :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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//Déclaration des bibiliothèques nécessaires
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_LSM9DS1.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>  // not used in this demo but required!
 
//Déclaration des variables
int timeRes ; // période d'échantillonnage en ms
int dureeAcquisition ; // durée totale de l'acquisition  en s
unsigned long tempsZero;
unsigned long tempsCourant;
int topDepart = 0;
String envoi;
unsigned long baud = 115200; // flux de la liaison série
 
unsigned long tempsPrec;
long start = 0 ;
 
 
// i2c
Adafruit_LSM9DS1 lsm = Adafruit_LSM9DS1();
 
#define LSM9DS1_SCK A5
#define LSM9DS1_MISO 12
#define LSM9DS1_MOSI A4
#define LSM9DS1_XGCS 6
#define LSM9DS1_MCS 5
// You can also use software SPI
//Adafruit_LSM9DS1 lsm = Adafruit_LSM9DS1(LSM9DS1_SCK, LSM9DS1_MISO, LSM9DS1_MOSI, LSM9DS1_XGCS, LSM9DS1_MCS);
// Or hardware SPI! In this case, only CS pins are passed in
//Adafruit_LSM9DS1 lsm = Adafruit_LSM9DS1(LSM9DS1_XGCS, LSM9DS1_MCS);
 
 
void setupSensor()
{
  // 1.) Set the accelerometer range
  lsm.setupAccel(lsm.LSM9DS1_ACCELRANGE_2G);
  //lsm.setupAccel(lsm.LSM9DS1_ACCELRANGE_4G);
  //lsm.setupAccel(lsm.LSM9DS1_ACCELRANGE_8G);
  //lsm.setupAccel(lsm.LSM9DS1_ACCELRANGE_16G);
 
  // 2.) Set the magnetometer sensitivity
  lsm.setupMag(lsm.LSM9DS1_MAGGAIN_4GAUSS);
  //lsm.setupMag(lsm.LSM9DS1_MAGGAIN_8GAUSS);
  //lsm.setupMag(lsm.LSM9DS1_MAGGAIN_12GAUSS);
  //lsm.setupMag(lsm.LSM9DS1_MAGGAIN_16GAUSS);
 
  // 3.) Setup the gyroscope
  //lsm.setupGyro(lsm.LSM9DS1_GYROSCALE_245DPS);
  //lsm.setupGyro(lsm.LSM9DS1_GYROSCALE_500DPS);
  lsm.setupGyro(lsm.LSM9DS1_GYROSCALE_2000DPS);
 
 
}
 
 
void setup()
{
  Serial.begin(baud);
  tempsPrec = millis();
  tempsZero = millis();
  envoi = "0";
 
  // Vérification de la détection du capteur
  if (!lsm.begin())
  {
    Serial.println("Oops ... unable to initialize the LSM9DS1. Check your wiring!");
    while (1);
  }
 
  // helper to just set the default scaling we want, see above!
  setupSensor();
}
 
 
void lecture()
{
  lsm.read();  /* ask it to read in the data */
 
  /* Get a new sensor event */
  sensors_event_t a, m, g, temp;
 
  lsm.getEvent(&a, &m, &g, &temp);
 
  Serial.print(tempsCourant / 1000.0 , 3);
  Serial.print("\t");
  Serial.print(a.acceleration.x);
  Serial.print("\t");
  Serial.print(a.acceleration.y);
  Serial.print("\t");
  Serial.print(a.acceleration.z);
  Serial.print("\t");
  Serial.print(g.gyro.x);
  Serial.print("\t");
  Serial.print(g.gyro.y);
  Serial.print("\t");
  Serial.println(g.gyro.z);
 
  tempsPrec += timeRes;
}
 
 
void reglages()
{
  String prm;
  String rec;
  int posC;
 
  while (topDepart == 0) {
    envoi = Serial.readString();
 
    Serial.print("Saisir la période d'échantillonnage (en ms) : ");
    while (Serial.available() == 0 );
    if (Serial.available() != 0)
    {
      timeRes = Serial.parseInt(); //on enregistre la valeur saisie dans timeRes
      Serial.println(timeRes);
      delay(100); //délai de temporisation
    }
 
    Serial.print("Saisir la durée d'acquisition (en ms) : ");
    while (Serial.available() == 0 );
    if (Serial.available() != 0)
    {
      dureeAcquisition = Serial.parseInt(); //on enregistre la valeur saisie dans dureeAcquisition
      Serial.println(dureeAcquisition);
      delay(100); //délai de temporisation
    }
 
    Serial.println("Saisir S pour lancer l'acquisition : ");
    while (Serial.available() == 0 );
    if (Serial.available() != 0)
    {
      topDepart = 1;
      Serial.flush();
      tempsPrec = 0;
      tempsZero = millis();
      Serial.print("t");  // donne la date en seconde
      Serial.print('\t');
      Serial.print("Ax"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("Ay"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("Az"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("Gx"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("Gy"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.println("Gz"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print("ms");  // donne la date en milliseconde
      Serial.print('\t');
      Serial.print("m.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("m.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("m.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("rad.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.print("rad.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
      Serial.print('\t');
      Serial.println("rad.s^-2"); // donne la valeur recalculée de la tension
    }
  }
}
 
 
void loop()
{
  tempsCourant = millis() - tempsZero;
  if (  topDepart == 0) {
    reglages();
  } else {
    if (tempsCourant <= dureeAcquisition) {
      if (tempsCourant >= tempsPrec) {
        lecture();
      }
    }
  }
  Serial.flush();
}

En faisant balancer un peu le capteur, j'obtiens les résultats suivants
test_accelerometregyrometre.pdf

J'arrive à voir qu'effectivement un mouvement a lieu mais je suis bloqué pour remonter ensuite à la valeur de l'angle par rapport à la verticale.
Au passage, je suis surpris de voir que malgré mon mouvement de balancier, les valeurs sur les axes du gyromètres n'évoluent quasiment pas.

Merci d'avance pour votre aide.

[Jay M]

Vous avez essayé le code de base de la librairie pour voir si vous obtenez des valeurs cohérentes sur les 3 capteurs ?

[nlbmoi]

Bonjour

Les valeurs obtenues avec le programme de la bibliothèque donne des résultats similaires : seule l'accélération est modifiée lors d'un mouvement du capteur.

[Jay M]

Bonjour

Les valeurs obtenues avec le programme de la bibliothèque donne des résultats similaires : seule l'accélération est modifiée lors d'un mouvement du capteur.

Salut

Vous êtes sûr d’avoir un LSM9DS1 ?

[nlbmoi]

Salut

Oui, enfin c'est bien ce qui est marqué sur le capteur.
Je précise d'ailleurs que pour une autre manipulation où je n'ai besoin que de l'accélération et les résultats obtenus sont bien conformes à ce que j'attends : le problème est, à priori de ce que j'en vois, lié au gyromètre.

[Jay M]

Je précise d'ailleurs que pour une autre manipulation où je n'ai besoin que de l'accélération et les résultats obtenus sont bien conformes à ce que j'attends : le problème est, à priori de ce que j'en vois, lié au gyromètre.

-> Le gyromètre donne une vitesse de rotation sur chaque axe (ce n'est pas une accélération en rad/s²).

(source SparkFun)

Je ne sais pas comment ni où est accroché votre capteur mais êtes vous sûr qu'il tourne autour d'un axe ? Le plus souvent on voit une inclinaison mais pas une rotation

Pour les 2 autres capteurs:

- L'accéléromètre donne l'accélération sur les 3 axes, par exemple au repos vous devriez mesure l'attraction terrestre sur l'axe de Z et rien nulle part ailleurs.
- Le magnétomètre est sensible au champs magnétique et donc va indiquer dans la plupart des cas le Nord magnétique.

avez vous vérifié cela ?

[jpbbricole]

Bonjour nlbmoi

Je cherche à obtenir les valeurs de la position angulaire d'un objet au cours du temps

Si c'est le roll ou le pitch, l'exemple de la bibliothèque LSM9DS1_Basic_I2C de Sparkfun les donne.
Je n'ai, malheureusement, pas ce capteur pour essayer.

Cordialement
jpbbricole

[Jay M]

les valeurs semblent incohérentes et le niveau de bruit sur acc_x, acc_y et acc_z n'est pas non plus génial si vous avez tourné à plat sans déplacement.

êtes vous sûr que le module est bien alimenté ?

passez le gyro en lsm.LSM9DS1_GYROSCALE_245DPS vu qu'il ne va pas tourner super vite de toutes façons et essayez à nouveau.
(la légende est fausse pour le gyro, ce n'est pas une accélération mais une vitesse qu'il délivre).

j'ai plusieurs types de MPUs mais pas celui là..

[nlbmoi]

J'ai vérifié l'alimentation : tout est ok. Après, les résultats de l'accélération sont cohérentes ce qui tend à me dire que l'alimentation est correcte.

L'essai en changeant le calibre du gyroscope : j'ai maintenu le capteur fixe pendant quelques secondes avant de le faire tourner à plat

[Jay M]

c'est déjà un peu plus propre

vous avez effectué un calibrage ? la librairie de SparkFun a une fonction à mettre dans le setup() pour cela

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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LSM9DS1 imu;
void setup(){
    imu.calibrate(false);         //calibrates but does not store bias
    imu.calibrateMag(true);       //calibrates and stores bias

il semble que celle d'Adafruit n'en ait pas, vous pourriez vous inspirer de ce qu'à fait SparkFun pour calibrer peut-être ou de cet article