LSM303DLH 3D Compass and accelerometer Umrechnungsporblem

[Dirk]

Beide Lösungen ("Shift") und mit Overlay sollten dieselben Ergebnisse/Werte bringen.

Was mir noch auffällt:
Beim "Shift" verwendest du die "Signed"-Variante. Das sollte aber nicht richtig sein: Nimm das Shiften ohne Vorzeichen oder rechne einfach (Highbyte * 256 + Lowbyte),- das passt immer.

[robonooby]

So hab jetzt nochmal das abgeändert und ausprobiert.
Find alles sehr merkwürdig^^

Alle Ergebnisse wurden praktisch Zeitgleich erstellt und der Sensor wurde dabei nicht bewegt.

Hier mal der aktuelle Code zum Auslesen des ACC Wertes:

Sub Acc_readsensordata()
   Slaveadress = Acc_w_addr                '= &H30
   Subadress = Out_x_l_a                     '= &H28

   Subadress.7 = 1                                    'Variablen sind so deklariert: Dim Slaveadress As Byte        Dim Subadress As Byte 
   I2cstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+W
   I2cwbyte Subadress
   Incr Slaveadress                                         'for reading LSB=1
   I2crepstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+R

   I2crbyte Iax_tmp(2) , Ack                            'Variablen sind so deklariert: Dim Iax_tmp(2) As Byte At Iax Overlay     Dim Iax As Integer
   I2crbyte Iax_tmp(1) , Ack
   I2crbyte Iay_tmp(2) , Ack
   I2crbyte Iay_tmp(1) , Ack
   I2crbyte Iaz_tmp(2) , Ack
   I2crbyte Iaz_tmp(1) , Nack
   I2cstop

   Print "Iax: " ; Iax ; "    " ; "Iay: " ; Iay ; "    " ; "Iaz: " ; Iaz
End Sub

Die Ergebnisse hierzu:

Iax: 4096 Iay: 0 Iaz: -7999
Iax: 4096 Iay: 4096 Iaz: -24383
Iax: 8192 Iay: 16384 Iaz: -12095

Code zum Auslesen des Magnetsensors ohne Shift:

Sub Magnet_readsensordata()
   Slaveadress = Magnet_w_addr              '&H3C 
   Subadress = Out_x_h_m                      '&H03

   Subadress.7 = 1                                 'Variablen sind so deklariert: Dim Slaveadress As Byte        Dim Subadress As Byte

   I2cstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+W
   I2cwbyte Subadress
   Incr Slaveadress                                         'for reading LSB=1
   I2crepstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+R

   I2crbyte Imx_tmp(1) , Ack                    'Variablen sind so deklariert: Dim Imx_tmp(2) As Byte At Imx Overlay     Dim Imx As Integer
   I2crbyte Imx_tmp(2) , Ack
   I2crbyte Imy_tmp(1) , Ack
   I2crbyte Imy_tmp(2) , Ack
   I2crbyte Imz_tmp(1) , Ack
   I2crbyte Imz_tmp(2) , Nack
   I2cstop

   Print "Imx: " ; Imx ; "    " ; "Imy: " ; Imy ; "    " ; "Imz: " ; Imz
End Sub

Die Ergebnisse hierzu:

Imx: 21504 Imy: 1280 Imz: 1537
Imx: 18432 Imy: 1536 Imz: 2049
Imx: 17920 Imy: 0 Imz: 4097

Und nochmal Magnetsensor mit Shift

Sub Magnet_calcmvalues()
   Wait 1
   Slaveadress = Magnet_w_addr              '&H3C
   Subadress = Out_x_h_m                      '&H03

   Subadress.7 = 1                                 'Variablen sind so deklariert: Dim Slaveadress As Byte        Dim Subadress As Byte

   I2cstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+W
   I2cwbyte Subadress
   Incr Slaveadress                                         'for reading LSB=1
   I2crepstart
   I2cwbyte Slaveadress                                     'SAD+R

   I2crbyte Abmagdata(1) , Ack                         'Variablen sind so deklariert: Dim Abmagdata(6) As Byte
   I2crbyte Abmagdata(2) , Ack
   I2crbyte Abmagdata(3) , Ack
   I2crbyte Abmagdata(4) , Ack
   I2crbyte Abmagdata(5) , Ack
   I2crbyte Abmagdata(6) , Nack
   I2cstop


   'Iaxx = Abmagdata(1)                         'Variablen sind so deklariert: Dim Iaxx As Integer 
   'Shift Iaxx , Left , 8
   'Iaxx = Iaxx + Abmagdata(2)

   Iayy = Abmagdata(3)
   Shift Iayy , Left , 8
   Iayy = Iayy + Abmagdata(4)

   Iazz = Abmagdata(5)
   Shift Iazz , Left , 8
   Iazz = Iazz + Abmagdata(6)

   Print "Shift: Imx: " ; Iaxx ; "    " ; "Imy: " ; Iayy ; "    " ; "Imz: " ; Iazz
   Print ""
End Sub

und deren Ergebnisse: (Ich habe auch deine Variante mit (Highbyte * 256 + Lowbyte) ausprobiert. kommt das selbe raus wie bei shift)

Shift: Imx: 75 Imy: 11 Imz: 266
Shift: Imx: 83 Imy: 14 Imz: 264
Shift: Imx: 74 Imy: -6 Imz: 277

[Dirk]

1. Zum "Auslesen des ACC-Wertes":
Wie ist Iax_tmp(1) definiert? Nimm lieber einzelne Byte-Variablen und nicht Arrays. High- und Low-Byte richtig angeordnet?

2. Zum "Magnetsensor ohne Shift":
Wie ist Imx_tmp(1) definiert? Nimm lieber einzelne Byte-Variablen und nicht Arrays.

3. Zum "Magnetsensor mit Shift":
Sieht noch am besten aus. Die Werte sind aber etwas niedrig...?

[robonooby]

1. Zum "Auslesen des ACC-Wertes":
Wie ist Iax_tmp(1) definiert? Nimm lieber einzelne Byte-Variablen und nicht Arrays. High- und Low-Byte richtig angeordnet?

2. Zum "Magnetsensor ohne Shift":
Wie ist Imx_tmp(1) definiert? Nimm lieber einzelne Byte-Variablen und nicht Arrays.

3. Zum "Magnetsensor mit Shift":
Sieht noch am besten aus. Die Werte sind aber etwas niedrig...?

Habs extra hinten dran geschrieben aber gerne nochmal^^

Zu 1:
Dim Iax As Integer
Dim Iax_tmp(2) As Byte At Iax Overlay
High und Low Byte müsste richtig angeordnet sein. Laut Datenblatt kommt erst das Low Byte und dann das High Byte. Beim Magnetsensor genau umgedreht.

Zu 2:
Dim Imx As Integer
Dim Imx_tmp(2) As Byte At Imx Overlay

zu 3:
jop ich denk auch dass die Werte zu niedrig sind. aber ich weis nicht warum. normal müsste doch die selben Werte raus kommen??
Find das alles sehr merkwürdig...

[Dirk]

@robonooby:
Zu 1 und 2: Ich hatte aber nach Iax_tmp(1) bzw. Imx_tmp(1) gefragt!
Der Grund meiner Frage:
Wenn du als _tmp-Variablen ein Array nimmst, hat das wieder eine eigene Struktur im Speicher. Wenn du also das _tmp-Array mit Index (2) als Overlay-Adresse benutzt, liegt das _tmp-Array mit Index (1) unterhalb von Index (2) im Speicher, also auch unterhalb der Iax bzw. Imx Variable.

Zu 3: Du könntest mit den Werten (ohne weitere Kalibrierung/Normalisierung) einmal die Richtung errechnen. Kommt da was Sinnvolles raus?

[robonooby]

Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen
bin jetzt weiter gekommen, und die Werte scheinen ganz Brauchbar zu sein. Auch wenn ichs nicht ganz verstehe^^

hier erstmal der aktuelle Code:

Deklarationen:

'Variablen für Beschleunigungs Sensor:
Const Acc_w_addr = &H30
Const Acc_r_addr = &H31

Const Ctrl_reg1_a = &H20
Const Ctrl_reg4_a = &H23

Const Out_x_l_a = &H28
Const Out_x_h_a = &H29
Const Out_y_l_a = &H2A
Const Out_y_h_a = &H2B
Const Out_z_l_a = &H2C
Const Out_z_h_a = &H2D

'Variablen für Magnetfeld Sensor :
Const Magnet_w_addr = &H3C                                  '3C
Const Magnet_r_addr = &H3D

Const Cra_reg_m = &H00
Const Crb_reg_m = &H01
Const Mr_reg_m = &H02

Const Out_x_h_m = &H03                                      ' Magnetfeld
Const Out_x_l_m = &H04
Const Out_y_h_m = &H05
Const Out_y_l_m = &H06
Const Out_z_h_m = &H07
Const Out_z_l_m = &H08

Dim Slaveadress As Byte                                     'Adress of the slave to read or write
Dim Subadress As Byte                                       'the register to read or write

Dim Iax As Integer
Dim Iay As Integer
Dim Iaz As Integer

Dim Xha As Byte
Dim Xla As Byte
Dim Yha As Byte
Dim Yla As Byte
Dim Zha As Byte
Dim Zla As Byte

Dim Imx As Integer
Dim Imy As Integer
Dim Imz As Integer

Dim Xhm As Byte
Dim Xlm As Byte
Dim Yhm As Byte
Dim Ylm As Byte
Dim Zhm As Byte
Dim Zlm As Byte


Dim Sgx As Single                                           'Beschleunigungsvariablen
Dim Sgy As Single
Dim Sgz As Single

Dim Pitch As Single
Dim Roll As Single

Dim Magnetx As Single                                       'Magnetfeldvariablen
Dim Magnety As Single
Dim Magnetz As Single
Dim Richtung As Single

ACC Sensor:

Sub Acc_readsensordata()
    Subadress = Out_x_l_a                                   '&H28

   Subadress.7 = 1
   I2cstart
   I2cwbyte Acc_w_addr                                      '&H30         'SAD+W
   I2cwbyte Subadress
   I2crepstart
   I2cwbyte Acc_r_addr                                      'SAD+R     Acc_r_addr = &H31


   I2crbyte Xla , Ack
   I2crbyte Xha , Ack
   I2crbyte Yla , Ack
   I2crbyte Yha , Ack
   I2crbyte Zla , Ack
   I2crbyte Zha , Nack
   I2cstop

   Iax = Xha
   Shift Iax , Left , 8
   Iax = Iax + Xla

   Iay = Yha
   Shift Iay , Left , 8
   Iay = Iay + Yla

   Iaz = Zha
   Shift Iaz , Left , 8
   Iaz = Iaz + Zla

   Sgx = Iax
   Sgy = Iay
   Sgz = Iaz

   Print "Iax: " ; Iax ; "    " ; "Iay: " ; Iay ; "    " ; "Iaz: " ; Iaz
End Sub

Magnet Sensor:

Sub Magnet_readsensordata()
   Subadress = Out_x_h_m                                    '&H03

   I2cstart
   I2cwbyte Magnet_w_addr                                   'SAD+W   '&H3C
   I2cwbyte Subadress
   I2crepstart
   I2cwbyte Magnet_r_addr                                   'SAD+R         Magnet_r_addr = &H3D

   I2crbyte Xlm , Ack
   I2crbyte Xhm , Ack
   I2crbyte Ylm , Ack
   I2crbyte Yhm , Ack
   I2crbyte Zlm , Ack
   I2crbyte Zhm , Nack
   I2cstop

   Print "XHM: " ; Xhm ; " XLM: " ; Xlm ; " YHM: " ; Yhm ; " YLM: " ; Ylm ; " ZHM: " ; Zhm ; " ZLM: " ; Zlm

   Imx = Xhm
   Shift Imx , Left , 8
   Imx = Imx + Xlm

   Imy = Yhm
   Shift Imy , Left , 8
   Imy = Imy + Ylm

   Imz = Zhm
   Shift Imz , Left , 8
   Imz = Imz + Zlm

   Print "Imx: " ; Imx ; "    " ; "Imy: " ; Imy ; "    " ; "Imz: " ; Imz

End Sub

Ergebnisse:
hierbei wurde der Sensor im Uhrzeigersinn immer um 90 Grad gedreht. Bei der letzten Messung von der Ausgangsposition um 90° um die y-Achse gedreht.

Ausgangsposition:
Iax: 0 Iay: 32 Iaz: -15824
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 79 XLM: 0 YHM: 249 YLM: 255 ZHM: 15 ZLM: 1
Imx: 20224 Imy: -1537 Imz: 3841
Richtung: 79.248695372

Iax: -16 Iay: 0 Iaz: -15904
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 166 XLM: 255 YHM: 111 YLM: 255 ZHM: 18 ZLM: 1
Imx: -22785 Imy: 28671 Imz: 4609
Richtung: 281.433227538

Iax: 64 Iay: 128 Iaz: -15824
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 15 XLM: 255 YHM: 20 YLM: 0 ZHM: 13 ZLM: 1
Imx: 4095 Imy: 5120 Imz: 3329
Richtung: 50.892387387

Iax: 0 Iay: 16 Iaz: -15936
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 189 XLM: 255 YHM: 174 YLM: 0 ZHM: 253 ZLM: 0
Imx: -16897 Imy: -20992 Imz: -768
Richtung: 267.394683837

Iax: -15872 Iay: 272 Iaz: 1280
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 220 XLM: 0 YHM: 254 YLM: 255 ZHM: 115 ZLM: 255
Imx: -9216 Imy: -257 Imz: 29695
Richtung: 342.755859375

Was mich verwundert ist, dass der Magnetsensor zuerst Low Byte und dann High Byte raushaut. Im Datenblatt steht das ganz anderst drin. Wenn ichs laut Datenblatt mache dann kommen sehr niedrige Werte wie dieser folgender raus:

Ebenfalls ca in Ausgangsposition von obiger Messung
Iax: 32 Iay: 0 Iaz: -15904
Pitch: 1.570796366 Roll 1.570796366
XHM: 0 XLM: 81 YHM: 255 YLM: 250 ZHM: 1 ZLM: 9
Imx: 81 Imy: -6 Imz: 265
Richtung: 16.859010695

Weis jetzt nicht was eher stimmen könnte
Und warum das ganze mit Arrays nicht richtig funktioniert ist mir auch schleierhaft...

[Dirk]

@robonooby:
Die Richtungsausgabe sieht doch schon mal ganz gut aus. Pitch/Roll zeigen nur konstante Werte, stimmt da was nicht!?

Was mich verwundert ist, dass der Magnetsensor zuerst Low Byte und dann High Byte raushaut. Im Datenblatt steht das ganz anderst drin.

Ne, für den LSM303DLH steht das genau so auch im Datenblatt.
Anders ist das beim Magnetsensor vom LSM303DLHC,- der hat die High-Low Reihenfolge der Output-Register.

Und warum das ganze mit Arrays nicht richtig funktioniert ist mir auch schleierhaft...

Den Grund hatte ich dir geschrieben.

[robonooby]

@robonooby:
Die Richtungsausgabe sieht doch schon mal ganz gut aus. Pitch/Roll zeigen nur konstante Werte, stimmt da was nicht!?

Ne, für den LSM303DLH steht das genau so auch im Datenblatt.
Anders ist das beim Magnetsensor vom LSM303DLHC,- der hat die High-Low Reihenfolge der Output-Register.

Den Grund hatte ich dir geschrieben.

Oh da hab ich dann wohl das falsche Datenblatt runter geladen^^
Ja aber normal müsste das doch das gleiche sein? Also kenn das nur vom PC Programmieren, dass er immer genau so viel Speicher reserviert wie er braucht...

Pitch/Roll ist so nicht korrekt das stimmt. das liegt aber an der Berechnung. Da bin ich gerade dran. aber immerhin ändern sich die Ausgangswerte.

Also dann erstmal vielen Dank für eure Gedult und Hilfe

[robonooby]

So nachdem ich soweit brauchbare Ergebnisse rausbekommen hab, bin ich dabei das ganze zu Kalibrieren. Hierzu brauch ich Kalibrierungsfaktoren. Beim ACC hab ichs soweit geschaft.
Beim Magnetsensor komm ich gerade nicht weiter.
Hab mir erstmal die Werte vom Magnetsensor (Imx, Imy, Imz) ausgeben lassen und dann in Excel geplottet. Laut compass-app-note Dokument und dieser Seite soll das ganze dann nen Kreis oder zumindestens ne Elypse werden.
bei mir ist es allerdings alles andere geworden^^

hier mal das Bild:

Kann es sein, dass der Sensor da so streut oder können das Stöhrquellen sein, die das Gesammtbild so sehr beeinflussen?
Hat jemand schonmal sowas gemacht und kann mir hier ggf. Tipps geben...

Wenn ich den Winkel ausrechne kommt bei einer Drehung nichts Sinnvolles raus. Ist einfach nicht Gleichmäßig. zwischen 0 und 90 Grad zeigt er zum Beispiel -90 und 180 Grad an und sowas. Ist also nicht linear.

[Dirk]

Hi robonooby:
Das Kalibrieren und Beseitigen von allen Einflußfaktoren beim Magnetometer ist schon eine Herausforderung.
Wenn du da ganz genau sein willst und z.B. Hard- und Soft-Iron Effekte (das ist die elliptische Messwert-Wolke) kompensieren willst, must du schon Aufwand betreiben.
Das Ganze lohnt auch nur, wenn dein Sensor schon dauerhaft auf/in DER Hardware montiert ist, wo er definitiv seinen Dienst tun soll.
D.h. wenn er noch auf einem Experimentierbrett "herumfliegt", braucht und kann man kaum etwas kompensieren und sollte nur kalibrieren.

Gute Lektüre:
- AN996 (Microchip)
- "Applications of Magnetoresistive Sensors in Navigation Systems" (Honeywell Inc.)
- AN00022 (PHILIPS)
- AN4248 (Freescale Semiconductor)