Bagaimana efek dinamis dari arus motor pada kompas digital dapat dikarakterisasi dan dikompensasi?

Kompas digital (magnetometer) memerlukan kalibrasi besi keras / lunak agar akurat. Ini mengkompensasi gangguan magnetik yang disebabkan oleh benda logam di dekatnya - sasis robot.

(gambar dari http://diydrones.com )

Namun, kompas digital juga rentan terhadap medan listrik yang disebabkan oleh jumlah arus yang ditarik oleh motor yang relatif tinggi.

Untuk mendapatkan pembacaan kompas yang akurat, apa cara terbaik untuk mengukur (dan mengompensasi) gangguan yang disebabkan oleh perubahan level motor saat ini?

Secara umum, ini tidak mungkin. Ini karena motor biasanya berputar sangat cepat, menciptakan medan magnet yang cepat berfluktuasi. Apakah gangguan cukup tergantung pada seberapa besar motor.

Sebagai contoh, karena saya memasang IMU (Inertial Measurement Unit) dengan magnetometer dekat beberapa motor, dan terpaksa mematikan magnetometer untuk menghindari pengukuran yang mempengaruhi estimasi keadaan.

Dalam praktiknya, solusi yang paling mungkin untuk menyelesaikan masalah Anda adalah:

• pindahkan kompas / magnetometer menjauh dari motor

• menggunakan bahan pelindung (pada dasarnya bahan dengan permeabilitas magnetik tinggi). Mereka tidak memblokir medan magnet, tetapi karena mereka memberikan jalur dengan daya tahan magnet yang rendah, mereka menghadang medan magnet (garis dari utara ke selatan) untuk melewati interior mereka, sehingga intensitas medan magnet lebih rendah di tempat lain.

  Bentuk terbaik untuk pelindung magnetik adalah wadah tertutup yang mengelilingi volume terlindung. Efektivitas dari jenis pelindung ini tergantung pada permeabilitas material, yang umumnya jatuh pada kekuatan medan magnet yang sangat rendah dan pada kekuatan medan tinggi di mana material menjadi jenuh. Jadi untuk mencapai medan residu rendah, pelindung magnetik sering terdiri dari beberapa penutup satu di dalam yang lain, yang masing-masing secara berturut-turut mengurangi medan di dalamnya. - Wikipedia / Magnetic shielding

  Dengan demikian Anda dapat membungkus motor dalam bahan pelindung, seperti:

  • Giron
  • MagnetShield
  • PaperShield
  • Foil Perisai Magnetik
  • Pelat Mag-Stop
  • MetGlas
  • JointShield
  • Finemet (untuk bidang frekuensi kHz)
  • CobalTex

  Situs yang bagus untuk membandingkan bahan-bahan ini adalah LessEMF.com Magnetic Field Shielding

Secara teori dimungkinkan untuk memperbaiki gangguan magnetik tanpa perisai. Kita perlu menyadari bahwa ada dua sumber yang memungkinkan - magnet permanen yang berputar dan / atau arus dalam gulungan. Jika kami memiliki umpan balik tentang posisi rotor, kami dapat memperbaiki posisi magnet permanen atau koil. Jika Anda melakukan beberapa percobaan, merekam posisi saat ini dan rotor, Anda harus dapat menyesuaikan model medan magnet. Pemasangan diperlukan karena kekuatan medan aktual sangat sulit untuk dihitung karena bagaimana medan magnet terlihat tergantung pada ukuran dan bentuk magnet dan gulungan.

Dalam praktiknya, ini sulit dilakukan - kecuali motor berputar sangat lambat dan sensor dan model Anda cukup akurat. Pertama, jika frekuensinya tinggi, itu dapat menyebabkan masalah karena masalah sinkronisasi dan keterlambatan komunikasi. Jika Anda tidak dapat menyinkronkan data yang diperoleh dari umpan balik motor (posisi dan arus) dan dari magnetometer Anda, Anda akan meningkatkan ketidakpastian Anda. Bahkan jika frekuensinya rendah, Anda harus memiliki kontrol yang baik atas keakuratan:

• magnetometer
• model
• input ke model (posisi dan arus)

Jika salah satu di atas tidak cukup akurat, medan magnet residu (diasumsikan sebagai medan magnet bumi) bisa sangat tidak akurat.

Secara umum, akurasi dapat dikurangi dengan:

• frekuensi
• $residue magnetic field = raw measurement - motor model$, jika dua istilah di sisi kanan besar, bahkan pada akurasi 1%, mengambil perbedaan dapat mengakibatkan ketidakpastian sisi kiri besar)
• resolusi sensor