Лимитер для планеров класса F5J за 350 рублей. Часть 1

Ну не совсем 350, если честно, еще нужен будет преобразователь USB to TTL UART за 120 р., но, он покупается только один раз. Конечно, если вам нужен всего один лимитер, то от этого конечно не легче, но, тем не менее, даже 470 рублей в 12 раз меньше, чем 5700 рублей стоимости того же Altis Nano. На мой взгляд, это просто невероятно дёшево.

В общем, после прочтения оригинальной статьи от Вячеслава Мягкова (msl_272), решил спаять себе такой же лимитер, не для соревнований, конечно (для них у меня есть Altis V4), а так, для интереса. Естественно, для приличных соревнований этот лимитер не подойдет, там сертифицированный нужен, а для местных вполне и цена тут является определяющим фактором, имхо.

Так как я в электронике не разбираюсь от слова совсем, а умею только припаивать одни цветные проводочки к другим, в статье Вячеслава было много непонятных для меня вещей, я его замучил вопросами, в результате чего (и с разрешения Вячеслава) родилась эта статья, где я попытался осветить весь процесс более подробно и более понятно как раз для таких, как я. Ну и с целью популяризации класса F5J, конечно, для авиамодельных кружков такой лимитер просто находка. За такую-то цену.

Сразу хочу предупредить, что, хоть эта статья и не является полным клоном статьи Вячеслава, принципиально нового в ней ничего нет (ну, разве что замена Bluetooth-модуля JDY-08 на JDY-23 и то это не очень принципиально), просто всё то же самое хотел описать более подробно, со всеми граблями, на которые я наступил.

С лирическим отступлением закончено, к делу. Список нужных компонентов с ценами на момент написания статьи:

1. Основная плата Arduino Pro Mini 328P-AU 5V (на 5V нужна, обратите внимание) - 195. 55 р.
2. Датчик высоты - I2C SPI BMP280 3.3 Digital Barometric Pressure Altitude Sensor - 45.81 р.
3. Bluetooth-модуль - JDY-23 Bluetooth 5.0 Module - 86.61 р.
4. USB 2.0 to TTL UART модуль - 6pin CP2102 USB 2.0 to TTL UART Module - 115.24 р.
5. Резисторы на 1кОм в любом магазине радиодеталей типа Чип и Дип. Стоят копейки, 2-3 рубля за штуку, рублей на 10-20 всего выйдет.

В статье у Вячеслава указан Bluetooth-модуль JDY-08, но с момента ее написания прошло уже два года и он стал стоить какие-то совсем негуманные деньги (для такой мелочи). Поэтому, по совету автора, я приобрел модуль JDY-23, который ничем не хуже, зато сильно дешевле.

Стоимость я указал с самой дешёвой доставкой, на aliexpress надо быть аккуратнее, так как иногда продавцы меняют доставку по умолчанию на более дорогую.

Кроме того, понадобятся провода с серво-разъёмами папа и мама. Вообще, у каждого уважающего себя моделиста, эти провода должны иметься в достаточном количестве. У кого вдруг нет, можно купить удлинитель типа такого www.aliexpress.com/item/1005003259123577.html (запрос в поиске “servo cable extensions”) и разрезать его пополам, как раз получится то, что надо.

Также нужны будут временные провода для прошивки, можно наколхозить из тех же удлинителей, у меня же валялись такие штуки www.aliexpress.com/item/32228711415.html (запрос “2.54mm Pin Breadboard Cable Wire Arduino”), из них и взял.

Для начала схема. Лично мне её очень не хватало, потому что не всегда из фотографий понятно, что и к чему припаивать. Поэтому пусть будет. Схема нарисована для обычных людей, электронщики, будьте снисходительны к системному администратору, который компьютерные сети рисовать умеет, а всякие там печатные платы - нет. Схема и прочие фотографии в тексте кликабельны, по ссылке фото оригинального размера, чтобы было лучше видно:

Дальше сам процесс пошагово.

1. Берем плату ардуины и припаиваем к ней разъём для программирования. С самой платой в комплекте идет идет угловой разъем из 6-и пин, нам же нужно только 5, поэтому один аккуратно отрезаем, он еще пригодится в будущем.

Разъём припаиваем наоборот (для большей компактности всего устройства), вставляя в плату длинными концами, а пластмассу в дальнейшем (в самый последний момент) уберём, для лучшего контакта, так как коротких концов может просто не хватить. Разъём припаиваем к контактам DTR, TXO, RXI, VCC, GND. Вывод GND в правом нижнем углу остается пустым, он нам ещё пригодится.

Дальше, последовательность действий с Вячеславом у меня расходится, мне показалось, что так будет удобней, как именно делать, решать вам.

2. Припаиваем два прямых пина к A4 и A5. Их удобней припаять в первую очередь, кроме своей основной функции, они будут работать как направляющие для проводов:

Что-то фото не очень удачное, вот с такого ракурса еще (это уже почти готовое устройство):

wr8jxg.dm.files.1drv.com/…/5.jpg?psid=1 (1.0 MB)

3. Выпаиваем кнопку Reset-а, она не нужна, так как может случайно нажаться и будет мешать проводам.

4. Дальше, на мой взгляд, удобней припаять минус. Берём провода с серво-разъёмами, один папа, другой мама и обрезаем с нужным запасом. Я, не мудрствуя лукаво, взял размеры проводов, выходящих за пределы платы, равными размеру аналогичных проводов в лимитере Altis V4 - 110 мм. Плюс по самой плате 40 мм, плюс запас 10 мм. Итого по 160 мм на каждый провод. И всё равно два раза перепаивал и вышло на сантиметр короче, чем надо, так что если кто в себе не уверен, лучше не 10 мм, а побольше запаса взять.

Прикидываем так, оба минусовых (черных) провода будут паяться к выводу GND, оставленному нами пустым в шаге 1, их нужно сделать примерно на сантиметр-полтора короче остальных проводов (те потом по месту отрежутся). Фото для пунктов 4…7:

5. Припаяли минусовые, красиво уложили, дальше плюсовые (красные) паяем к выводу RAW. У меня что-то они получились коротковаты и вышло не очень, лучше из сделать немного подлиннее и обвести вокруг, чтобы получился прямой угол, тогда они не будут мешать датчику сверху. Перед пайкой, можно прикинуть, надеть датчик на пины A4 и A5 сверху, тогда будет понятно, какой длины делать плюсовые провода.

6. Дальше, сигнальный (белый) провод (который идет к приемнику) будет контактировать с выводом 2 через резистор 1 кОм, но припаивать его мы будем к выводу 3, просто для лучшего крепления резистора.

Если честно, на мой взгляд не стоит оно того и можно взять обычный резистор, а не мучиться с SMD-шным. Но меня что-то перфекционизм заел и захотелось повторить подвиг Вячеслава. Я это сделал, конечно, но сто раз пожалел и проклял всё. Так как перепаивал несколько раз это место, в процессе умудрился выломать 3-й вывод из платы, слава богу что 3-й - лишь технический и не нужен нам. Если кто геройствовать не хочет, тому лучше взять обычный резистор и припаять его к выводу 2.

В итоге этих мучений я сформировал для себя следующую последовательность действий:

• Отрезаем провод по месту с небольшим запасом (делать кривую в виде буквы S, как у меня, необязательно, но небольшой запас не помешает), зачищаем конец (лучше не облуживать, а то может и в отверстие не влезть и резистор к нему плотно не прижмётся) и вставляем его в вывод 3.

• Берем SMD-шный резистор, прикладываем одним концом вплотную к проводу в выводе 3, вторым к выводу 2, пинцетом прижимаем его к плате и как-то фиксируем эту конструкцию, чтобы освободить руки.

• Аккуратно припаиваем, причем резистор сверху платы со стороны выводов 2 и 3, а с обратной стороны - торчащий из пина 3 провод, на всякий случай.

• Так как вывод 3 используется только для того, чтобы получше закрепить резистор, то нужно с обратной стороны платы аккуратно перерезать идущую к нему дорожку (а если паяете обычный резистор к пину 2, то, соответственно, резать ничего не нужно):

  

  У меня это автоматически получилось в тот момент, когда я случайно выломал этот вывод целиком, как я писал выше.

7. Сигнальный (белый) провод, идущий от регулятора хода (ESC), загибаем и проводим под проводами, припаиваем его к выводу 7, тут всё просто.

8. Припаиваем пины для выводов GND сверху и VCC внизу платы. Тут как раз пригодится тот угловой пин, который остался от разъёма для программирования в шаге 1. Правда, нужен второй такой, у меня угловых еще был запас, но, можно и из прямого согнуть, впритык, но хватит. Для VCC гнём примерно так:

убираем пластмасску, прикидываем с датчиком, как это будет стоять и припаиваем. Можно и потом конечно подогнуть, но, на мой взгляд всё же лучше поменьше гнуть уже припаянный на плате.

С выводом GND я сделал неправильно, не так понял, что в статье написано и почему-то подумал, что “площадка” - это одно из двух больших отверстий в датчике. Поэтому решил, завести его внутрь площадки отверстия, мне показалось так удобней, можно датчик просто сверху надеть на контакты и спокойно паять. Но, оказалось, что под “земляной площадкой” имелся в виду металлизированный слой на плате датчика, поэтому, спаяв всё устройство, я удивился, что датчик не заработал.

Полностью переделывать я не стал, на датчике BMP280, зачистил этот уголок вот так:

и капнул туда припоя, чтобы он соединился с пином GND.

Но, лучше, конечно, так не делать, а подогнуть пин снаружи датчика и припаять к зачищенному участку, как у Вячеслава и сделано, собственно. Фото, как надо, у меня нет, потому что уже сделал, как не надо.

9. В этом пункте как раз берем датчик BMP280 и припаиваем все 4 пина к нему, VCC, SCL,SDA и GND. Про GND я в предыдущем пункте написал. Фото тоже там же.

10. Подготовка Blueetooth-модуля к прошивке. В отличие от JDY-08, на модуле JDY-23 нет обозначений выводов и пришлось лезть в Интернет и искать на него даташит. В нём вот такая схемка:

Временно припаиваем провода с разъемами к модулю, к следующим выводам:

• 1 VCC
• 2 GND
• 19 TXD
• 20 RXD

11. Вставляем разъемы в USB-UART-модуль так:

• 1 VCC -> +5V
• 2 GND -> GND
• 19 TXD -> RXD
• 20 RXD -> TXD

12. Скачиваем драйвер для USB-UART модуля. Для того, который я купил (гуглится запросом “usb-uart cp2102 driver”) отсюда: www.silabs.com/…/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers . Устанавливаем драйвер и подключаем модуль к USB-порту компьютера.

13. Заходим в настройки диспетчера устройств Windows > Ports (COM и LPT) и ищем там наше устройство USB to UART. У меня это выглядит как-то так:

Нам оттуда нужен только номер порта, у меня это 12-й порт.

Так как весь текст в статью не влез, превышено какое-то количество символов, пришлось ее разбить на две части, вторая часть здесь: Лимитер для планеров класса F5J за 350 рублей. Часть 2.