Покритикуйте идею
Здравствуйте.
Навеяно разговорами с несколькими моделистами, планеристами, и прочими -истами.😁
Мне пришла в голову идея, буду рад, если вы ее покритикуете. В любом случае, мне было бы интересно ею заняться (скоро отпуск).
Идея проста как апельсин: создать автопилот, который был бы изначально модульным. По мере необходимости, моделист подключает дополнительные модули к основному, конфигурирует их для того, чтобы основной их увидел, подключает необходимые программные модули и пр. На выходе получает автопилот с необходимыми параметрами и без особых проблем. Естественно, все будет открыто, то есть можно залезть в дебри и что-то самому переделать, но изначально постараться сделать так, чтобы все было максимально просто: 1 датчик или исполнительный механизм - 1 модуль.
В основе всего, как я планирую, будет лежать головной модуль с микроконтроллером во главе, который будет держать на себе операционку реального времени и отвечать за запуск и работу вспомогательных программ (обслуживающих необходимые модули) и обмен по общей шине. Модули, которые необходимы, будут подключаться по I2C (не обязательно по ней, просто пока мне кажется она наиболее подходящей, хотя можно и CAN задействовать - опыт работы есть с обеими шинами) и будут иметь свою обслуживающую подпрограмму в головном модуле. Модули будут обмениваться между собой по фиксированному протоколу, их можно менять. Будет предложен ряд стандартных модулей (цифровой/аналоговый ввод/вывод, например), но можно будет дорабатывать и доделывать свои. К примеру, нужно управлять самолетом на основе данных с акселерометра - подключаем соотв. модуль и заливаем подпрограмму в головной модуль (или активируем, если уже была…).
Естественно, все можно будет менять. Единственное: зафиксировать стандарт разработки и протокол, плюс отладить головной модуль.
Цель всего этого: снять проблему разработки электроники с моделиста(ов) - предоставить им бОльшее время для работы над моделью и “доводкой” ее уже готовыми и отлаженными средствами, нежели чем заставлять изучать электронику.
По поводу размеров, цены и пр.: это все пока на стадии идеи. Куда и как будет двигаться проект - я не знаю. Если все понравится народу, поставим задачу - будет все, что необходимо. Поэтому и прошу покритиковать: надо ли это, что нужно/не нужно и пр.
Я - электронщик, но в душе сочувствующий авиамоделизму (вечно нет времени и денег😁), поэтому - что могу то и предлагаю.
Буду благодарен за здравую критику.
Спасибо.
Аркадий,
Я не критикую - мне просто не понятно, а для чего он нужен. Дла FPV тренеров, да?
Нет, не совсем.
Если по-простому, то я пытаюсь сделать универсальную версию вот diydrones.com/…/ardupilot-mega-home-page
этой штуки. 😉
Да, скорее в самом начале это будет учебная приблуда: я все-таки лелею мысль реализовать автовзлет и автопосадку, но потом - не знаю - может еще что-то захочется. И чтобы был простор для творчества, сразу закладываю возможность для самостоятельного беспроблемного расширения.
Ну судя даже по картинкам самолётов представленных на вашей ссылке - это для тренеров начинаюших пилотов, либо тренеров дла FPV.
Большинство тут занято (вертолёты я не учитываю)
- постройкой/эксплуатацией пилотажных тренеровочных моделей весом до 3.5кг
- постройкой/эксплуатацией пилотажных и фри-стайл моделей весом под 5-10кг
- Построикой копий и полукопий в размере 3-15кг.
Первые ребята и так справляются на ура из за простоты упрвления их моделями. Да там иместа мало на доп девайсы. За 2х не скажу, а 3ьи и Футаба 350/352 гироскопы воспринимают в штыки из за консервативности. Так что вам надо найти нишу где это устройство будет востребовано. Я лично кроме FPV пено-тренеров (что в разделе телеметрия в каждой ссылке) применения не вижу. Начинающим пилотам это лишняя головная боль. Им надо на другое обращать внимание.
Сделайте опрос прежде чем вкладывать силы и затраты в разработку
Так я вот для этой цели тут и спрашиваю. Решил заняться проблемой авто взлета/посадки и пришла мне мысль, что почему бы и не реализовать все это модульно.
Скорее да, это все подходит под FPV.
Такое уже есть- Орлиное дерево. Составите конкуренцию?
Минус подобной конструкции- “змеи клубковые” в фюзеляже.
На “основной плате” - к которой будут подключаться все датчики, должна быть иннерциалка реального времени. И плата должна будет содержать “пиро” либо “гиро” датчики горизонта и шустрый процессор который всё будет опрашивать и с помощью пид-регуляторов вырабатывать управляющий сигнал. А подключаемые акселерометры, gps, высотомеры, свс будут лишь компенсировать уход “пиро” , “гиро” датчиков на основной плате. В общем идея правильная, только реализовать это все равно что велосипед самому сделать.
Вот еще вариация той же затеи. У всех этих готовых решений есть одно общее отличие от затеи автора, они разработаны под один-два варианта комплектации. как конкретных датчиков, так и управления фиксированными устройствами - не конструктор в полной мере.
Вот еще вариация той же затеи.
Как то все просто у них, пришел, увидел, победил. А я чуть голову не сломал пока для симулятора MSFS написал алгоритм надежной автопосадки при различных погодных условиях. При том что большой самолет менее зависим от порывов ветра.
Как то все просто у них, пришел, увидел, победил.
Отчего же просто? Надо начать с того что все что там есть у них, не обязательно работает, и уж тем более не обязательно работает так как мы этого ждем ))) Все эти проекты достаточно условно можно считать законченным продуктом, это просто заготовка для достаточно увлекательной деятельности ))
… и пришла мне мысль, что почему бы и не реализовать все это модульно…
А… зачем ? При таком подходе получается, что в КАЖДОЙ фиговинке обязательно должен быть свой процессор. Понятно, что микроконтроллеры стоят по три копейки, но ставить трехкопеечный процессор к каждому копеечному датчику - дороговато выйдет. Это раз.
Дальше, есть минимально необходимая функциональность отдельных узлов, дробить которые - бессмысленно. Так, инерциалка ДОЛЖНА состоять из акселерометров, гироскопов, АЦП и думалки. Разносить эти элементы - бессмысленно. Возможность моделисту выбрать другое сочетание гир и акселей не стоит необходимости выставлять измерительные оси, экранировать провода и изрядно лопатить код. То есть основа любого приличного автопилота - инерциалка - должна быть единым блоком. Это два.
Кроме инерциалки, что еще нужно ?
GPS приемник, радиомодем. И у того, и у другого вполне себе стандартный последовательный интерфейс. Стоит ли менять шило на мыло ?
Дополнительные датчики вроде барометра и датчика тока. Недорогие и, по большей части, аналоговые, не требующие частого опроса. С их опросом вполне справится основной процессор автопилота. Хотя, есть датчики и с цифровыходом, только он не обязательно I2C…
Основной процессор, занятый навигацией, взаимодействием с инерциалкой, датчиками, наземкой, приемником, сервами и т.д. Имеет массу всех и всяких интерфейсов, может взаимодействовать с любым. При достаточной мощности может быть выполнять и функции процессора инерциалки. Что уменьшит габариты, вес, количество соплей и т.д…
То есть получается, что перейти на I2C имеет смысл только на стыке инерциалки и ЦП, если они не совмещены в одном блоке, да для замены аналоговых сигналов с датчиков. Во всех остальных местах используются другие стандартные цифровые протоколы.
создать автопилот, который был бы изначально модульным.
Ну, автопилоты уже давно, по большому счёту- модульные: ИМУ, ОСД, ЦП- всё делается на разных платах, что значительно облегчает настройку, ремонт и апгрейт.
А дробление на ещё более мелкие блоки: не нужно и более того- снижает надежность ( платы надо между собой соединять, а каждый разъём- лишний фактор ненадежности) и усложняет ПО- датчики, (иногда даже у одного производителя)- имеют разный интерфейс, питание и т.д.)- так при замене каждого датчика- ПО переписывать?
При таком подходе получается, что в КАЖДОЙ фиговинке обязательно должен быть свой процессор.
отчего же так категорично? совсем не обязательно каждому по чипу. у контроллера достаточно лишних портов чтобы хватило на всех, или почти на всех. Хотя местами очень не плохо иметь собственный процессор… чтобы не заморачивать основную голову бесполезной белибердой…
Так, инерциалка ДОЛЖНА состоять из акселерометров, гироскопов, АЦП и думалки. Разносить эти элементы - бессмысленно. Возможность моделисту выбрать другое сочетание гир и акселей не стоит необходимости выставлять измерительные оси, экранировать провода и изрядно лопатить код. То есть основа любого приличного автопилота - инерциалка - должна быть единым блоком. Это два. Кроме инерциалки, что еще нужно ? GPS приемник, радиомодем. И у того, и у другого вполне себе стандартный последовательный интерфейс. Стоит ли менять шило на мыло ?
Для обработки 3 осей гироскопа и Акселя нужно 6 аналоговых входов. или один I2C интерфейс. в любом случае эта часть просится быть обработанной единым мозгом, ГПС будет плохо дружить с модемом если их повесить на один сериал. но зачем их месить в один чип? В идеале местные задачи, такие как балансировка и устойчивость полета модели и стабилизация камеры по горизонтам, эти задачи мало связаны с основной навигацией, но могут быть завязаны друг с другом. датчиков ГПС, компаса, высота скорость так же могут обрабатываться этим чипом который не особенно то и занят, главному чипу достаточно получать от него уже вычисленные значения, пространственные координаты, текущий курс и скорость. Задача главного чипа, связь с пилотом и управление движением, высота, направление, скорость в соответствии с получаемой задачей ну возможно еще и задание нового направления обзора и фокусировки для камеры.
Те мухи и котлеты должны быть в разных местах. Один чип обрабатывает большую кучу мелких, но частых вспомогательных задач управления бортовыми системами, а второй типа мастер, его задача выполнить саму миссию, не отвлекаясь по мелочам. Хотя современные чипы вполне в состоянии справиться со всем этим и самостоятельно, но надежнее иметь два или даже более. можно учесть что модем имеет собственнный чип, гпс модуль тоже, в регулях и сервах стоит по собственному, мелкому но процессору…
Что уменьшит габариты, вес, количество соплей и т.д…
Именно наличие собственной головы в каждом из механизмов позволяет значительно уменьшить количество соплей. из которых остается лишь питание и провод управления, а сама голова при этом лишается силовых элементов и органов управления нагрузками.
Я что то не очень понял, в каком месте мы рассуждаем вдоль, а в каком поперек?
при замене каждого датчика- ПО переписывать?
если датчики “умные” с интерфейсами, то для обработки каждого из типов нужен собственный “драйвер”. если аналоговые, тогда лишь масштабный коэффициент, и то лишь в случае если масштабирование не сделано на самом модуле с этим датчиком - аппаратно, те сигнал датчика надлежащим образом усилен, либо разделён, если надо линеаризован. и приведен к единой шкале. Но вот это аппаратная доработка, для наших случаев излишество, которое очень не сложно, более дешево и сделать программно, даже тяжелая программа не имеет лишнего габарита и веса. ))
Но вот это аппаратная доработка, для наших случаев излишество
Понимаете, тяжело обсуждать разработку электронных устройств, не зная Вашего уровня компетенции и практического опыта по данной теме?
Я- занимаюсь производством всяческих электронных приборов очень давно, и именно производством собственных разработок (ну, вот к примеру, мои недавние занятия -не реклама, поскольку на этом рынке я уже семь лет не рабртаю- cosrem.narod.ru)
Или вот это-посвежее.
Автопилот- тут тоже имеется.😃
Работающий.
тяжело обсуждать разработку электронных устройств, не зная Вашего уровня компетенции
Я не претендую на верхние уровни компетенции. Утешаю себя мыслью о том, что кое что какбэ смыслю, и некоторый опыт еще не весь прОпит, меряться толщинами удостоверений не буду, ибо придут гурЫ и начнут всех отвлекать от темы. Если в процессе обсуждений сможете обнаружить что то для себя или для дела полезное, не обижусь. Если нет, сами не обижайтесь 😉.
ЗЫ. Насчет работающего автопилота, было бы совсем забавно если бы он вдруг оказался неработающим, типа для красоты и внутренней гармонии 😁