Smalltim OSD and autopilot (часть 2)

Evgeniy_AV

Потери на 25% больше. Зато проще.

Я правильно понимаю, проще в смысле найти диоды?

Chicho

Всем привет,сегодня летал ,за бортом -13-15,по баро показывает высоту 2500 метров,на земле 0 нормально,по GPS высота нормально казало ,из-за мороза может быть такой глюк?

baychi
Chicho:

за бортом -13-15,по баро показывает высоту 2500 метров,на земле 0

А что показывает датчик температуры, и где он находится? Датчик температуры должен быть недалеко от бародатчика или иметь с ним одинаковую температуру.

Annex
Chicho:

Всем привет,сегодня летал ,за бортом -13-15,по баро показывает высоту 2500 метров,на земле 0 нормально,по GPS высота нормально казало ,из-за мороза может быть такой глюк?

Да кстати, тоже самое 1350метров было при реальных ~ 200-300.
В инструкции написано что датчик температуры должен обдуваться воздухом.
Соответственно он у меня установлен на носу фюзеляжа, с наружи и показывает реальную температуру.
Бародатчик внутри, в носу, рядом с датчиком скорости к которому подходит трубочка с наружи.
Кстати в инструкции про то что датчик давления нужно с наружи устанавливать, ничего нет

Когда летал, было -15 -19 градусов. На земле тоже все нормально было.
Смысл датчик давления наружу выводить на мороз??? Ему на верху и так холодно;)

Когда летал до -10 все было нормально.

smalltim

Chicho, Annex,

Бародатчик снаружи или не снаружи - нет большой разницы. Температура самого бародатчика - не важна. Важна температура воздуха с термодатчика, она должна быть как можно ближе к реальной температуре за бортом.
При ошибке измерения температуры примерно в 30 градусов ошибка в показаниях высоты будет примерно 10%.
Ваш же опыт говорит о сильно кривой баровысоте. Надо разобраться.
Непонятки с бародатчиком - это на телеметрии с АП или без АП?

Sodefi

Тимофей, здравствуйте!
скажи пожалста, на данный момент есть возможность подключения приемников с сумарным ппм к АП?

Annex
smalltim:

Chicho, Annex,

Важна температура воздуха с термодатчика, она должна быть как можно ближе к реальной температуре за бортом.
При ошибке измерения температуры примерно в 30 градусов ошибка в показаниях высоты будет примерно 10%.
Ваш же опыт говорит о сильно кривой баровысоте. Надо разобраться.
Непонятки с бародатчиком - это на телеметрии с АП или без АП?

Повторюсь, термодатчик выведен наружу, с правой стороны носа самолета.
Показывает реальнее некуда.

Стоит SmallTim OSD Baro, без автопилота.

Один момент, самолет сначала стоял на морозе часа два, пока мы облетывали другой.
Сделано это было сознательно, чтобы вся электроника и электромеханика, при проверке показала реальную работоспособность,
а не замерзла и сглючилась взлетев. Там то еще холоднее.

Перед взлетом все проверили, было ОК.

Взлетели и в полете обнаружился данный косяк с высотой по БАРО.
Все остальные данные были корректны.
Самолет отлетал ~10 - 15 минут, потом подмерз АКБ, пошли на посадку.

Моя версия - данный бародатчик не предназначен для мороза.
До -10 вроде подобного не наблюдалось.
Тупо замерз и вычисления пошли не правильные.

smalltim
Sodefi:

на данный момент есть возможность подключения приемников с сумарным ппм к АП?

Т.е. когда PPM всех каналов идет в одном проводке, как в тренерском разъеме? Нет, такой возможности нет.

Annex:

Перед взлетом все проверили, было ОК. Взлетели и в полете обнаружился данный косяк с высотой по БАРО.

Ок, понял, спасибо, я поморожу свои бародатчики и проверю, что как.

Sodefi
smalltim:

Т.е. когда PPM всех каналов идет в одном проводке, как в тренерском разъеме? Нет, такой возможности нет.

да, как у микрокоптера, папараци и икарус осд.

жаль… а есть возможность реализовать? это позволит избавиться от лишних 5 кабелей, что сделает АП еще более компактным.

большинство популярных лрс приемников(слон, эксперт, томас, эрмилек), а также обычные аппаратуры (граупнер, фр-скай, джетти) поддерживают сумарный ппм.

Annex
smalltim:

Ок, понял, спасибо, я поморожу свои бародатчики и проверю, что как.

Спасибо, будем ждать:0)

Одно непременное условие мне кажется важным.
Замерзнуть датчик должен непосредственно на земле, без питания,
а потом подключается АКБ и на взлет.

baychi
smalltim:

я поморожу свои бародатчики и проверю, что как.

Я зимой много раз летал, до -10, особых погрешностей не было (ниже не летал). Ни на АП ни на ТМ. И другие не раз летали.
Может у Антона влага внутрь попала?

smalltim

>Может у Антона влага внутрь попала?

Даже если и попала когда-то, за день-два-три испарится.

Просмотрел еще раз даташиты - рабочий диапазон температур от -40 до 125 градусов.
Думаю, где-то глюка в математике телеметрии. Думаю, с температурной компенсацией датчика.
Меньше -10 мало кто летает, еще меньше тех кто с телеметрией без АП, но с бародатчиками.

Надо прошивку телеметрии всё равно обновлять - для поддержки передачи данных на наземную станцию, так что тут мы и поковыряем математику.
Прошивка-то с поддержкой наземной станции уже готова, всё руки не дойдут сесть и как следует всё проверить.

Annex
smalltim:

>Может у Антона влага внутрь попала?

Даже если и попала когда-то, за день-два-три испарится.

Попадание влаги исключено.
Самолет содержится в полном порядке и сухом теплом помещении.
Переход температурного режима делался плавный.
Из дома в машину, по приезду открывали дверь в салон, ждали, потом вынимали на мороз.

В данном порядке понижения температуры, выпадение конденсата исключено.

На самом деле этой зимой много непредвиденных глюков наблюдается у разных людей.У кого то регули глючат, у кого приемники отвязываются.

Один человек (разбирающийся в электронной начинке) в другой ветке отписался что:

gpserg
Отправлено 05 февраля 2012 - 23:12
Коллеги , приветствую!
Гражданский диапазон 0…+70 .
-10 …+70 это диапазон “промышленный”
-40 … +120 это уже “милитари”
Цена на комплектующие при переходе с одного диапазона на другой отличается в разы
Силовые ключи , как правило -40 … +120
А вот контроллеры могут быть разные .
Обычно применяют “промышленный” -10…+70 (может и -20…+70)
В отличие от нашей элементной базы , запаса нет . Если написано -10 ,то при -12 уже сбоит .

Берут меня сомнения, поймите правильно:0)
Что данный бародатчик, относится к категории -40 … +120 “милитари”
Высокоточный армейский ЗИП стоит доооорого.

Или глючит от холода думатель-контроллер какой.
Скорее всего грабли здесь:0(

smalltim
Annex:

-40 … +120 это уже “милитари”

У нас от -40 до +125.
Но написано, что минимальная погрешность в диапазоне от 0 до +85. За его пределами, от -40 до 0 и от +85 до+125 погрешность линейно растет до 3 раз от стандартной.
Даже математика приведена для подсчета погрешности. 1000м там из 300 не получатся.
Надо смотреть математику ТМ, там логарифм кордиком считается, а у него есть вполне себе определенный диапазон сходимости. На низкой температуре могу попасть мимо этого диапазона.
Особенно если вспомнить, что я для желающих летать выше 3км на телеметрии где-то 2 года назад уже двигал этот диапазон вверх. На низких температурах работает низ этого диапазона. Короче, надо сунуть термодатчик в морозилку и смотреть математику.

Насколько я понимаю, у коллег, у кого ТМ с АП, таких вещей нет. Там всё считается на АП логарифмом с плавающей точкой.

Annex
smalltim:

Короче, надо сунуть термодатчик в морозилку и смотреть математику.

В морозилке, -15 не получится… =)

Sodefi

извиняюсь за назойливость, но я повторю вопрос:

Sodefi:

есть возможность реализовать?

думаю разница заметна не вооруженным глазом, это весьма критично для небольших моделей вроде изистар
я уже не говорю про то, что приемник по хорошему должен располагаться как можно дальше от видеопередатчика и всей остальной электроники в идеале - в крыле, а 10 проводов тянуть через весь фюзеляж и кучу разъемов, совсем не хочется…

baychi
Annex:

В морозилке, -15 не получится…

Смените холодильник. У меня до -20 - легко. 😃

smalltim
Annex:

В морозилке, -15 не получится… =)

У меня на -18 поставлена 😃

Sodefi:

извиняюсь за назойливость, но я повторю вопрос:

Федор, я прекрасно осознаю, что с одним проводком будет лучше. Сделаю, это несложно.

Коллеги, вы можете приблизительно описать характеристики комплексного PPM на популярных приемниках?
Какие паузы между импульсами, какие паузы между пачками импульсов?

Насколько я понимаю, в комплексном PPM ширины импульсов составляют от 1 до 2 мсек, а вот какие паузы между самими импульсами? Между пачками? Сколько импульсов может быть в пачке?
Больше 8 импульсов я всё равно не съем, мне столько не надо…
Как бы мне по этой пачке определять, какой номер соответствует управляющему каналу 1 и каналу 2?
Всегда первые два канала? Сделать выбор в Контрольной Панели?

Если у всех комплексных PPM временнЫе характеристики близки, то я просто сделаю автодетект комплексного PPM на 1м управляющем канале, и вуаля.

Помимо этого, не стоит забывать, что сейчас доводится до ума обмен данными с OpenLRS по шине I2C. Имеется в виду полноценный обмен данными: АП получает данные о каналах, RSSI, пакетах и прочем, и отправляет на LRS телеметрию и данные о своем состоянии. Тоже 1 проводок.

Sodefi
smalltim:

Сделаю, это несложно.

супер! спасибо

smalltim:

Какие паузы между импульсами, какие паузы между пачками импульсов?

лучше графика не нашел

smalltim:

Сделать выбор в Контрольной Панели?

да

smalltim:

Помимо этого, не стоит забывать, что сейчас доводится до ума обмен данными с OpenLRS по шине I2C. Имеется в виду полноценный обмен данными: АП получает данные о каналах, RSSI, пакетах и прочем, и отправляет на LRS телеметрию и данные о своем состоянии. Тоже 1 проводок.

мы все уже давно дружно ждем слоновий лрс, но помимо него есть еще много систем… да и на отладку работы вам потребуется некоторе время, а летать то хочется)

smalltim
serj:

Че-то где-то косяк. Надо отделить мух от котлет - метод коррекции ухода гироскопов это не есть способ описания поворота. Посему смотри как коррекция курсового угла сделана. И описание поворота на кватернионах кроме небольшой прибавки к скорости (если на выходе Эйлер) не имеет каких-либо преимуществ перед описанием поворота на DCM.

Да, DCM - это я мимо написал, курение большого объема литературы вредно влияет. Я так понимаю, в оригинале Mahony написал свой метод на DCM, а потом Madgwick перевел это на кватернионы.
Оба метода, и от Mahony, и от Madgwick, используют кватернионы. С ними меньше математики, да. Надеюсь, я правильно вкурил, что такое кватернионы и с чем их едят.
Оба метода используют компас не только как коррекцию гироскопа по рысканию, а позволяют ему полноценно доворачивать систему на равных правах с акселерометром.

Вкуриваю внимательно математику.
Mahony

  1. на каждом шагу вычисляет направление вектора магнитного поля и вектора гравитации (в локальном базисе) на основании результата интегрирования угловых скоростей.
  2. Также на каждом шагу меряет (в локальном базисе) реальное значение вектора гравитации и вектора магнитного поля. Все измерения нормализуются, так что на боковые ускорения система реагирует мнимым отклонением измеренного вектора гравитации в сторону.
  3. Ошибка интегрирования выливается в несовпадение этих векторов. Метод считает коррекцию как вектор - сумму векторных произведений правильного направления гравитации и магнитного поля и предсказанного направления гравитации и магнитного поля. Если вектора попарно совпадают, то сумма нулевая, ошибки нет. Если не совпадают, то результат - это вектор, на который нужно довернуть предсказанную по гироскопам ориентацию, чтобы получить истинную ориентацию.
  4. Ошибка скармливается ПИ-контроллеру, управляющему смещением нуля гироскопов. ПИ-контроллер, написано, что с защитой от насыщения, однако ж нет, пришлось самому по-быстрому экспоненциальное затухание прикрутить.
    В итоге по сути вычисленные вектора гравитации и магнитного поля притягиваются к реальным в направлении, полученном как сумма направлений
    а) направление, на которое надо довернуть систему к правильной гравитации
    б) направление, на которое надо довернуть систему к правильному магнитному вектору
    Всё это подается на ПИ контроллер и в итоге получаются 2 силы - невязка гравитации и невязка магнитная, которые тащат систему в разные стороны, и ПИ контроллер, который ворочает ее так, чтоб не тащило.
    От настроек ПИ контроллера зависит и отзывчивость, и устойчивость системы в целом.
    MARG
    В всё то же самое, но.
  5. Madgwick конструирует монотонную целевую функцию, характеризующую величину отклонения настоящих и посчитанных векторов гравитации и магнитного поля, и решает задачу нахождения минимума этой целевой функции путем поворота локального базиса.
    Минимум находится методом градиентного спуска, с некоторыми ограничениями, практически не влияющими на качество решения, но сильно упрощающие математику:
  6. величина шага для градиентного спуска сделана константой. Это чтобы не считать вторые производные целевой функции, которая и так выглядит так, что глазки вытекают.
  7. на каждой новой точке делается только один шаг градиентного спуска.

Целевую функцию я не раскурил толком, но понятно, что это упрощенно поверхность, описываемая двумя параметрами - отклонением предсказанного и полученного с датчиков вектора гравитации и отклонением посчитанного и полученного с датчиков вектора магнитного поля.
Сами параметры целевой функции у нас трехкомпонентные, так что функция зависит от 6 аргументов. Но сути это не меняет. В пространстве векторов это 3-мерная поверхность.
Метод градиентного спуска мы проходили еще в институте, он работает всегда и устойчив всегда, когда у целевой функции есть локальный минимум. А он тут есть.
В итоге MARG, корректируя гиры, ворочает систему каждый раз на постоянный угол, но при этом аналитически выбирает направление, обеспечивающее кратчайший путь к правильному положению системы. (на самом деле, в теории не всегда кратчайший, но тут, чую, целевая функция хорошая, так что кратчайший).
Собственно величина шага градиентного спуска - единственный параметр, настраиваемый в MARG. Если задать эту величину больше, чем возможная величина смещения нуля гироскопов плюс неравномерность чувствительности, то MARG никогда не выйдет из абсолютно точного описания положения системы.
Короче, я пока за MARG.

Всё вышеописанное прекрасно работает на объектах, не движущихся относительно земли, т.е., только вращающихся. Как только появляются боковые ускорения, оба метода начинают врать. Из-за наличия компаса врать будут меньше, но будут.
Пример - координированный поворот. Но это тема для отдельного рассказа, и это лечится.

Сергей, я правильно вкурил?

baychi
smalltim:

вы можете приблизительно описать характеристики комплексного PPM на популярных приемниках? Какие паузы между импульсами, какие паузы между пачками импульсов?

Вот вариант на PPM выходе передатчика Футабы. Правда в режиме 12-14 каналов. Смотрел по просьбе Слона (кстати у него должне быть богатый опыт).
rcopen.com/forum/f90/topic237824/290