Телеметрия (часть 1)

3apw
smalltim:

>Предварительное обсуждение пока началось на Форуме у LeshaK здесь

Пока там обсуждения-то и нет особого.
Пару мыслей пока выложу тут.

  1. На USB гораздо удобнее оперировать с паектами фиксированного размера.
  2. Глянул скриншоты с графиками. Убожество. Я 2 года назад на flash за месяц написал просмотровщик данных (графиков) с , походу, невиданным для иглтриии функционалом. В мой вариант телеметрии перейдет 1 в 1, тока 3D добавится.
  3. ИМХО, лучше делать систему максимально открытой: сделать ядро (логика там, работа с файлами и т.д.) и выставить наружу кончики API - позволить людям самостоятельно писать функции парсинга данных, отрисовки этих данных на экране, и т.д.

Выскажу свою позицию по вопросу телеметрии, сугубо IMHO:

  • вариант передачи телеметрии через видео изображение - удачное бюджетное решение для простой задачи полета в пределах 1,5 км.

    • Плюсы:

      • простота
      • дешевизна.
    • Минусы:

      • ограниченный радиус действия
      • невозможность записи в log параметров
      • невозможность анализа параметров полета
      • невозможность использования внешних приложений, использующих полетные параметры
  • вариант передачи телеметрии в звуковом канале видео передатчика.

    • Плюсы по отношению к первому варианту:

      • увеличенный радиус действия при той же подводимой мощности видео передатчика
      • возможность записи в log параметров
      • возможность анализа параметров полета
      • возможность использования внешних приложений, использующих полетные параметры (например, наземная станция автоматически управляет антенной траверсой по углу места и азимуту, сопровождая модель в дальней зоне).
    • Минусы по отношению к первому варианту:

      • более сложное решение, требующее установки и на борту и на земле дополнительных блоков, обеспечивающих безошибочную передачу данных в радиоканале.
  • вариант передачи телеметрии отдельным радиоканалом.

    • Плюсы по отношению ко второму варианту:

      • существенное увеличение радиуса действия получения телеметрических данных за счет использования узкополосных сигналов, безошибочной передачи и использования ретрансляторов
      • гарантированное получение телеметрических данных при существенно меньшей потребляемой мощности передатчика (соответственно меньше габариты и вес)
      • получение телеметрии не зависимо от видео картинки
      • наложение телеметрии на видео картинку в наземном блоке
    • Минусы по отношению ко второму варианту:

      • более сложный
      • более дорогой
      • требуется дополнительный передатчик телеметрии

Итак, если мы хотим иметь

  • возможность записи в log параметров
  • возможность анализа параметров полета
  • возможность использования внешних приложений, использующих полетные параметры

следует использовать второй или третий варианты.

В этом случае встает вопрос об открытом протоколе передачи телеметрических данных с борта на наземную станцию - возможности декодирования на наземной станции данных, полученных с различных систем телеметрии.

Если протокол будет определен - а это первично, то создавать графические оболочки можно будет под различные требования.

Поэтому начать нужно именно с согласования протокола.

На мой взгляд, то что предлагает в виде интерфейса и послеполетных графиков EagleeTree вполне разумно и достаточно, хотя бы на первом этапе.

Не уверен, что обязательно и очень важно создавать клиент-серверные приложения с онлайн доступом, так как основная задача это локальный анализ параметров полета с возможностью воспроизведения из log файла и построения интересующих графиков.
А картинки в сеть/форум выкладывать уже не сложно при желании 😁.

mad3d

Как уже говорилось, аудиосигнал пропадает намного раньше картинки, т.е. 2 вариант отметаем.
По 3 варианту:
во-первых, получается 2 передатчика на борту - некоторые и с одним передатчиком справится не могут - лезут помехи и уменьшается радиус действия р/у. Во-вторых, зачем мне нужны данные телеметрии на земле и большой радиус действия отдельного передатчика телеметрии, если картинка раньше пропадет? В этом случае намного проще писать лог на борту, а по прибытии на землю подробно рассмотреть его, хоть с помощью “внешних приложений, использующих полетные параметры”, проанализировать полет.
От того, что данные будут передаваться на землю - толку мало, если модель улетит - нечего и анализировать будет.
Путь, которым идет smalltim, самый правильный. Телеметрия+автопилот(на случай пропадания сигнала управления).
Если плюсом разработать платку логгера с записью полетных параметров в EEPROM, то это будет самый оптимальный вариант на мой взгляд.

smalltim

>Если плюсом разработать платку логгера с записью полетных параметров в EEPROM, то это будет самый оптимальный вариант на мой взгляд.

В моем автопилоте с рождения присутствует 2МБ flash памяти для логов всех данных со всех датчиков автопилота и платы телеметрии с заданной пользователем частотой. На фото полуготовой платки это самая 8-ногая микросхемка.
В PC-приложении - полноценный просмоеровщик-анализатор логов.

>Итак, если мы хотим иметь

  • возможность записи в log параметров
  • возможность анализа параметров полета
  • возможность использования внешних приложений, использующих полетные параметры

Всё это, как видите, в полной мере присутствовать будет.

НО.

Главные минусы -

  1. отсутствие машинораспознаваемых данных с телеметрии на земле в реальном времени.
  2. неоптимальный радиоканал.

Поэтому я не собираюсь отмахиваться от Ваших предложений. Но приоритеты пока несколько другие.

3apw
mad3d:

Как уже говорилось, аудиосигнал пропадает намного раньше картинки, т.е. 2 вариант отметаем.

Иногда лучше молчать, чем говорить … ©

Если у Вас что-то не получается, то это не значит, что не получается у всех остальных. Еще раз повторю, что в случае передачи данных через звуковой канал видео передатчика радиопокрытие будет существенно больше, чем в случае замешивания данных телеметрии в видео сигнал. Только сделано должно быть грамотно.
Отметать можете для себя все что угодно, только других не дезинформируйте и прибавляйте IMHO.

mad3d:

По 3 варианту:
во-первых, получается 2 передатчика на борту - некоторые и с одним передатчиком справится не могут - лезут помехи и уменьшается радиус действия р/у.

Читайте выше. Сопряжение двух передатчиков на борту - стандартная и не сложная задача, если решается профессионально и с использованием соответствующих приборов.

mad3d:

Во-вторых, зачем мне нужны данные телеметрии на земле и большой радиус действия отдельного передатчика телеметрии, если картинка раньше пропадет? … От того, что данные будут передаваться на землю - толку мало, если модель улетит - нечего и анализировать будет.

Телеметрия по узкополосному каналу обеспечит передачу данных от единиц до десятков километров, т.е. значительно дальше, чем видео изображение. Вернуть модель по данным телеметрии можно, хотя и сложно. Узнать местоположение улетевшей модели также можно через подобную телеметрию.

mad3d:

Путь, которым идет smalltim, самый правильный. Телеметрия+автопилот(на случай пропадания сигнала управления).

Мое предложение не идет в разрез с проектом Smalltim, а дополняет его, так так на плате телеметрии и автопилота есть serial выход на отдельный радиоканал телеметрии.

smalltim
  • возможность использования внешних приложений, использующих полетные параметры

Всё это, как видите, в полной мере присутствовать будет.

Такие интересные приложения, которые требуют реального времени - например сопровождение антенн РУ и телеметрии наземной станции и цифровых ретрансляторов, работать смогут только в вариантах два и три.

smalltim

Поэтому я не собираюсь отмахиваться от Ваших предложений. Но приоритеты пока несколько другие.

Поэтому и было приглашение обсудить протокол всем заинтересованным разработчикам и сделать его действительно открытым.

smalltim

Список деталек на автопилот и платки пирометров:

Добавление: еще AD8552 2 шт и TPS333 6шт, что-то они не проэкспортировались корректно 😦.

Панкратов_Сергей

Передача телеметрии по каналу звука -наверно наиболее простое и эффективное решение.
А если кем то будет написано приложение ( это называется драйвер ?) ,позволяющие поступающий сигнал на аудиовход ноута ( а не последовательный порт ) обрабатывать да еще транслировать в Гугл Планета -земля будет вообще отлично.
Извиняюсь, если не в тему - не все странички читал.

SGordon

А можно ли подключить 3 вольтовый GPS модуль к автопилоту, насколько сложная будет доработка?

smalltim

>А можно ли подключить 3 вольтовый GPS модуль к автопилоту, насколько сложная будет доработка?

Только позаботиться, чтоб была общая земля и чтоб на модуль где-то 3.3В питания обеспечилось.

smalltim

>К проекту подключится не поздно ?
>Заказать кит для сборки ?

Пока даже рано, ни одного рабочего облетанного экземпляра еще нет, да и софт еще не дописан.

ReGet
SGordon:

А можно ли подключить 3 вольтовый GPS модуль к автопилоту, насколько сложная будет доработка?

Ничего сложного, нужно только модуль запитать 3.3 вольтами. Я выпаял какой-то преобразователь из дохлой мат. платы и подключил

Dikoy

Возможно открою секрет Полишенеля, но в природе есть готовые модемные микросхемы, типа FX-614 ( cqham.qrz.ru/part2/m04.shtml ), предназначенные для передачи цифры в аналоговых сетях. Лет 5 назад пришлось делать телеметрию для поездов с ередачей данных по их родной УКВ радиостанции. Работало вполне сносно (с восстановлением ошибок, есно).
Это к вопросу передачи данных по аудиотракту.

Сегодня пару раз летал с пирогоризонтом, привожу полётные записи, может кому пригодятся.
Первая цифра в файле - время в секундах. Потом идут 4 пары температур с пирометров в порядке корпус/датчик. Далее крен и тангаж в градусах и последнее число - нулевой коэффициент. Если его умножить на 0,02 получим дельту земли и зенита в градусах цельсия.
Хорошо видно, что днём дельта была больше 20 градусов (зенит светил около -42) а к вечеру нагнало облаков и зенитт потеплел.
Собственно, данные ещё надо обрабатывать, но предварительный результат - над снегом летать не так просто, как над землёй. Угол определяется хуже. Почему - буду разбираться.

WunderWaffe.zip

SGordon
smalltim:

Только позаботиться, чтоб была общая земля и чтоб на модуль где-то 3.3В питания обеспечилось.

Понятно, так и думал … Смысл в чем, если будут какие-то доработки платы ( вроде сто то там про датчик тока, или так все решается) может предусмотреть возможность впайки отдельного стабилизатора?

Панкратов_Сергей
Dikoy:

Возможно открою секрет Полишенеля, но в природе есть готовые модемные микросхемы, типа FX-614 ( cqham.qrz.ru/part2/m04.shtml ), предназначенные для передачи цифры в аналоговых сетях. Лет 5 назад пришлось делать телеметрию для поездов с ередачей данных по их родной УКВ радиостанции. Работало вполне сносно (с восстановлением ошибок, есно).
Это к вопросу передачи данных по аудиотракту.

А смысл есть - применения еще кучи деталей ? А если просто и в лоб -
С выхода микропроцессора через делитель на вход аудио .
С выхода аудио приемника и на вход аудио ноутбука.Никаких деталей- все программно.
Может я что-то неулавливаю - но более 20-лет назад на наших первых самодельных компах это работало причем с записью и воспроизведением данных на компакт-кассету. И файлики были не маленькие - по сравнению с одним кадром (можно так назвать ?) телеметрической информации.
И нет ведь проблем в том, что иногда некоторые кадры будут некорректны ?

SGordon

Все таки стоит замутить модуляцию, FSk например …Будет GSM рабочих окраин -))

Панкратов_Сергей
SGordon:

Все таки стоит замутить модуляцию, FSk например …Будет GSM рабочих окраин -))

Не понял Вас.

smalltim
SGordon:

Понятно, так и думал … Смысл в чем, если будут какие-то доработки платы ( вроде сто то там про датчик тока, или так все решается) может предусмотреть возможность впайки отдельного стабилизатора?

С датчиком тока проблема была в софте, а не в разводке, вылечена уже давно.

Насчет отдельного стабилизатора - не хочется, чесслово, плату переразводить. 3.3В линейный стабилизатор можно повесить и на проводке к GPS модулю, в термоусадке. Не так уж много GPS кушает 😃

SGordon

Можно и в термоусадку, не вопрос …

Про компакт-кассету - напомнаю, что скорости там были типа 1200 ( хотя даже для БК, было несколько драйверов с разными скоростями передачи. Модуляция была простейшая частотная по дефолту, как я помню.) А никто не в курсе, какая полоса у аудиоканала видеокамеры?

Dikoy
Панкратов_Сергей:

А смысл есть - применения еще кучи деталей ? А если просто и в лоб -
С выхода микропроцессора через делитель на вход аудио .
С выхода аудио приемника и на вход аудио ноутбука.Никаких деталей- все программно.
Может я что-то неулавливаю - но более 20-лет назад на наших первых самодельных компах это работало причем с записью и воспроизведением данных на компакт-кассету. И файлики были не маленькие - по сравнению с одним кадром (можно так назвать ?) телеметрической информации.
И нет ведь проблем в том, что иногда некоторые кадры будут некорректны ?

На старых компах была как раз FSK и она записывалась на ленту. И не через делитель, а через капацитор. И коррекция ошибок там нехилая, равно как и сейчас в CD, флешках и винтах. Просто делается это втихую и “на первый взгляд как будто не видна” 😃
FSK характерна тем, что волна не рвётся при смене частот. Это есть хорошо по целому ряду причин. А дискретный сигнал всей своей сутью разрывный. Что есть очень плохо.
По этому можемы работают на FSK а не “через делитель” 😉

SGordon

А может ну его, это аудио? Сделать как телетекст - отдать одну строчку под данные телеметрии? Как я понимаю, скрытых строк тут нет, но не жалко и верхней какой нибудь пожертвовать … Единственную проблему вижу -черного цвета нет, только белый? А так - записал видео, а на компе потом все разобрал … Главное без компреcсии писать 😃)

smalltim

Не знаю. Ну зачем изобретать велосипед, а? Есть же готовая телеметрия по радиоканалу от 3apw. У неё немного другой функционал, но есть готовый прекрасно работающий радиоканал и есть возможность подружить мою телеметрию и радиоканал 3apw.
Он, действительно, гуру, с огромным опытом, и лучше, чем у него с радиоканалами вряд ли у кого-нибудь из нас получится 😃

Кстати, сегодня осуществил первый запуск платы автопилота. После двух взорвавшихся электролитов и пучка седых волос на ж*пе - не в той полярности их припаял, идиот - потихоньку откомменчивая код двигаюсь от перемигивания светодиодиками к полноценному функционалу 😃