Телеметрия (часть 1)

С125
smalltim:

Обновил блог: rcopen.com/blogs/15368?

Может быть я что-то пропустил - данная тема очень обширна, но очень прошу выложить схему с подключением GPS.

Dikoy
ReGet:

А какой практический смысл от этой штуки при посадке? Камеры обычно стоят так, что при посадке землю видно и на глаз без проблем можно лететь в полуметре над землей

Две такие штуки позволят сажать самик вне прямой видимости 😉
То бишь улететь, сесть, взлететь и т.д.

smalltim

А схемы как таковой никто не рисовал.
Просто выход TX с GPS приемника подключается ко входу RXD (PD0) Атмеги.
Соединяются земля GPS модуля и телеметрии.
Ну, и еще питание +5В (или 3.3В в зависимости от модуля) - питание на GPS модуль.

smalltim

Сегодня проехался с платой телеметрии с GPS от дома до работы. Ни единого замечания. Проехав 3.5 км, попал в пробку и дальше просто выключил всё - некузяво ехать в пробке и коситься на пассажирское сиденье, где лежит ноут 😃
По дороге модуль EM406A, размещенный под лобовым стеклом, видел 7-10 спутников.
В общем, ура, всё в конце концов получилось 😃

Сейчас изучаю документацию по правилам разводки плат, EMC, и прочая и прочая. Всё работает и так, с подключением проводками, но это некрасиво. Будет новая схема и разводка, внимание, только под SMD.

ReGet
Dikoy:

Две такие штуки позволят сажать самик вне прямой видимости 😉
То бишь улететь, сесть, взлететь и т.д.

ммм… в автоматическом режиме? Или как это вне прямой видимости при виде от первого лица 😵

Ура, завтра доставят мой GPS-модуль!

Dikoy
ReGet:

ммм… в автоматическом режиме? Или как это вне прямой видимости при виде от первого лица 😵

Можно и в автоматическом, если полоса достаточно длинная 😉

smalltim

Я так понимаю, его можно оставить висящим в воздухе

ReGet

подключил модуль - не работает. Померял ток - 0.2 мА, хотя должен кушать 75 мА 😦 Модуль мертвый?

lio

на моем (ЕМ-411) при подаче тока питания - загорается светик
и при фиксе спутников начинает моргать

а у Вас как ?
по питанию что происходит ?

ReGet

отбой тревоги, плюс на первый пин через 2 кОма решил проблему… хотя в инструкции действительно написано not connected 😁
ушел бегать с самолетом вокруг дома 😃

Brandvik

А я наконец то заказал все деталюшки! А пока, спаял гламурную трубку пито 😃 Уж не знаю будет ли она правильно работать но время покажет

smalltim

Дозакажите еще с десяток керамических конденсаторов на 0.1 мкф, нужно питание каждой микросхемы развязывающим конденсатором соединить с землей, как можно ближе к соответствующим питательным ногам миктосхемы.
Еще не помешает каждый из входов с батареи таким же конденсатором на землю, и выходы датчиков давления такими же конденсаторами на землю.
И еще пару танталовых электролитов емкостью 33…47 мкф - поставить на входе и выходе стабилизатора питания +5В на плате телеметрии.

В новой схеме всё это присутствует, да и разводка нужна другая, но я пока не дорисовал.

Brandvik

Ничего, я подожду новую схему. А кондеры я куплю в магазине. Я заказал только основные элементы которые в магазине стоят в 3 раза дороже, в основном датчики давления. Я так понимаю новая схема будет отличаться от старой более помехо защищенной разводкой и разьемом подключения GPS модуля. Кстати, модули с частотой обновления 5гц будут совместимы?

smalltim

>Я так понимаю новая схема будет отличаться от старой более помехо защищенной разводкой и разьемом подключения GPS модуля.
Ну в целом да. Еще точка для подключения PPM сигнала с приемника.

>Кстати, модули с частотой обновления 5гц будут совместимы?
Не проверялось за неимением таких модулей, но если этот 5 Гц модуль поставить на 4800 8/N/1, то должен работать. В коде нет никаких отсылок к частоте прихода строк с GPS приемника. Ну а вычислительных ресурсов на 5 Гц гарантированно хватит.

ReGet

Ждал сегодня весь вечер пока ветер стихнет, дабы протестить новую версию телеметрии с GPS… ветер стал только сильнее, но в 22:00 я собрался и поехал летать.
Ветер на берегу залива неприятно бил в лицо, но на удивление сам полет прошел на отлично. На высоте >200 метров никаких порывов ветра не было, планировал отлично, налетал в итоге 25 минут.
Телеметрия - супер, благодаря ей знаю, что улетал на расстояние 700 метров от себя и высота при этом была 650 метров над землей.

Несколько мыслей по теме:

  • не очень удобен указатель базы. Хочется, чтоб стрелка самолета стояла всегда прямо по курсу, а база ездила вокруг. При этом где юг, а где север знать в общем-то и не обязательно
  • знать скорость относительно земли (по GPS) и относительно воздуха одновременно оказалось достаточно полезно при полете в сильный ветер. Летел навстречу ветру и знал - относительно воздуха скорость 40 кмч, а относительно земли всего 10. Тут же прикинул скорость ветра и свои дальнейшие перспективы 😃
  • в тоже время высота барометрическая и по GPS практически одинакова, смысла смотреть на обе нет. На 50 метрах показания идентичны, на 600 метрах барометрический показывает на 30 меньше, чем GPS
  • планер во время полета удалялся от меня на расстояние около километра. Видео-линк на таком расстоянии начинает изредка выдавать помехи, что не очень приятно и заставляло сразу же возвращаться в сторону базы. Видел запись с передатчика rangevideo, улетавшего на 15 км без помех, задумался по поводу его покупки
  • управление Hitec 35 Мгц на этом удалении высоко в небе чувствовало себя очень уверенно. Но при посадке пришлось далеко лететь в 10 метрах от земли, и на удалении всего около 400 метров управление начало ловить помехи, которые в итоге и “посадили” планер 😁 Вывод - не летайте низко и далеко 😃

Вроде все мысли что были по теме изложил

smalltim

>- не очень удобен указатель базы. Хочется, чтоб стрелка самолета стояла всегда прямо по курсу, а база ездила вокруг. При этом где юг, а где север знать в общем-то и не обязательно

Категорически не согласен.

  1. Варианты с восемью положениями стрелочки размером в одно знакоместо, как у буржуев, я могу реализовать как дополнительную феньку на экране, но не хочу. Убого.
  2. Представьте такую ситуацию. Самик швыряет ветром или просто начинается сильный боковой или встречный ветер. Текущий вектор скорости становится нифига не таким, куда смотрит камера и куда, судя по субъективным ощущениям, по идее, должен лететь самолет. При этом позиция базы проворачивается в сторону и показанное “довернуть 30 градусов влево, чтоб лететь на базу” уже нифига не соответствует действительности. Так куда лететь-то?
    В то же время вектор на базу, высчитанный из действительного местоположения самика и базы, не меняется в зависимости от ветра и прочих неожиданностей.
    Всего-то надо - сесть на стульчик носом к северу и пару раз полетать-привыкнуть. Привязаться к местности: вышка - на юге, лесок - на западе, и т.д.
    Тада всегда будет ясно, где самик в действительности находится.

>- знать скорость относительно земли (по GPS) и относительно воздуха одновременно оказалось достаточно полезно при полете в сильный ветер. Летел навстречу ветру и знал - относительно воздуха скорость 40 кмч, а относительно земли всего 10. Тут же прикинул скорость ветра и свои дальнейшие перспективы 😃

А то! 😃

>- в тоже время высота барометрическая и по GPS практически одинакова, смысла смотреть на обе нет. На 50 метрах показания идентичны, на 600 метрах барометрический показывает на 30 меньше, чем GPS

Я посмотрю, какая погрешность высоты по моей формуле (это прямая реализация барометрической формулы), 30 метров на 600 метрах, или 5% ошибки - многовато.

Смысл смотреть на обе высоты всё-таки есть. Если GPS приемник сваливается в 2D режим (помехи какие-нибудь, полет над гладью воды - Dikoy говорит, могут быть глюки, перевернутый полет, бочка там, мало ли что…), то высоту всегда можно увидеть по показаниям барометрического датчика.

>- планер во время полета удалялся от меня на расстояние около километра. Видео-линк на таком расстоянии начинает изредка выдавать помехи, что не очень приятно и заставляло сразу же возвращаться в сторону базы. Видел запись с передатчика rangevideo, улетавшего на 15 км без помех, задумался по поводу его покупки

Километр - это очень круто для меня 😃 Я пока дальше чем метров 500 по горизонтали и 600 в высоту не улетал 😃

>Вроде все мысли что были по теме изложил

Спасибо! Хороший отзыв - лучшая мотивация к продолжению работы 😃
Блин, смелый Вы человек! 22:00, над заливом, в ветер 30 км/ч… Но это, конечно, планер, а не мой тихоходный Изик 😃

smalltim

Нарисовалась схема:

В блог выложил архив с картинкой и файлом схемы в Eagle 5.0, а то форум может до 800х600 утоптать и ничего не булет видно 😦
https://rcopen.com/…;showentry=4983

Никаких там откровений нет, но если есть время, поругайте/похвалите, пожалуйста.

Dikoy

Насчёт капациторов на 0,1 мкФ. Совсем не обязательно привязываться к этому номиналу. Такая традиция пошла со стародавних времён, когда это был максимальный номинал для керамического конденсатора. Сейчас можно свободно купить конденсаторы и на 22 мкФ в этом типоразмере (только напряжение будет 6,3В, но нам это пофиг - www.smd.ru/katalog/ip7/index.khtml ). А конденсатор фильтра, он чем больше, тем лучше 😉 Главное, чтобы он был керамическим. Все другие типы практически не работают на ВЧ. Диэлектрик можно выбирать любой, X5R-X7R и даже Y5V. Для ответственных кондёров (которые у кварца и т.п.) лучше брать NPO диэлектрик.
Единственное, если конденсатор не тупо подключён к земле-питанию, а к чему-то (например, ко входу AREF МК) и его заряд идёт через некие цепи, надо подумать, а не убьётся ли эта цепь, когда кондёр всосёт в себя заряд в момент включения 😉 Броски тока в эти моменты могут достигать ампер, но на единицы мкС.

Первое, что увидел в схеме.

  1. Почему вход AREF без кондёра? Он там должен быть в любому случае, по дш рекомендуют 0,1. Ставить его нужно обязательно при любом источнике опоры.
  2. Резисторы делителя АЦП слишком малы, говорили уже об этом.
  3. Группы кондёров на 0,1 можно заменить на один, но бОльшего номинала.
  4. 7805 лучше заменить на LDO стабилизатор. Попробую подобрать аналог вечером (сейчас некогда). Просто 7805 очень много энергии тратит впустую, да и падение на ней 3 вольта минимум… Впрочем, эти потери всё равно несравнимы с током потребления серв и мотора.
    Кстати, очень рекомендую пользоваться L7805 от ST. Их исполнение наиболее качественное, что видно по схеме в ДШ и характеристикам.
  5. Конденсаторы фильтра по входам АЦП надо ставить именно по входам 😉 То есть от средней точки делителя на резисторах к земле. Или параллельно “нижнему” резистору, другими словами. Ставить их параллельно батерее безсмысленно. Только устраивать “мостики” для ВЧ помех между батареями 😉

В общем, всё…

ReGet
smalltim:

Представьте такую ситуацию. Самик швыряет ветром или просто начинается сильный боковой или встречный ветер. Текущий вектор скорости становится нифига не таким, куда смотрит камера и куда, судя по субъективным ощущениям, по идее, должен лететь самолет. При этом позиция базы проворачивается в сторону и показанное “довернуть 30 градусов влево, чтоб лететь на базу” уже нифига не соответствует действительности.

Почему же, учитывая, что самолет летит боком из-за ветра, как раз на столько и нужно будет довернуть.

smalltim:

В то же время вектор на базу, высчитанный из действительного местоположения самика и базы, не меняется в зависимости от ветра и прочих неожиданностей.

Не очень понял почему не меняется, в случае с ветром выходит все тоже самое. Стрелка будет показывать, что самолет летит не туда, куда на самом деле и база будет точно также не 30 градусов левее, чем нужно.

smalltim:

Смысл смотреть на обе высоты всё-таки есть. Если GPS приемник сваливается в 2D режим (помехи какие-нибудь, полет над гладью воды - Dikoy говорит, могут быть глюки, перевернутый полет, бочка там, мало ли что…), то высоту всегда можно увидеть по показаниям барометрического датчика.

А в каких случаях высоту нельзя увидеть по барометрическому датчику?

smalltim:

Километр - это очень круто для меня 😃 Я пока дальше чем метров 500 по горизонтали и 600 в высоту не улетал 😃

Значит самолет при этом удалялся от передатчика примерно на 800 метров, не далеко от километра 😃
Ваш видео-линк при этом выдавал помехи, хотя бы иногда?

smalltim

>Не очень понял почему не меняется, в случае с ветром выходит все тоже самое. Стрелка будет показывать, что самолет летит не туда, куда на самом деле и база будет точно также не 30 градусов левее, чем нужно.

Сейчас у Вас позиция базы на миникарте зависит только от расположения самика. Будет зависеть и от расположения и от курса. Это надо?

>А в каких случаях высоту нельзя увидеть по барометрическому датчику?

Ну не знаю, гроза там, резкая смена погоды, ядерная война 😃

>Значит самолет при этом удалялся от передатчика примерно на 800 метров, не далеко от километра 😃
Ваш видео-линк при этом выдавал помехи, хотя бы иногда?

Выдавал, когда летел высоко прямо над базой - штырек-то на самолете вертикально стоит, а у этого штырька по оси минимум излучения. На удалении особо не помню помех, разве что когда самик разворачивался и база опять в оси онтенны оказывалась.

>Насчёт капациторов на 0,1 мкФ. Совсем не обязательно привязываться к этому номиналу. Такая традиция пошла со стародавних времён, когда это был максимальный номинал для керамического конденсатора.

В современных доках тоже пишут про 0.1, но при этом в центре “звезды” питания надо ставить танталовые с большей емкостью.

>1. Почему вход AREF без кондёра? Он там должен быть в любому случае, по дш рекомендуют 0,1. Ставить его нужно обязательно при любом источнике опоры.

А что-то я не увидел в доках, куда и какой кондер вешать на Aref, когда используется внутренний референс вольтаж 5В AVCC. Не подскажете?

>2. Резисторы делителя АЦП слишком малы, говорили уже об этом.

Можно поправить. Но, вообще, токи получаются около 1мА, 2 мА и 3мА по трем входам, соответственно. Это много?
И еще,
The ADC is optimized for analog signals with an output impedance of approximately 10 kΩ or
less. If such a source is used, the sampling time will be negligible. If a source with higher impedance
is used, the sampling time will depend on how long time the source needs to charge the
S/H capacitor, with can vary widely. The user is recommended to only use low impedant sources
with slowly varying signals, since this minimizes the required charge transfer to the S/H
capacitor.

>3. Группы кондёров на 0,1 можно заменить на один, но бОльшего номинала.

В Инфинеоновской доке, которой я руководствуюсь (AP24026, EMC Design Guidelines for Microcontroller Board Layout) эффективность подавления ВЧ помех при 3х или 4х по 0.1 мкФ сильно выше (на ~20dBuV), чем у одного на 1, 10 или 22мкФ.

>4. 7805 лучше заменить на LDO стабилизатор. Попробую подобрать аналог вечером (сейчас некогда). Просто 7805 очень много энергии тратит впустую, да и падение на ней 3 вольта минимум… Впрочем, эти потери всё равно несравнимы с током потребления серв и мотора.
Кстати, очень рекомендую пользоваться L7805 от ST. Их исполнение наиболее качественное, что видно по схеме в ДШ и характеристикам.

А вот это, чесслово, пофигу. Ну какие там токи? 100мА вместе с тем. что жрет GPS модуль? Какие там потери? Ну, упадет на 7805 от 4 до 7.6 вольт в зависимость от заряда батареи, хоть он LDO, хоть он обычный рабоче-крестьянский. Будет на нем в виде тепла 0.4…0.8 ватт выделяться. Да и хрен с ним. Или нет?
Ставить импульсник? И опять по новой бороться с помехами?

>5. Конденсаторы фильтра по входам АЦП надо ставить именно по входам То есть от средней точки делителя на резисторах к земле. Или параллельно “нижнему” резистору, другими словами. Ставить их параллельно батерее безсмысленно. Только устраивать “мостики” для ВЧ помех между батареями

Ок, сейчас поправлю.