RSS лента

3apw - РадиоАвиатор

Бортовой компьютер-телеметрия MBC (часть 1) Передающая (бортовая) часть

Оценить эту запись
11 Комментарии
3apw
27.08.2007 в 22:58 (3341 Показов)
Бортовой компьютер модели MBC (Model Board Computer)

предназначен для:

  • отображения в реальном масштабе времени основных параметров радиоуправляемой модели самолета на экране жидкокристалического индикатора, установленного в фюзеляже, с целью пред и послеполетной проверки состояния оборудования
  • передачи по радиоканалу в реальном масштабе времени основных параметров модели на наземное приемное устройство (только в версии MBC-TLM)
Фото:

Фото первого макета (январь 2007)

Нажмите на изображение для увеличения Название: Resize_of_IMG_4263.JPG Просмотров: 352 Размер: 77.8 Кб ID: 398725

Фото второго макета (март 2007)

Нажмите на изображение для увеличения Название: Resize_of_IMG_4272.JPG Просмотров: 234 Размер: 63.1 Кб ID: 398726

Печатная плата MBC (июль 2007)

Нажмите на изображение для увеличения Название: mbc_pcb_1.jpg Просмотров: 251 Размер: 42.0 Кб ID: 398727

Нажмите на изображение для увеличения Название: mbc_bot2.jpg Просмотров: 148 Размер: 50.3 Кб ID: 398734

Печатная плата с LCD индикатором, датчиками температуры и оборотов (июль 2007)

Нажмите на изображение для увеличения Название: 2837_1.jpg Просмотров: 404 Размер: 55.9 Кб ID: 398728


]Отображаемые параметры на экране жидкокристалического индикатора:
  • обороты двигателя
  • уровень топлива в баке (расчетное значение) в процентах
  • температура
  • напряжение бортового питания
  • напряжение второго источника питания
  • ток или второе значение температуры
Состав:
  • MBC-X - основной модуль, устанавливаемый на модели
  • MBC-LCD - индикаторный модуль на 2 строки по 16 символов. Возможны различные варианты индикаторных модулей, отличающиеся размером символов и цветом фона
  • Датчики параметров: оборотов двигателя, напряжения, тока, температуры
  • MBC-TX (опция) - радиопередающий модуль на частоты 433 МГц с частотной манипуляцией и встроенной антенной. MBC-TX устанавливается на борту модели и соединяется с MBC-X
  • MBC-RX (опция) - приемный модуль на частоту 433 МГц устанавливается на земле и обеспечивает отображение передаваемых параметров на экране жидкокристалического индикатора.
Возможности:
  • Подключение до 256 дополнительных датчиков через шину I2C
  • Период обновления данных и передачи по радиоканалу - 4 раза в секунду
  • Подключение приемника GPS (опция)
  • Размер платы основного модуля - 63 х 34 х 7 мм
  • Напряжение питания 4... 15 В
  • Ток потребления - 5 мА
  • Вес основного модуля MBC-X - 12 грамм
  • Обновление ПО производиться через разъем подключения LCD
  • Запись лог-файла во внутреннюю флеш-память (опция)
  • Выход на компьютер через интерфейс RS232
  • Возможно использование как обычных (конвенциональных) UHF/FM трансиверных модулей на 433 МГц, так и более сложных радиоканалов со встроенной поддержкой цифровых протоколов радиосвязи как AX.25, так и TETRA. Зона радиопокрытия с незначительно измененными модулями TELECONTROLLI RTFQ1 и RRFQ1 составила расстояние прямой видимости.
  • Защита от неправильного подключения питания
  • Работоспособность LCD индикатора при снижении напряжения бортового питания до 4 Вольт
Состояние проекта:
  • аппаратная часть ("железо") основного модуля MBC-X отработана и изменяться не будет
  • текущая версия ПО модуля позволяет измерять обороты двигателя, расчитывать уровень топлива в баке, измерять 2 значения напряжения, 1 значение тока, и два значения температуры
  • продолжается разработка ПО бортового и наземного модулей с целью:
    • подключения других датчиков- высоты, скорости и т.д.
    • добавления сервиса (выход параметров за границы зон допуска, звуковая индикация)
    • использование графического LCD
  • MBC-RX и MBC-TX на основе модулей Telecontrolli отмакетированы и работоспособны.
Была бы полезна помощь
в написании внешних приложений для PC/PDA (подключаемых по RS232) на базе LabView (или подобной) для работы с передаваемыми с борта данными в реальном времени.

Если у Вас есть опыт и желание этим заняться, пожалуйста, отправьте мне личное сообщение.

Хочу поблагодарить моего друга Михаила за поддержку, интересные идеи и критические замечания в ходе всего проекта.

Обновлено 16.12.2008 в 23:24 [ARG:5 UNDEFINED]

Категории
‎ Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Anatol Brand
    очень интересно. хотелось бы видеть готовый под продажу комплект с GPS, гировертикалью и возможностью передавать видео с наложением данных на картинку (миннимум: авиагоризонт, направление "домой", высота, скорость, остаток заряда ходовых акк)? насколько доступен по цене может быть такой комплект?
  2. Аватар для 3apw
    Цитата Сообщение от Anatol Brand
    очень интересно. хотелось бы видеть готовый под продажу комплект с GPS, гировертикалью и возможностью передавать видео с наложением данных на картинку (миннимум: авиагоризонт, направление "домой", высота, скорость, остаток заряда ходовых акк)? насколько доступен по цене может быть такой комплект?
    Благодарю.

    Данное изделие - MBC - предназначено для использования как устройство контроля параметров модели без передачи картинки по видеоканалу (OSD) - не всем картинка нужна, а с передачей контролируемых данных по узкополосному радиоканалу.

    Такое решение позволяет использовать передатчики с выходной мощностью в примерно в 50-80 раз меньше, чем для передачи видео, что снимает вопросы электро-магнитной совместимости, частотного диапазона и емкого питания для видео-передатчика.

    Остальные функции будем стараться реализовать через внешнее PC приложение.
  3. Аватар для foxfly
    Цитата Сообщение от 3apw
    Цитата Сообщение от Anatol Brand
    очень интересно. хотелось бы видеть готовый под продажу комплект с GPS, гировертикалью и возможностью передавать видео с наложением данных на картинку (миннимум: авиагоризонт, направление "домой", высота, скорость, остаток заряда ходовых акк)? насколько доступен по цене может быть такой комплект?
    Благодарю.

    Данное изделие - MBC - предназначено для использования как устройство контроля параметров модели без передачи картинки по видеоканалу (OSD) - не всем картинка нужна, а с передачей контролируемых данных по узкополосному радиоканалу.

    Такое решение позволяет использовать передатчики с выходной мощностью в примерно в 50-80 раз меньше, чем для передачи видео, что снимает вопросы электро-магнитной совместимости, частотного диапазона и емкого питания для видео-передатчика.

    Остальные функции будем стараться реализовать через внешнее PC приложение.
    В целом одобряя Вашу конструкцию и то, что она доведена до "железа", все же выскажу несколько замечаний:
    Для полета очень важна воздушная скорость и скорость набора высоты, которых здесь нет.
    Вывод информации на LCD - неудобен для практического применения (как и вывод на ноутбук: это к намерениям реализовать как РС приложение- в "поле" на экране компьютера ничего не видно!): моделисту, управляющему моделью- просто некогда переводить взгляд с нее на дисплей и разбираться, что там "пишут" !
    Следовательно, нужен оператор, который будет смотреть и пересказывать пилоту информацию.
    Потеря оперативности управления, привязка еще к одному человеку.
    RTFQ1-не узкополосный радиоканал: там реализованы ASK/FSK виды модуляции и ширина полосы- около 100кгц. За счет этого и дальность не очень то (200-300м) .
    И радиосовместимость...
    Единственное преимущество- дешевизна, простота применения и наличие разных частот:315, 433, 868, 915 мГц.
    Кстати, они выпустили версию с повышенной выходной мощностью: RTFQ-2
    По поводу датчика давления: при экономии в цене (относительно МРХ) около 300 рублей- имеем много дополнительной головной боли:
    где набрать 13 желающих для " складчины", зачем "тратить " три порта AVR вместо одного?
    А на борту каждый порт можно применить для развития системы...
  4. Аватар для 3apw
    В целом одобряя Вашу конструкцию и то, что она доведена до "железа", все же выскажу несколько замечаний:
    Благодарю. Замечания всегда полезны - они отрицательная обратная связь, удерживающая в правильном направлении действий.
    Для полета очень важна воздушная скорость и скорость набора высоты, которых здесь нет.
    Вывод информации на LCD - неудобен для практического применения (как и вывод на ноутбук: это к намерениям реализовать как РС приложение- в "поле" на экране компьютера ничего не видно!): моделисту, управляющему моделью- просто некогда переводить взгляд с нее на дисплей и разбираться, что там "пишут" !
    Следовательно, нужен оператор, который будет смотреть и пересказывать пилоту информацию.
    Потеря оперативности управления, привязка еще к одному человеку.
    Разработка велась на основе технического задания, которое оговаривалось во время наших полетов в Бутово. Так как основную часть больших моделей представляют у нас ДВС пилотажки, то главным требованием был именно мониторинг основных параметров оборудования для обеспечения безопасности полета, а именно - напряжение борта и зажигания, топлива, температуры двигателя. Все остальные параметры с точки зрения безопасности не принципиальны. Не уверен, что для пилотажной модели необходимо знать ее высоту полета или скорость. Однако, если это необходимо, то указанные сенсоры (в общем количестве до 256) могут быть легко подключены по интерфейсу I2C (выведенному на разъем блока) без какого-либо изменения в аппаратной части MBC. Что и было сделано на сенсоре FOSP01 с интерфейсом I2C для определения высоты полета.

    Относительно устройства индикации - монохромный ЖКИ индикатор значительно дешевле, чем видео очки или ноутбук. Монохромный ЖКИ работает при любом освещении, в том числе и на открытом солнечном свете. Потребление по сравнению с видеоочками и ноутбуком на порядок меньше. Для примера - вся моя приемная телеметрическая часть MBC-RX потребляет 17 мА и имеет полный вес 115 гр.

    Относительно наблюдения за параметрами в полете - следует оговорить начальные условия. Если мы летаем по видео, то мы, конечно, должны получать изображение параметров на экран/очки - спору нет. Но если по видео не летаем ("не видео-пилоты") - то эти параметры нужны только для контроля и о выходе параметра за границы может сообщить звуковой сигнал в приемнике телеметрии.

    Относительно помощника - идея здесь такая: мы никогда не летаем в одиночку. Один приемник телеметрии обеспечивает получение информации со всех моделей группы. При этом на каждую модель устанавливается только передающая часть MBC. Так как мы стараемся, чтобы только одна большая модель была в воздухе, то нет никакого труда нелетающему пилоту глянуть на экран в случае сигнала тревоги (тем более это случается не часто).

    RTFQ1-не узкополосный радиоканал: там реализованы ASK/FSK виды модуляции и ширина полосы- около 100кгц. За счет этого и дальность не очень то (200-300м) .
    И радиосовместимость...
    Единственное преимущество- дешевизна, простота применения и наличие разных частот:315, 433, 868, 915 мГц.
    Кстати, они выпустили версию с повышенной выходной мощностью: RTFQ-2
    Совершенно верно - RTFQ1 не узкополосный радиоканал, однако полоса сигнала существенно уже, чем видеосигнал - со всеми вытекающими отсюда следствиями. Более того, кроме RTFQ1 использовались самодельные узкополосные радиоканалы (синтезаторные и нет) с различной энергетикой и радиоканалы от UHF LPD станции KP-11, а также радиоканалы с поддержкой протокола AX.25 (для безошибочной передачи данных). RTFQ1 хорош тем, что является дешевым и легальным для использования лицами, не имеющими лицензий на передающую аппаратуру. Для ответственных условий применения есть специальные цифровые радиоканалы, которые тоже могут быть применены при необходимости.
    Относительно RTFQ2 - спасибо, попробую. Но RTFQ1 я тоже использую с некоторыми добавлениями... обеспечивающими необходимую дальность действия в полете.

    По поводу датчика давления: при экономии в цене (относительно МРХ) около 300 рублей- имеем много дополнительной головной боли:
    где набрать 13 желающих для " складчины", зачем "тратить " три порта AVR вместо одного?
    А на борту каждый порт можно применить для развития системы...
    Здесь все очень просто - сенсоры в MBC подключаются через шину I2C и можно подключить до 256 сенсоров, используя только 3 вывода контроллера.
    Про удобства и требования к схемотехнике при подключении сенсоров с аналоговым и цифровым интерфейсом наверное не стоит и упоминать.
    Сенсоры покупал без каких-либо проблем - заказал и через 3 дня забрал 4 штуки в "Платане". Набрать желающих на 13 штук не сложно - я готов взять еще штук 10.
  5. Аватар для LeshaK
    Немного запоздалое замечание, но по I2C максимум 128 устройств, 1 бит при адресации уходит на указание операции чтение/запись.
    И что за МК, если нужно 3 вывода?
    -----
    Очень интересно Ваше устройство, но
    сам сейчас делаю свое для мониторинга параметров модели,
    индикатор взял этот
    http://www.amainhobbies.com/product_info.p...oducts_id/13684
    Eagle Tree Systems PowerPanel LCD Display - $40
    тонкий, легкий, 4 провода, питание + SCL/SDA (I2C)
    пока разбираюсь, с питанием не понятно, вроде как по PDF там нужно два отдельных питания 3В (цифровая часть) и 5В (индикатор), у Eagle Tree Systems есть переходная платка, вот с ней и разбираюсь.
    Плата уже готова, но не полностью собрана. Ноу меня большая направленность на электро (heli), т.е.
    1. Питание возможно 4.5..60В (на плате преобразуется в 3.3В + дополнительный DC-DC до 5В)
    2. Датчик Хола для измерения тока до 50(100,150А) - ACS754
    3. Хочу прицепить bluetooth модуль (RS-232/I2C->SPI), чтоб параметры можно было получать на КПК/ПК, хотя может Ваше решение о 433МГц более правильное, потому как сам использую аппаратуру на 2.4
    4. Память - Serial DataFlash на 2Мбита
    и т.д.
  6. Аватар для 3apw
    Цитата Сообщение от LeshaK
    Немного запоздалое замечание, но по I2C максимум 128 устройств, 1 бит при адресации уходит на указание операции чтение/запись.
    Благодарю, согласен с Вашим замечанием. В первой версии (семи битной адресации) максимальное количество устройств на шине I2C может быть 128, в новой версии (десяти битной адресации) - таких устройств может быть уже 1024. В реальности насчитать на модели самолета более 10 I2C датчиков врядли возможно (у меня так - 2 датчика температуры, 2 датчика давления, 1 компас, 1 акселерометр).

    И что за МК, если нужно 3 вывода?
    Извините, не понял вопроса. В MBC используется PIC18F2520.

    Очень интересно Ваше устройство, но
    сам сейчас делаю свое для мониторинга параметров модели,
    индикатор взял этот
    http://www.amainhobbies.com/product_info.p...oducts_id/13684
    Eagle Tree Systems PowerPanel LCD Display - $40
    тонкий, легкий, 4 провода, питание + SCL/SDA (I2C)
    Согласен, очень хороший индикатор.
    Удобно тем, что идет только 4 провода, имеет меньшие размеры и вес. Также впоследствии хотел бы заменить стандартный на подобный.
    Однако здесь есть 2 проблемы:
    • цена в 5 раз выше
    • минимальное напряжение питания. В MBC сделано так, что даже при подаче 4 вольт (4 банки NiCd/NiMH) индикация не деградирует.
    1. Питание возможно 4.5..60В (на плате преобразуется в 3.3В + дополнительный DC-DC до 5В)
    2. Датчик Хола для измерения тока до 50(100,150А) - ACS754
    3. Хочу прицепить bluetooth модуль (RS-232/I2C->SPI), чтоб параметры можно было получать на КПК/ПК, хотя может Ваше решение о 433МГц более правильное, потому как сам использую аппаратуру на 2.4
    4. Память - Serial DataFlash на 2Мбита
    Пункт 1 - 60 В на ДВС самолетах не бывает, MBC работает до 30 В. Если надо больше (для электричек с аккумулятором большим чем 7S), то через небольшой внешний DC-DC конвертер (на плате смысла ставить нет, так как увеличивается резко стоимость, размеры и вес).
    Пункт 2 - сделано аналогично на ACS754 (ищу сейчас замену на однополярный ACS755).
    Пункт 3 - пробовал на Bluetooth модуле Bluegiga WT12 и ZigBee Maxstream - работает, но смысла не вижу для самолета. Все, что работает на борту на передачу в диапазоне 2.4 ГГц надо убирать, если аппаратура РУ на этот же диапазон. Иначе резко уменьшите динамический диапазон приемного канала РУ и на дальних дистанциях возможно возникновение неожиданных проблем с потерей управления.
  7. Аватар для LeshaK
    Цитата Сообщение от 3apw
    Извините, не понял вопроса. В MBC используется PIC18F2520.
    просто подумалось зачем для I2C 3 провода, возможно для шины данных, один порт на ввод, другой на вывод.
    Я сам PICи не знаю, у себя использую Atmel AT90USB162 (с внутр. USB, что было удобней подключать к ПК/КПК)


    Согласен, очень хороший индикатор.
    Удобно тем, что идет только 4 провода, имеет меньшие размеры и вес. Также впоследствии хотел бы заменить стандартный на подобный.
    Однако здесь есть 2 проблемы:
    • цена в 5 раз выше
    • минимальное напряжение питания. В MBC сделано так, что даже при подаче 4 вольт (4 банки NiCd/NiMH) индикация не деградирует.
    цена - согласен, но у меня все же для вертолетов (в первую очередь) и на Rex 450 вес уже имеет значение.
    а с питанием...
    у меня основное понижается до 3.3В на LT1976 и используется для всей цифровой части, а для датчиков и т.д.
    из 3.3В делаю 5В

    Пункт 1 - 60 В на ДВС самолетах не бывает, MBC работает до 30 В. Если надо больше (для электричек с аккумулятором большим чем 7S), то через небольшой внешний DC-DC конвертер (на плате смысла ставить нет, так как увеличивается резко стоимость, размеры и вес).
    То же из-за верт., на больших электричках такое возможно + запас.

    Пункт 3 - пробовал на Bluetooth модуле Bluegiga WT12 и ZigBee Maxstream - работает, но смысла не вижу для самолета. Все, что работает на борту на передачу в диапазоне 2.4 ГГц надо убирать, если аппаратура РУ на этот же диапазон. Иначе резко уменьшите динамический диапазон приемного канала РУ и на дальних дистанциях возможно возникновение неожиданных проблем с потерей управления.
    ну и тут, верт далеко не отпустишь, так что буду пробовать, хотя валяются где-то готовые приемо-передатчики на CC1000 (8xxМГц)
    но мне бы очень хотелось использовать КПК, а не делать что-то специальное,
    пока летаешь особенно на данные не поглазеешь, а вот для настройки (температура/тахометр) + послеполетного "слития" данных было бы очень удобно использовать КПК/ПК, а тут bluetooth самое то!

    а вообще, за основу (характеристики/размеры) брал Eagle Tree eLogger
  8. Аватар для LeshaK
    Если интересно, фотки того, что у меня получается, подробно описывать нет времени
    http://gallery.leshak.ru/v/hide/rcspy/
  9. Аватар для 3apw
    Цитата Сообщение от LeshaK
    Если интересно, фотки того, что у меня получается, подробно описывать нет времени
    http://gallery.leshak.ru/v/hide/rcspy/
    Поздравляю, хорошее решение для Ваших задач.
    Наверное следует предусмотреть (если не сделано) отключение Bluetooth модуля при полете для исключения забития канала РУ на 2.4ГГц.
  10. Аватар для LeshaK
    Была бы полезна помощь
    в написании внешних приложений для PC/PDA (подключаемых по RS232) на базе LabView (или подобной) для работы с передаваемыми с борта данными в реальном времени.
    Это еще актуально?
    Как раз сижу думаю, как может выглядеть приложение на PDA (на PC "прототипов" много).
    + протокол передачи данных в реальном времени (фактич мой bluetooth модуль организует беспроводной RS232 между платой контроллера и PDA/PC).

    PS. Сам программист на С/С++ (Windows, Windows Mobile), но не дизайнер/художник
  11. Аватар для 3apw
    Цитата Сообщение от LeshaK
    Это еще актуально?
    Как раз сижу думаю, как может выглядеть приложение на PDA (на PC "прототипов" много).
    + протокол передачи данных в реальном времени (фактич мой bluetooth модуль организует беспроводной RS232 между платой контроллера и PDA/PC).

    PS. Сам программист на С/С++ (Windows, Windows Mobile), но не дизайнер/художник
    Да, Алексей, актуально и готов к всяческому сотрудничеству. Некое приложение для PC на базе LabView слепил как демо версию - работает в реальном времени, все отображает, графики строит. Но выглядит это не так профессионально, как хотелось бы.

    Первая здравая (IMHO) мысль по поводу пришла такая - сделать единый протокол передачи (на серийном порту) у наших телеметрических модулей, тогда можно будет использовать разное hardware (Ваше и мое) с единым ПО.

    P.S. Специализируюсь больше по радиосистемам, и много ближе к "железу" (особенно цифровому и радиоканальному), чем к ПО.

    С уважением, Карен