Специальные цены   новые товары
Закрытая тема
Показано с 1 по 37 из 37

Проект самодельного вариометра, алгоритм расчета скороподъемности

Тема раздела Планеры, мотопланеры в категории Cамолёты - Общий; Предлагаю обсудить теоретическую часть проекта по созданию простого вариометра для планера. Базовое железо такое: atmega168+бародатчик MS5611. Передача на землю - ...

  1. #1

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306

    Проект самодельного вариометра, алгоритм расчета скороподъемности

    Предлагаю обсудить теоретическую часть проекта по созданию простого вариометра для планера. Базовое железо такое: atmega168+бародатчик MS5611.
    Передача на землю - через звуковой канал fpv аппаратуры.
    Хочется услышать от планерных гуру - как вообще они понимают метод настройки постоянных времени усреднения. Можно на пряниках, так как не все владеют программированием, но _знают как все работает_.
    Я ориентируюсь на простой планер около 2м размахом и весом 1200г.
    Излагаю как я подошел к усреднению:
    Каждые 22мс я получаю данные высоты с датчика. Точность +-10см. Все это пишется по кругу в массив длиной 65. В каждом такте я беру последние 20значений, усредняю их. Затем беру первые 20 значений, усредняю их. Получаю две усредненных высоты, между которыми 1с времени. Вычитаю и получаю скороподъемность с задержкой в 1с.
    Обычно, в промышленных вариометрах - две постоянные времени. 1-3с и 1-30с. Я не очень понимаю, в случае с одной звуковой индикацией мне нужно задействовать обе или одну и как?

  2.  
  3. #2

    Регистрация
    17.02.2004
    Адрес
    Рига, Латвия
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,934
    Записей в дневнике
    14
    Я знаю программирование, контроллеры, летаю на металках, лелал с вариометром и пробовал делать свой.
    Скажу, что вариометры сильно отстают, от того, что происходит на самом деле. Для металки размахом 1.5 метра на высотах до 50-60 метров вариометр не нужен. Глазами видно лучще. Двух метрового видно до 100 метров.
    Второе: 1200 для двух метров - как говорят у нас "за много".
    Про усреднение.
    Усреднение даёт плохой результат. И его надо считать в реальном времени.
    Есть цифровые фильтры. Первого порядка очень легко реализуются. Погуглите, информации полно.
    Но чем больше сглаживание, тем больше задержка. Ваша задача на конкретном железе найти компромис между шумами на выходе и задержкой.
    Ещё интересная тема вычислять не скороподъёмность, а энергию.
    Попробую объяснить.
    Если в "нейтральном воздухе" делать кривую спираль, то на одном крае сприрали скороподъёмность будет отрицательная, а на другом слабоположительная. Захочется сместиться, а там ничего нет. Тоже самое будет, если разогнаться и взять на себя.
    Поэтому, если ещё мерить скорость, вычислять потенциальную и кинетическую энергию, то толку будет больше.

  4. #3

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    А что значит "за много"? Я в общем это прикидочно написал для пенопланера с карбоновой трубой в крыле. Понимаю, что на 1000м турбулентность не детская, поэтому прочность - в первую очередь. Вес - во вторую.
    Насчет фильтров я скептически настроен. Мы имеем за 1с около 45 выборок по высоте. Фильтровать тут особо нечего. Кроме того, все значения - равнозначны, тут нет помех в обычном понимании. Видел один старенький проект в инете на ардуино, где автор также высказался, что обычное усреднение работает лучше фильтра Кальмана. Т.е. еще раз, я не ставлю вопрос программной реализации. Я предлагаю разработать подход - как по нарисованному графику высоты за время 1-3с вычислить скороподъемность. Куда на графике присобачить регулировку времени усреднения? В первом посте я описал свое решение. Если кто-то предложит лучше - буду рад его запрограммить.

  5. #4

    Регистрация
    22.06.2009
    Адрес
    Москва
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,517
    Если вам нужен вариометр для полётов на планере по fpv . То есть готовый вариант. У игловского вектора, вполне сносный встроенный вариометр.
    И звуковой и графический в одном флаконе.



  6.  
  7. #5

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    Доброго времени суток коллеги!
    Позвольте слегка не по вопросу, поднятому Дмитрием. Пол-года подбираю себе схему вариометра для Pulsar 2,5 E, полётный вес 780 г, нагрузка 19,747 г/дм.кв, поэтому подбираю самый лёгкий вариант, на земле только звук по радиоканалу. Аппа FlySky FS-i10, там есть телеметрия, но вариометр не производят. Варио нужен для тренировок, научиться более надежно распознавать и обрабатывать потоки.
    Вы накопили уже солидный опыт полётов с вариометром и его изготовления, а у меня уже глаза разбегаются от скачанных схем.
    Подскажите пожалуйста оптимальное, на ваш взгляд, решение.
    (Адруино не пугает, с электроникой не на "Вы")
    Заранее благодарен,
    Олег

  8. #6

    Регистрация
    14.09.2004
    Адрес
    Владивосток
    Возраст
    46
    Сообщений
    833
    Цитата Сообщение от T300 Посмотреть сообщение
    есть готовый вариант. У игловского вектора, вполне сносный встроенный вариометр.
    Бог мой, какой ужасный звук Сорри, не удержался.
    Я летаю с Граупнеровским вариком и да, он не сильно быстро реагирует.
    Не могу дать ценных идей топикстартеру, но раз пишете код с ноля, то звук..... на мой взгляд, что то типа такого неплох весьма. Особенно когда тянет вверх под 10 узлов

  9. #7

    Регистрация
    22.06.2009
    Адрес
    Москва
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,517
    Да, звук у векторовского варика не "айс" плюс свои искажения вносит сам радио тракт от фпвешного АВ передатчика.
    В прошлом году летал с парапланерным вариометром колибри, с ним звук был получше.



  10.  
  11. #8

    Регистрация
    17.02.2004
    Адрес
    Рига, Латвия
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,934
    Записей в дневнике
    14
    вычислять вместо скороподъемности или дополнительно?
    То что скорость "это наше всЁ" - я догадываюсь.
    Саму скороподъёмность можно не вычислять.
    Интересно вычислить общую энергию, которая равна сумме потенциальной (пропорциональна высоте) и кинетической (пропорциональна квадрату скорости).

  12. #9

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Цитата Сообщение от El Chupacabra Посмотреть сообщение
    Бог мой, какой ужасный звук Сорри, не удержался.
    +1. Чудовищный звук! (без обид). Может там есть настройки? ИМХО центральная частота выбрана слишком низкой. Изменение частоты звука и периода повторений очень слабо меняется с высотой. Ну и хотелось бы слышать синусоидальный звук, а не меандр, но этого без специальных схемных решений не получить. А может просто аудио канал вносит искажения...

  13. #10

    Регистрация
    22.06.2009
    Адрес
    Москва
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,517
    Я б сейчас не заморачивался с изготовлением самодельного варика, а купил бы что то уже готовое.
    вот немного ссылок на модельные варики/логеры.


    http://wstech.de/
    http://www.kennedycomposites.com/picolario.htm
    http://www.thommys.com/vario-picolario-logger/
    http://www.topmodelcz.cz/index.php?&...detail&id=6729

  14. #11
    921
    921 вне форума

    Регистрация
    08.12.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    42
    Сообщений
    79
    Записей в дневнике
    11
    Купить - можно, но это не интересно. Инженерная мысль должна реализовываться. И не факт, что покупные поделия будут лучше самодельных. :-)

  15. #12
    anm
    anm вне форума

    Регистрация
    06.04.2002
    Адрес
    Томск
    Возраст
    45
    Сообщений
    725
    Записей в дневнике
    2
    Есть же проект OpenXvario https://code.google.com/p/openxvario/
    и форум с обсуждением http://openrcforums.com/forum/viewforum.php?f=86

  16. #13

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    Большое спасибо всем ответившим!
    Андрей попал в точку: "Купить - можно, но это не интересно." И варик в пол-модели ценой для любительских полётов с последующим отказом от него по мере повышения навыков, как-то кажется нерентабельным.
    Александр, в проект OpenXvario как раз больше всего и вникаю, но он изначально рассчитан на работу с телеметрией "An Arduino based vario and (optional current sensor) for openTX/ 9X / FrSky Taranis and more...", а у моей другой протокол обмена (надо было Тараньку покупать, но отсоветовали, моя более интуитивно понятна). Ищу, как его через адруиновский комплект радио 433 мГц просто на пищалку вывести. А у Вас он работал? (можно в личку, чтобы ветку не в тему не засорять).

  17. #14
    anm
    anm вне форума

    Регистрация
    06.04.2002
    Адрес
    Томск
    Возраст
    45
    Сообщений
    725
    Записей в дневнике
    2
    Этот вариометр деталями получается 700-800р, полностью делать пока не планирую. В прошлом году купил вариометр для тараниса. Попробую собрать эту схему пока без вариометра. Ардуинка скоро должна прийти, а датчик давления ещё не заказывал.
    Прикрутить к этому проекту другой протокол будет проще, чем делать всё с нуля.

  18. #15

    Регистрация
    30.01.2008
    Адрес
    Москва, Печатники.
    Возраст
    57
    Сообщений
    2,158
    Цитата Сообщение от Taboo Посмотреть сообщение
    и кинетической (пропорциональна квадрату скорости)
    И саму скорость тоже, вроде, не надо вычислять. Разность статического давления и давления заторможенного потока пропорциональна скоростному напору, то есть квадрату скорости. (или ошибаюсь?)
    Очень правильное предложение. У меня есть вариометр к Таранису, но я охладел даже к идее его попробовать. Понимаю, что я со своим опытом вижу потоки лучше, будет ложная, неточная информация.
    И вообще, если уж делать что-то самому, то оно должно быть принципиально лучше "покупного". Ибо китайцев все равно не победить.

  19. #16
    921
    921 вне форума

    Регистрация
    08.12.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    42
    Сообщений
    79
    Записей в дневнике
    11
    Тут идея (у топикстартера) звукового вариометра для парения по камере. Хочется маршрутные полеты (парение) осваивать. Как в симуляторе планерных соревнований Кондор.

  20. #17

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    Цитата Сообщение от MihaD Посмотреть сообщение
    я со своим опытом вижу потоки лучше, будет ложная, неточная информация.
    И вообще, если уж делать что-то самому, то оно должно быть принципиально лучше "покупного". Ибо китайцев все равно не победить.
    Именно Михаил! Вам и другим планеристам Вашего уровня вариометр не нужен и, как мне сказал опытный "метальщик", даже вреден. Поэтому для получения объективной информации с борта я и хочу на первых порах использовать вариометр, чтобы сопоставлять поведение планера со звуковыми сигналами.
    Что касается желания Андрея "Хочется маршрутные полеты (парение) осваивать." - я думаю, что это вообще будущее перспективное направление модельного планеризма, многие высказывают желание совершать маршрутные полёты на своих моделях.
    Пока самый приемлемый для меня вот этот: (не реклама конечно!) http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1749208

  21. #18

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Flyboat52, спасибо за ссылку. Посмотрел видео и сделал некоторые выводы. ИМХО, чувствительность надо задавить немного и увеличить плавность. Попробую на досуге проанализировать код.
    Я выбрал нижнюю частоту - 123Гц (-5м/c), средняя частота 528Гц, верхняя 3000Гц(+8м/c). Граница прерывистого писка +0.2м/c примерно. Постоянная времени около 1.2с. Особо настраивать больше нечего, надо испытывать на планере, чтоб понять куда двигаться дальше.
    Мои испытания в помещении...


  22. #19

    Регистрация
    30.01.2008
    Адрес
    Москва, Печатники.
    Возраст
    57
    Сообщений
    2,158
    Цитата Сообщение от MihaD Посмотреть сообщение
    пропорциональна скоростному напору, то есть квадрату скорости. (или ошибаюсь?)
    Ошибаюсь. Скорость нужна относительно земли, то есть GPS. Вряд ли точность будет достаточная.
    Что касается алгоритмов расчета, то для полетов по маршруту, или решения задачи "как можно дольше" алгоритм неважен. Это высоты 0,5-2,0 км, там потоки большие и мощные.

  23. #20

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    Дмитрий, огромное спасибо, класс! (Самара рулит!, как нынче молодежь говорит )
    По видео в лифте - самое то! А какая схема использована? Сразу попутная идея: очень наглядно работают светодиоды, - можно на проводках МГШВ прицепить (подпитав по току) сверхяркие, вывести снизу фюзеляжа в отверстия и будет индикация даже в случае потери связи модулей TX/RX 433

  24. #21

    Регистрация
    02.11.2011
    Адрес
    С-Петербург
    Возраст
    52
    Сообщений
    2,684
    Записей в дневнике
    2
    На счет маршрутных полетов - весьма популярные соревнования там. Как пример https://www.facebook.com/groups/221517854586852/ и другие ссылки в интернете. Triangle GPS - ключевые слова для поиска.
    Вот красивое видео
    Последний раз редактировалось yakav; 01.12.2015 в 12:29.

  25. #22

    Регистрация
    29.04.2010
    Адрес
    Томск
    Возраст
    35
    Сообщений
    1,618
    Делал давно пищалку на MPX4100A, дифференциатор на операционнике LM358 с двумя танталами по 47 мкф встречно-последовательно. Далее генератор на NE555. С выхода дифференциатора сглаживалось чуток RC цепью. Работало четко, летал на параплане с таким.
    Звук у него как у счетчика гейгера. Потрескивания в начале с появлением тона при бОльшей скороподъемности. Не напрягало.
    Делалось лет 6 назад, по тому времени вся комплектуха в 400 рублей вставала, в смд.
    Сейчас этот аналоговый датчик давления дороже цифровых, так что не актуально.

  26. #23

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Цитата Сообщение от Flyboat52 Посмотреть сообщение
    А какая схема использована? Сразу попутная идея: очень наглядно работают светодиоды, - можно на проводках МГШВ прицепить (подпитав по току) сверхяркие, вывести снизу фюзеляжа в отверстия и будет индикация даже в случае потери связи модулей TX/RX 433
    Схема https://cloud.mail.ru/public/A8ez/L5YsK1fb6
    Светодиоды наружу - это вы весьма оригинально придумали, но информативность у такой иллюминации будет неважная. Скорость мигания не будет различаться.

  27. #24

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    Там можно и не мигать: Зеленый - подъём, красный - слив
    Это-же для индикации процесса, а не вкручивания в поток. Хотя и вкручиваться можно на зеленый сигнал.
    Практика полётов покажет.
    Это на экране FPV точно видно скороподъёмность, Максим Т300 даже в облака залетает (пока связь есть), а для тренировки достаточно звука. Смотришь всё равно на планер, а звук помогает понять признаки подъёма в его поведении.

  28. #25

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    В сообщении №17 есть ссылка на забугорный проект. По сути - это пока единственный ответ, на мой вопрос "как считать скороподъемность". Программа простая, даже слишком простая, в той части где идут вычисления скорости. ИМХО динамика работы получится неверная. При подъеме с постоянной скоростью пикалка будет работать с нарастающей частотой.
    По другому аспекту проекта - все думал как окультурить звук на низких частотах(как в Кондоре). RC-цепочка частично приглушает зудящий призвук. Через радиоканал проходит нормально, звучит хорошо. Была мысль получить правильную синусоиду с помощью резистивного ЦАП. Но этот вариант упирается в ширину радиоканала. Попробовал прогнать чистый синус через 800мВт передатчик - на приемнике от 70-200гц сильное затухание и неравномерность, так что если уж делать качественный звук, то надо его синтезировать сразу на земле или передавать через более качественные каналы связи. следующий эксперимент - подключение радиомодуля rfm22b для передачи сигнала на частоте LPD рации.

  29. #26

    Регистрация
    17.04.2006
    Адрес
    г.Реутов МО
    Возраст
    38
    Сообщений
    418
    Цитата Сообщение от Карабас Посмотреть сообщение
    - все думал как окультурить звук на низких частотах(как в Кондоре).
    Посмотрел в своем полетном компьютере XCSoar это тоже самое что LK8000 который в Кондоре.
    Min. Frequency - 200 Hz
    Zero. Frequency - 500 Hz
    Max. Frequency - 1500 Hz

  30. #27

    Регистрация
    17.02.2004
    Адрес
    Рига, Латвия
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,934
    Записей в дневнике
    14
    Цитата Сообщение от Карабас Посмотреть сообщение
    Была мысль получить правильную синусоиду с помощью резистивного ЦАП.
    Вы ШИМ использовали?

  31. #28

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Цитата Сообщение от Taboo Посмотреть сообщение
    Вы ШИМ использовали?
    Это была только мысль, ничего не использовал, но грубые прикидки сделал. Шим сожрет все ресурсы. Я говорил про "цап на резистивной матрице r-2r", посмотрите в гугле. Можно использовать только 3-4 разряда.

  32. #29

    Регистрация
    29.04.2010
    Адрес
    Томск
    Возраст
    35
    Сообщений
    1,618
    Не грейте голову. Синусоида из меандра получается при помощи операции двойного интегрирования. На том же сдвоенном операционнике LM358 делается легко и дешево.
    Если говорить более жизненно - подгладить углы меандра RC фильтром и все будет вполне благозвучно.
    И кто вам сказал что в парапланерных вариометрах синус? Там просто тональность правильная и все. Остальной "тембр" зависит от конкретного динамика и корпуса. Если есть механический резонанс в районе центральной частоты, то будет почти синус на слух.

  33. #30

    Регистрация
    17.02.2004
    Адрес
    Рига, Латвия
    Возраст
    50
    Сообщений
    1,934
    Записей в дневнике
    14
    Цитата Сообщение от Карабас Посмотреть сообщение
    Шим сожрет все ресурсы. Я говорил про "цап
    Если Вы хотите формировать синусойду, то это в любом случае сожрёт ресурсы.
    ШИМ аппаратный. Регулируется через прерывания.

  34. #31

    Регистрация
    16.10.2014
    Адрес
    Москва
    Возраст
    42
    Сообщений
    562
    Цитата Сообщение от Карабас Посмотреть сообщение
    В каждом такте я беру последние 20значений, усредняю их
    как усредняете? среднее арифметическое? ИМХО здесь нужна медиана.

  35. #32

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Цитата Сообщение от HDDR Посмотреть сообщение
    как усредняете? среднее арифметическое? ИМХО здесь нужна медиана.
    Я усредняю. Перемычкой на плате можно выбрать 10,15, 20 значений. Затем через секунду такая же выборка 10,15,20 значений. Не уверен насчет медианы, хотя мысль интересная, стоит подумать. Еще могу предложить другой метод усреднения: считаем мгновенные скорости, а затем их усредняем скользящей средней. V1=P45-P1;V2=P46-P2;V3=P47-P3; где P[] - последовательные выборки давлений.
    Я пока не модифицирую программу, дождусь испытаний. Вот размышляю, будет ли востребован вариометр, снабженный передатчиком 433МГц. Проверил на макетке - работает стабильно, но ведь рации не у всех есть. Вот если бы найти микросборку на 88-108МГц - наверное было бы самое то. Ловить на fm приемник в телефоне.

  36. #33

    Регистрация
    24.08.2015
    Адрес
    Москва
    Возраст
    65
    Сообщений
    46
    В Ардуино эти модули RX/TX на 433 состоят из платы приемника и передатчика. Приемник у вас на земле, надо громче - добавляем элементарный УНЧ. Я думаю и пищалки будет достаточно. А к рации многие подключают наушники, чтобы не мешать остальным моделистам и чтоб другие звуки не мешали. Переход на другие частоты связан с влезанием в неразрешенные диапазоны.
    Последний раз редактировалось Flyboat52; 05.12.2015 в 18:29.

  37. #34

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Эти модули (о которых я думаю)запрограммированы на одну частоту 443.92. Перепрограммировать затруднительно без фирменного программатора (по крайней мере я не нашел описания протокола). Получится, что на одном поле вдвоем летать нельзя.

  38. #35
    Tor
    Tor вне форума

    Регистрация
    25.05.2008
    Адрес
    Хабаровск
    Возраст
    41
    Сообщений
    25
    Когда искал приемлеммый по цене варик думал изготовить вот такой https://sites.google.com/site/xnebmi...ario-project-3
    но потом наткнулся на Wireless-Copilot. Вариометр с доставкой обошелся в 40 долларов.
    http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2340187

  39. #36

    Регистрация
    12.04.2009
    Адрес
    Самара
    Возраст
    43
    Сообщений
    306
    Цитата Сообщение от Tor Посмотреть сообщение
    Когда искал приемлеммый по цене варик думал изготовить вот такой https://sites.google.com/site/xnebmi...ario-project-3
    Очень познавательный проект. Было интересно проследить логику распознавания тренда. Но bmp085 безнадежно устарел, так что если повторять - надо кое что менять.
    Вариометр, говорящий высоту голосом C3PO:-). Не знаю, надо ли оно? Наверное прикольно. Есть такие мп3 плееры для ардуино, наверное можно при желании применить http://ru.aliexpress.com/item/WTV020...669299627.html

  40. #37

    Регистрация
    11.11.2013
    Адрес
    Иркутск
    Возраст
    26
    Сообщений
    241
    Цитата Сообщение от Карабас Посмотреть сообщение
    Но bmp085 безнадежно устарел, так что если повторять - надо кое что менять.
    Облегчу ваши поиски: MS5611-01BA03 сейчас вполне актуален, на форуме были примеры успешного использования.

Закрытая тема

Похожие темы

  1. Коптер калькулятор
    от sergebezborodov в разделе Коптеры. Комплектующие, сборка, настройка.
    Ответов: 314
    Последнее сообщение: 08.11.2016, 20:37
  2. Электрическая силовая установка – простейшие расчеты, и практическая реализация
    от collapse в разделе Электродвигатели, регуляторы, мотоустановки
    Ответов: 412
    Последнее сообщение: 11.08.2016, 11:18
  3. Куплю вариометр и gps телеметрию multiplex
    от tyber в разделе Барахолка. Аппаратура
    Ответов: 2
    Последнее сообщение: 14.07.2015, 14:33
  4. Где найти вариометр?
    от Razer007 в разделе Планеры, мотопланеры
    Ответов: 12
    Последнее сообщение: 30.03.2015, 08:33
  5. Проект FMBC v1.06 или Люминь vs Карбон
    от bearchik в разделе Коптеры. Комплектующие, сборка, настройка.
    Ответов: 125
    Последнее сообщение: 01.12.2014, 01:53

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения