Telemetria

[Gość Anonymous]

Pomysł na oddzielne potraktowanie telemetrii, czyli zdalnego pomiaru parametrów lotu wziął się z "odwrotnego" potraktowania OSD niż do tej pory.

Jak na razie - OSD u wszystkich jest realizowane na pokładzie modelu poprzez dodanie informacji pomiarowych do obrazu z kamery i przesłanie całości na ziemię do pilota.

 

Dlaczego "odwrotne" potraktowanie? Ano dlatego, że sygnał wizyjny jest bardzo łatwo zakłócalny. Nie trzeba wiele, by pojawiały się "niebieskie ekrany" lub tak duża ilość "śmieci" na obrazie, że nie bardzo wiadomo co widać. Wtedy też nie widać tego co się dzieje z naszym modelem.

 

Zrobienie oddzielnego toru przesyłania informacji pomiarowych - to z jednej strony redundancja czyli nadmiar - bo jak ktoś chce to może dalej włączać to w OSD, a z drugiej zwiększenie pewności co do dostarczenia danych pilotowi pomimo zakłóceń i braku obrazu z kamery - także poza zasięgiem toru wizyjnego.

 

Tor transmisji danych pomiarowych - z racji choćby mniejszej prędkości transmisyjnej - będzie miał dużo większy zasięg - przy tej samej mocy nadajnika.

 

Dla dodatkowego upewnienia się co do wiarygodności danych - transmisja w dwie strony. Tu przyjmę nazewnictwo: pilot = stacja naziemna, model = stacja w powietrzu. Działać to ma tak: pilot -> wysyła żądanie jakichś danych (np prędkość względem powietrza) -> model wysyła dane + kod potwierdzający ich ważność -> pilot otrzymuje dane, sprawdza czy kod pasuje do danych -> jeśli ok, to na przykład żądanie innych danych, a jeśli nie - to żądanie powtórzenia przesłania danych. I tak w kółko.

 

Cała konfiguracja to:

 

w modelu: czujniki -> komputer pokładowy obrabiający pomiar i formujący dane do wysłania -> nadajnik+odbiornik=transciever do łączności z ziemią

 

u pilota: nadajnik+odbiornik=transciever do łączności z modelem -> komputer pokładowy do obróbki danych otrzymanych z modelu -> wizualizacja. Na ziemi wizualizacja może być różna: dodanie danych do otrzymanego oddzielnym kanałem obrazu czyli OSD, oddzielny monitor dla danych, oba, lub jeszcze coś innego - to wg pomysłów indywidualnych.

 

No i początek:

na początek zamówiłem 2 transcievery na pasmo "publiczne", czyli nie wymagające żadnych dodatkowych zezwoleń. Są one programowalne i mogą pracować na częstotliwościach 433/868/915 MHz. Jako wy/we mają antenę dołączaną koncentrykiem o impedancji 50 ohm. Może to być np antena typu prętowego 1/4 fali - dla podanych pasm to od ok 8 do ok 16 cm. Moc nadawania 500 mW, szybkość transmisji - do 172 kbps.

Częstotliwość w ramach danego pasma może być programowana w kanałach z rastrem 2.5 kHz. Temperatura pracy: od -40 do +85 st. C. Pobór prądu przy max mocy nadawania 185 mA, przy odbiorze 20 mA, Zasięg - wg producenta w terenie otwartym ponad 3 km.

Od strony cyfrowej - wejście/wyjście - SPI - czyli prosto z np ATMega (na tym chcę zrobić procesor pokładowy).

No i cena: ok 50 zł za sztukę.

Powinny być za kilka dni. Jak dojdą - to jako pierwsze zadanie: testy zasięgu.

 

I jako "bonus": ponieważ radiołącze jest dwukierunkowe, to jest też możliwość przesyłania danych do modelu. Co z nimi dalej? No np. sterowanie aparatem, kamerą, pan-tilt, itp. Co kto wymyśli

[Peter]

Czyli jak to mowia-bez laptopa nie ma latania :devil:

Plan iscie imponujacy.I jesli mnie pamiec nie myli,

bedzie to pierwszy amatorski OSD z wymiana info na cyfrowce i wideo na osobnym

torze.

Po prostu az mnie zzera ciekawosc,jak to bedzie pracowac.

A juz najbardziej, elementy (gdzie i za ile kupione) i dlaczego takie ?.

Moze przy okazji ktos znajdzie lepsze/tansze.

Relacja z budowy telemeri zapowiada sie niezwykle ciekawie.

[armand]

Słuszny i naukowy kierunek.

 

Ale bardziej strumień niż protokół z powtórzeniami był by lepszy.

Interesują nas aktualne dane a nie te które były tuż przed zakłuceniami łaczności, a protokół z powtórzeniami na żadanie odbiorcy będzie powodował opóżnienia - minimalne ale zawsze i dość komplikował niepotrzebnie.

 

I chyba same radiomodemy zapewniają kontrolę nad pakietem i jego integralnością - potwierdzają sumę kontrolną pakietu, ale mogę się mylić, nie jestem tego pewien.

 

Czujniki ciśnienia, tu nie będzie łatwo, ale jest gps i porównanie danych umożliwi odrzucanie "odchylonych" danych w stacji naziemnej.

 

Monitor zdecydowanie CRT w lato na lotnisku i tak nie wiele widać na monitorze - to jest naprawdę duży problem.

[Gość Anonymous]

Czy strumień, czy powtórzenia - to kwestia do dyskusji/implementacji.

Zastanawiam się nad 2 problemami:

 

pierwszy: protokół. Myśle o czymś na kształt protokołu GPS-owego - NMEA - czyli ogólnie protokół tekstowy, w którym każdy wiersz ma stałą budowę zależną od nagłówka i kończy się sumą kontrolną (crc) i znakiem końca wiersza :

$TVP, xxxxxx,crc, - prędkość względem powietrza,

$TVG,xxxxxx,crc, - prędkość względem ziemi,

itp.

 

drugi: optymalizacja transmisji = mapa danych. W obu komputerach pokładowych (to znaczy w modelu i u pilota) dane trzymane są w tablicy (macierzy). Procesor modelu po dokonaniu pomiaru najpierw porównuje wynik z danymi z własnej tablicy -> jeśli wynik różny to podstawia do tablicy i wysyła do pilota, jeśli wynik bez zmian, to nic nie robi - ale wysyła "pusty" pakiet, żeby można kontrolować jakość łącza. Zaś procesor pilota - po prostu w pętli wizualizuje dane z własnej tablicy (uaktualnianiej z jego punktu widzenia "w tle"). Lub inna wersja tego samego - po dwie tablice synchronizowane timerami - wtedy jedna pętla to pomiary, druga - to synchronizacja i trzecia to teletransmisja. Większość mikrokontrolerów ma dość timerów więc to nie problem, a algorytmy robią się bardziej "eleganckie".

 

Radiomodemy rzeczywiście mają dość rozbudowane funkcje autokontrolne tak w zakresie kontroli danych jak i informacji o poziomach sygnału, itp. Poza tym mają możliwość przestrajania z procesora co można by wykorzystać przy pojawiających się zakłóceniach -> przechodzenie na kolejne kanały w ramach pasma.

[armand]

Pierwsze rozwiązanie jest bardziej elastyczne i w sumie strumień :wink:

A znacznik czasu dość istotny, a to zawsze problem choć można korzystać z GPS'owego.

 

Dość interesujące jest sterowanie po przez radiomodemy - to jest chyba słuszna droga do większych zasięgów. W sumie aparatura RC + kabel do symulatora = joystick albo zródło PPM otwiera to duże możliwości. Pozostaje problem przełączania autonomicznego w modelu które sterowanie jest obowiązujące, itd.

[mieczotronix]

a co to dokładnie za moduły (nie wiedziałem że są takie 500 mW) i ile kosztują?

[Gość Anonymous]

Hope Microelectronics - RF12BP/433 - 34,90 zł netto - TME

[mieczotronix]

ok, dzięki, już znalazłem,

 

dla porządku poprawna nazwa to:

HOPERF ELECTRONIC RFM12BP/433

[Gość Anonymous]

W ramach prac nad telemetrią - zrobiłem zestaw dwóch procesorów komunikujących się szeregowo (później pomiędzy nie wstawię tylko RFM12BP) - jako model i pilot (na ATmega8, bo akurat takie były w szufladzie).

I zaczynam "pomiarowanie". Na pierwszy ogień najtrudniejsze = ciśnienie:

pomiar ciśnienia daje dwa najważniejsze parametry lotu: wysokość nad ziemią i prędkość względem powietrza.

O ile z wysokością, czyli bezpośrednim związkiem ciśnienia absolutnego z wysokością jest sprawa prosta, to z prędkością już trochę bardziej skomplikowana - bo trzeba mierzyć "ciśnienie spiętrzenia" w rurce Pitota.

Pierwszy pomysł to: dwa identyczne sensory ciśnienia absolutnego MPX4115A. Jeden mierzy ciśnienie otoczenia statycznie - w wyniku dając wysokość, a drugi mierzy ciśnienie otoczenia + ciśnienie spiętrzenia w pitocie -> do odjęciu ciśnienia otoczenia z pierwszego czujnika = spiętrzenie, czyli prędkość.

I teraz pytania:

- czy spotkaliście się z innymi metodami pomiaru prędkości względem powietrza (możliwymi do zastosowania amatorskiego)?

- czy może inne czujniki - cena/jakość? MPX-y kosztują ok 60-70 zł za sztukę.

- zależność ciśnienia spiętrzenia w rurce pitota od prędkości i wymiarów rurki - nigdzie tego nie mogłem znaleźć (jak sie nie znajdzie - to trzeba będzie zrobić wstępną kalibrację np w samochodzie - odczytać wyniki, przeliczyć i znaleźć współczynniki)

[Peter]

Jako ze znam historie powstania pierwszego amatorskiego OSD (filmik z pierwszego lotu w dziale video) , podpowiem ze moze byc trudno.Nie wdajac sie w szczegoly (nawet nie wiem czy moge, bo to nie moj projekt) powszechnie jest znana tylko 1/10 problemow jakie napotkal Zbig.Problem bedzie po pierwsze z kalibracja (zalezna od temperatury/zmienna z wysokoscia).Takze rozdzielczosc pomiaru/zalezna od zastosowanego algorytmu.Dopiero nty czujnik dal sie jako tako skalibrowac.Oj, dlugo by pisac.

- czy spotkaliście się z innymi metodami pomiaru prędkości względem powietrza (możliwymi do zastosowania amatorskiego)?

Czujnik cisnieniowy ,oczywiscie najlepszy.Ale trudny.Dlatego wiekszosc poszla na latwizne i uzywa gps.Jest prosty przyrzad.Ale optyczny :shock: (nazwy zapomnialem).Jest to rurka, w pionie , z malym otworem w kierunku lotu.Wewnatrz jest lekka kulka,ktora nie ma prawa spasc ponizej pewnego poziomu w locie-predkosc przeciagniecia .Lotniarze to stosuja.W wariometrach glajciarzy ,sa tez sondy (Pitot) ale tez i wiatraczki.Wypuszcza sie go na kablu w czasie lotu.Dosc dokladnie pozkazuje predkosc,ale potrafi oszukiwac przy silniejszym wietrze.

- czy może inne czujniki - cena/jakość? MPX-y kosztują ok 60-70 zł za sztukę.

Na PW podam kontakt ,zorientujesz sie listownie co by Ci odpowiadalo.Potrzebny mi Twoj email.

- zależność ciśnienia spiętrzenia w rurce pitota od prędkości i wymiarów rurki - nigdzie tego nie mogłem znaleźć (jak sie nie znajdzie - to trzeba będzie zrobić wstępną kalibrację np w samochodzie - odczytać wyniki, przeliczyć i znaleźć współczynniki)

No wlasnie caly bajer polega na prawidlowym dobraniu wymiarow.Capilaro czy Eagle , Picolario, EDV , typowe szybowcowe predkosciomierze maja dokladnie dobrane te elementy do danego przetwornika.Nawet srednica wezyka ma znaczenie.

Jesli budowanie od podstaw nie unikniesz biegania po schodach i jazdy ,,zimny lokiec''.

 

To bardzo milo ze chcesz zbudowac od podstaw stacje pomiarowa,ale czy nie lepiej oprzec sie na sprawdzonych/dzialajacych +/- dokladnie modulach ?

I zaimplatowac taki modul do reszty.

Szkoda zdrowia, a czas przenaczyc np. na szybsza/latwiejsza opcje.

 

No bo jesli to jednostkowa historia-prototyp,to koszt pierwszej sztuki wyjdzie na pewno x 2 lub 3 gotowego zestawu (to akurat wiem :? na 100%).

[Gość Anonymous]

Moim celem jest nauczenie się czegoś przy okazji (podobno na naukę nigdy nie jest za późno). Owszem, można dziś kupić "klocki Lego" i złożyć całego UAV - płatowiec, elektronika, sterowanie, itp. Osobiście wolę jednak "pracę od podstaw" - w granicach realizmu, to jest: w.cz, napęd, serwa, itp - na pewno będą fabryczne.

 

Co do czujników: to problem w ich: 1 - podłączeniu do otoczenia, 2 - oprogramowaniu. Przecież producenci, których wymieniłeś (np. Picolario) chyba nie kupują 100 czujników, żeby zainstalować 10 z nich...

Na pewno większość czujników będzie dublowana i wyniki porównywane.

Jakie czujniki?

- ciśnieniowe: wysokość i prędkość względem powietrza

- akcelerometryczne: położenie płatowca w przestrzeni

- gps: położenie, prędkość względem ziemi.

 

Na dziś zastanawiam się jak uniknąć czujników fotoelektrycznych typu termopile do określania położenia płatowca w przestrzeni dla problemu zakrętu koordynowanego, to jest takiego prowadzenia zakrętu podczas którego siła odśrodkowa jest umiejscowiona dokładnie w "siedzeniu" pilota znajdującego się na pokładzie - myślę tu nad połączeniem danych z akcelerometrów z danymi o ciśnieniu względnym z 2 pitotów umiejscowionych na końcach skrzydeł. Pitoty - dwuczujnikowe: ciśnienie statyczne = ciśnienie otoczenia i ciśnienie dynamiczne (spiętrzenia gazu w rurce) = wywoływane przez prędkość.

 

Przynajmniej teoretycznie: przy rozpiętości 3 metry - 1 stopień pochylenia płatowca da na końcach skrzydeł różnicę poziomów wynoszącą 5.1 cm. Ciśnienie w atmosferze zmienia się (dla wysokości nas interesujących i w stałej temp.) o ok 1hPa co 8 metrów -> zatem 5 cm = 0,05 m -> 0.00625 hPa -> 0.000625 kPa.

Sensory z serii MPX dają 46 mV/kPa, zatem pokażą 0.028 mV różnicy - co już można zmierzyć. (są też w tej serii dające 1000 mV/kPa - co da dla 5 cm - 0.6 mV)

 

No i wreszcie: to nie musi polecieć jutro rano. Jak poleci za rok to też nic się nie stanie.

[Pitlab]

O ile z wysokością, czyli bezpośrednim związkiem ciśnienia absolutnego z wysokością jest sprawa prosta, to z prędkością już trochę bardziej skomplikowana - bo trzeba mierzyć "ciśnienie spiętrzenia" w rurce Pitota.

Pierwszy pomysł to: dwa identyczne sensory ciśnienia absolutnego MPX4115A. Jeden mierzy ciśnienie otoczenia statycznie - w wyniku dając wysokość, a drugi mierzy ciśnienie otoczenia + ciśnienie spiętrzenia w pitocie -> do odjęciu ciśnienia otoczenia z pierwszego czujnika = spiętrzenie, czyli prędkość.

Zastosowanie czujników absolutnych (mierzących względem próżni) jest złym podejściem. Masz całą gamę czujników różnicowych, które mierzą dokładnie to co potrzebujesz: różnicę dwu ciśnień, w Twoim przypadku statycznego i dynamicznego. W przypadku czujników absolutnych masz małą rozdzieczość pomiaru, bo musisz uwzgledniać rozkład ciśnienia w całej atmosferze oraz po pomiarze musisz programowo obliczyć różnicę cisnień. Tymczasem czujnik różnicowy daje Ci to na etapie fizycznym, jeszcze przed przetworzeniem na wartość elektryczną.

 

 

- czy spotkaliście się z innymi metodami pomiaru prędkości względem powietrza (możliwymi do zastosowania amatorskiego)?

Tak, jest tak zwana metoda goracego termometru. Polega na różnicowym pomiarze temperatury dwoma czujnikami, gdzie jeden z nich jest dodatkowo podgrzewany przepływajacym przez niego prądem. Kiedyś robiłem wstępne obliczenia i wyglądało to zachęcająco. Napisałem o tym artykuł, jest dostępny na forum wsparcia wariometru SkyAssistant

 

 

- czy może inne czujniki - cena/jakość? MPX-y kosztują ok 60-70 zł za sztukę.

Ja kupuję MPXy za ok. 40zł (netto, w hurcie). Kiedyś nazbierałem kolekcję różnych innych, ale jak zwykle nie starczyło czasu wszystkich przebadać . :-)

[Pitlab]

Capilaro czy Eagle , Picolario, EDV , typowe szybowcowe predkosciomierze

 

Co to jest to Capilaro? Może jakiś link, bo pierwszy raz słysze o takim urzadzeniu. Google też tego nie zna.

[Peter]

Dokladnie to chyba Capilard,albo cos kolo tego.Miejscowy ma taki wynalazek,piszczy jak nosi.Odbiornik ma na radiu-osobno.Ma wejscie na Pitota.Nie jest to samorobka,ale wyglad podobny jak Picolario,czyli okres pozny Gierek.

[armand]

Wystarczy wiedzieć gdzie jest pion" i jakie jest "przyspieszenie" odchyłu od pionu. Bo tak naprawdę interesuję nas przyrost wartości, bo to właśnie pozwoli na stabilizację, na czymś trzeba to sprzężenie zwrotne oprzeć.

Opierają (w konstrukcjach za ładnych parę tyś. ale spełniających swoje zadanie) o zespół żyroskopów i akcelerometrów, ale pojawia się problem drgań które "oglupiają" akcelerometry. Czujnik położenia chyba zwie się IMU i są gotowe zintegrowane rozwiązania - warto coś by podpatrzeć.

[Gość Anonymous]

Po długich poszukiwaniach internetowych wybrałem pierwszą wersję czujnikową:

- ciśnienie: dwa MPX4115 (bezwzględne=wysokość i bezwzględne+sprężenie w Pitocie do obl. szybkości) Wzór na szybkość to: V[m/s]= SQRT( q / 0.5r) gdzie q - ciśnienie dynamiczne w Pa, r - gęstość powietrza w kg/m3. Gęstość powietrza jest zależna od temperatury i wysokości. Na poziomie morza w temp 20 st C wynosi 1.225 kg / m3 (do tego tabele wysokość/temp) do tego ewentualnie różnicowy MPX do drugiego Pitota - dla kontroli/redundancji.

 

- pole magnetyczne - sensor 3-osiowy MicroMag3 z PNI Corp - ten da "pion i poziom"

 

- gyro - dwa 2-osiowe sensory IDG-300 czyli w efekcie też 3 osie - szybkość zmian położenia

 

- przyśpieszenie - 3-osiowy akcelerometr MMA7450L z Freescale Semiconductor - kierunek siły odśrodkowej w danym momencie.

 

Do tego przetworniki ADC - ADS1100/ADS1110/ADS1112 z Texas Instruments, wzmacniacze operacyjne.

 

No i GPS - jakiś moduł OEM - tu jeszcze brak decyzji.

 

Na dziś - znaleźć dobre=szybkie i tanie źródło zakupu.

[armand]

Zobacz ten i poszukaj firmy produkującej moduł w sieci. Za te pieniądze naprawdę warto.

 

Moduł GPS

[jasiekbrej]

 

Zasięgi - co nic dziwnego. Można popatrzeć na ten problem w przybliżeniu tak: zasięg = F(moc, szerokość pasma emitowanego). W technice analogowej - szerokość jest duża, w cyfrowej - mała. Więc ta sama moc da większy zasięg w cyfrówce.

 

Witam.

Cyfryzacja przesyłu obrazu jest na pewno dobrym pomysłem.

Skoro tak to od razu cisną się następujące pytania:

1) Jak bardzo planujesz zawęzić pasmo toru TV

2) Jak zawężenie pasma wpłynie na czułość toru odbiorczego TV

no i trzecie zasadnicze

Jaką ilością obrazów przesyłanych w jednostce czasu zaowocuje to. Bo przecież nie możemy pozwolić sobie, by oglądać powiedzmy jedno zdjęcie na dwie sekundy, bo wiadomo czym może się to skończyć.

Myślę , że na te pytania warto by sobie odpowiedzieć - bo powinno to dać odpowiedż na temat ewentualnych zysków z cyfryzacji przekazu. (myślę tu przede wszystkim o poprawie zasięgu) Pozdrawiam Janusz.

[Gość Anonymous]

O obrazie: zawężenie przez kompresje on-line. np MPEG-4, H.xxx, itp

Na czułość toru odbiorczego nie wpłynie, bo nie będzie osobnego toru dla wizji - tylko jeden, cyfrowy dla wszystkiego - to docelowo.

Jakość obrazu - bez zmian, a raczej spodziewam się lepszej jakości niż przy analogu - vide przypadek telewizji satelitarnej cyfrowej i analogowej.

Utrata obrazu - to tylko utrata "przyjemności" latania. Podstawowe są przyrządy: sztuczny horyzont, vario, prędkość względem powietrza, wysokość i ew. położenie na mapie.

 

Zgodnie z obietnicami - wczesna wersja portalu do projektu jest na www.uav.home.pl

Teraz będę go ładował "wiedzą" - dział "Do pobrania", no i zaczne pisać....

[Peter]

Zgodnie z obietnicami - wczesna wersja portalu do projektu jest na www.uav.home.pl

Teraz będę go ładował "wiedzą" - dział "Do pobrania", no i zaczne pisać....

No i doczekalismy sie Juz sie nawet zalogowalem,jako jeden z pierwszych.

Ale zagladaj tutaj czasami.