RC Flight Data Recorder/Black Box: 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Այս ուսումնական ձեռնարկում ես պատրաստվում եմ կառուցել arduino- ի վրա հիմնված մարտական տվյալների ձայնագրիչ RC մեքենաների, մասնավորապես RC ինքնաթիռների համար: Ես պատրաստվում եմ օգտագործել UBlox Neo 6m GPS մոդուլ, որը միացված է arduino pro mini- ին և SD քարտի վահանին ՝ տվյալները գրանցելու համար: Այս նախագիծը, ի թիվս այլ բաների, արձանագրելու է լայնության, երկայնության, արագության, բարձրության և մարտկոցի լարումը: Այս տվյալները կհարստացվեն `Google Earth Pro- ի միջոցով ավելի լավ դիտելու փորձի համար:

Քայլ 1: Գործիքներ և մասեր

Մասեր

• Ublox NEO 6m GPS մոդուլ ՝ ebay/amazon
• Միկրո SD քարտի մոդուլ ՝ ebay/amazon
• Միկրո SD քարտ (բարձր արագությամբ կամ տարողությամբ անհրաժեշտ չէ) ՝ amazon
• Arduino pro mini: ebay/amazon
• FTDI ծրագրավորող և համապատասխան մալուխ ՝ ebay/amazon
• Տախտակ ՝ ebay/amazon
• Միացման մետաղալար ՝ ebay/amazon
• Վերնագրի կապում ՝ ebay/amazon
• Ուղղիչ դիոդ ՝ ebay/amazon
• 2x 1K ohm դիմադրություն ՝ ebay/amazon
• Ստվարաթուղթ `1500 միկրոն

Գործիքներ

• Sոդման երկաթ և զոդ
• Տաք սոսինձ ատրճանակ
• Նոութբուք կամ համակարգիչ
• Բազմաչափ (խիստ անհրաժեշտ չէ, բայց աներևակայելի օգտակար)
• Օգնող ձեռքեր (կրկին անհրաժեշտ չէ, բայց օգտակար)
• Արհեստի դանակ

Ըստ ցանկության

• Նախատիպավորման համար օգտագործվող իրերը անհրաժեշտ չեն, բայց շատ օգտակար
• Breadboard
• Արդուինո Ունո
• Jumper լարերը

Քայլ 2: Տեսություն և սխեմատիկ

Սարքի ուղեղը Arduino pro mini- ն է, այն սնուցվում է RC մեքենաներից (իմ դեպքում ՝ ինքնաթիռից) Li-Po մարտկոցի հավասարակշռության նավահանգստից: Ես ունեմ այս սարքը 2s մարտկոցի համար, բայց այն կարող է հեշտությամբ փոխվել `մարտկոցի այլ չափսերին համապատասխանելու համար:

Այս հատվածը ամբողջական չէ: Ես կթարմացնեմ այս հրահանգը, երբ կառավարման մակերեսի ընթերցումն ավարտվի

Servo1- ը կլինի իմ ինքնաթիռների բարձր շարժիչը, իսկ servo 2 -ը `իմ թռիչքային վերահսկիչի սերվո ելքը:

GPS մոդուլը տվյալներ է ստանում GPS արբանյակներից ՝ NMEA լարերի տեսքով: Այս տողը պարունակում է տեղադրության տեղեկատվություն, բայց նաև ճշգրիտ ժամանակը, արագությունը, վերնագիրը, բարձրությունը և շատ այլ օգտակար տվյալներ: Երբ տողը ստացվի, այս նախագծի համար օգտակար տեղեկությունները արդյունահանվում են TinyGPS ծածկագրերի միջոցով:

Այս տվյալները, մարտկոցի լարման և բարձրության դիրքի հետ միասին, կգրվեն SD քարտին 1 Հց հաճախականությամբ: Այս տվյալները գրված են CSV (ստորակետով անջատված արժեք) ձևաչափով և մեկնաբանվելու են google քարտեզների միջոցով ՝ թռիչքի ուղի գծելու համար:

Քայլ 3: Նախատիպերի ստեղծում

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. GPS մոդուլի միացումները վերևում ցուցադրված չեն: GPS- ը միացված է հետևյալ կերպ.

GND դեպի Arduino գետնին

VCC- ից Arduino 5V

RX- ից Arduino թվային փին 3

TX դեպի Arduino թվային փին 2

Փորձարկելու համար, որ բոլոր բաղադրիչներն աշխատում են ճիշտ, ամենալավն այն է, որ ամեն ինչ դրեք սեղանի վրա, քանի որ չեք ցանկանում պարզել, որ ամեն ինչ թերի է: Լրացուցիչ կոդերի գրադարանը, որն անհրաժեշտ կլինի, TinyGPS գրադարանն է, որի հղումը կարող եք գտնել ստորև:

փոքրիկ gps

Ստորև բերված լարման ստուգիչի ծածկագիրը պարզապես ստուգում է լարման չափման սխեման: Կարգավորման արժեքը պետք է փոխվի, որպեսզի arduino- ն կարդա ճիշտ լարումը:

Ֆայլերի ծածկագիրը օգտագործվում է SD քարտի մոդուլը և միկրո SD քարտը ստուգելու համար `համոզվելու համար, որ երկուսն էլ ճիշտ են կարդում և գրում:

GpsTest ծածկագիրը օգտագործվում է `համոզվելու համար, որ gps- ը ստանում է ճիշտ տվյալներ և ճիշտ կազմաձևված է: Այս կոդը դուրս կբերի ձեր լայնության, երկայնության և այլ կենդանի տվյալների:

Եթե այս բոլոր մասերը ճիշտ են աշխատում, ապա կարող եք անցնել հաջորդ քայլին:

Քայլ 4: oldոդում և միացում

Beforeոդման կամ էլեկտրագծերի որևէ աշխատանք կատարելուց առաջ ձեր բոլոր բաղադրիչները դրեք ստվարաթղթի վրա և կտրեք այն բաղադրիչների արտաքին չափերին: Սա կլինի ձեր տեղադրման ափսեը ձեր բոլոր կտորների համար:

Կատարեք տպատախտակները ՝ կտրելով տախտակը ամենափոքր չափին, քանի որ քաշն ու չափը առաջնահերթություն են: Կպչուն տախտակի եզրին երկայնքով ամրացրեք վերնագրի կապում, այստեղ է, որ մարտկոցի հավասարակշռության նավահանգիստը, իսկ հետագայում միացվելու են կառավարման մակերևույթի սերվոն և թռիչքի կարգավորիչը: 1ոդեք 2 1k Օմ դիմադրիչները և ուղղիչ դիոդն ըստ սխեմայի:

Միկրո SD քարտի մոդուլը միացրեք arduino- ի կապումներին `սխեմայի համաձայն, միացրեք AWG 24 լարով:

Կրկին կապեր հաստատեք տախտակի և arduino- ի միջև ՝ սխեմայի համաձայն և օգտագործելով նույն տեսակի մետաղալարեր:

NOTԱՆՈԹՈԹՅՈՆ. GPS- ը էլեկտրաստատիկ զգայուն սարք է, զգույշ եղեք եռակցման ժամանակ և միացումներ կատարելիս երբեք հոսանք չանցնի որևէ լարով:

GPS մոդուլները կապում են arduino- ի համապատասխան կապում, օգտագործելով մոտ 3-4 սմ երկարություն (1-1.5in) մետաղալարեր, ինչը GPS մոդուլին տալիս է բավականաչափ թուլություն `կողքի քարտի մյուս կողմը ծալվելու համար:

Ստուգեք և կրկնակի ստուգեք բոլոր կապերի շարունակականությունը `համոզվելու համար, որ ամեն ինչ ճիշտ է լարված:

Օգտագործելով տաք սոսինձ ՝ տեղադրեք SD քարտի մոդուլը, The Arduino Pro Mini- ն և ստվարաթղթի մի կողմում հարմարեցված շերտի տախտակը, մյուս կողմից ՝ GPS մոդուլը և ալեհավաքը:

Բոլոր կտորները ճիշտ միացնելուց և ստվարաթղթին ամրացնելուց հետո ժամանակն է անցնել ծածկագրին:

Քայլ 5: Կոդ

Սա այն ծածկագիրն է, որն աշխատում է վերջնական սարքի վրա: Մինչ այս կոդն աշխատում է GPS մոդուլի LED- ն կսկսի թարթել, քանի դեռ gps- ը շտկել է ավելի քան 3 արբանյակ: Արդուինոյի տախտակի վրա լուսադիոդը կթարթվի arduino- ն սկսելուն պես ՝ ցույց տալու համար, որ CSV ֆայլը հաջողությամբ ստեղծվել է, այնուհետև ժամանակին կթարթվի GPS LED- ով, երբ այն հաջողությամբ գրվի միկրո SD քարտին: Եթե միկրո SD քարտի LED- ի մնացորդները չեն կարող նախաստորագրվել, և, ամենայն հավանականությամբ, խնդիր կա ձեր լարերի կամ միկրո SD քարտի հետ:

Այս ծածկագիրը կստեղծի նոր CSV ֆայլ ամեն անգամ, երբ ծրագիրը գործարկվի, դրանք կստանան «flightxx» պիտակ, որտեղ xx- ը 00 -ից 99 -ի թիվ է, որը ավելանում է ամեն անգամ, երբ ծրագիրը գործարկվում է:

Աղյուսակում ընթացիկ ժամային դաշտը ճիշտ դարձնելու համար հարկավոր է UTC (Համակարգված համընդհանուր ժամանակ) փոխակերպել ձեզ համար ճիշտ ժամային գոտու: Ինձ համար արժեքը UTC +2.0 է, քանի որ դա այն ժամային գոտին է, որտեղ ես գտնվում եմ, բայց դա կարող է փոխվել կոդի մեջ ՝ փոխելով «ժամային գոտի» բոցը:

Քայլ 6: Փորձարկում, փորձարկում, փորձարկում

Մինչ այժմ դուք պետք է ունենաք աշխատանքային համակարգ, ժամանակն է այն փորձարկել, համոզվեք, որ ամեն ինչ գործում է, ինչպես և սպասվում էր:

Երբ ամեն ինչ աշխատում է, և դուք ստանում եք ելք աղյուսակի վրա, որը ճիշտ է թվում, ժամանակն է որևէ լավ ճշգրտում կատարելու: Օրինակ, ես սկզբում սարքը տեղադրել էի իմ ինքնաթիռի ներքևում ՝ մալուխային կապերով, բայց որոշ հետազոտություններից հետո պարզեցի, որ դա նվազեցնում է GPS արբանյակների քանակը, որոնք կարող էին տեսնել ցանկացած ժամանակ մոտ 40%-ով:

Ստուգեք ձեր համակարգը, համոզվեք, որ ամեն ինչ աշխատում է և անհրաժեշտության դեպքում մաքրեք այն:

Քայլ 7: Հարստացրեք ձեր տվյալները

Այժմ, երբ դուք ունեք հուսալի համակարգ, ժամանակն է պարզել, թե ինչպես ցուցադրել այդ տվյալները ավելի ընթեռնելի ձևով: Աղյուսակը լավ է, եթե ցանկանում եք ճշգրիտ արագություն ցանկացած ժամանակ, կամ ցանկանում եք ճշգրիտ ստուգել, թե ինչպես է վարվել ձեր մեքենան որոշակի գործողություն կատարելիս, բայց ինչ անել, եթե ցանկանում եք ամբողջ թռիչքը գծել քարտեզի վրա կամ տեսնել տվյալների յուրաքանչյուր կետ ավելի ընթեռնելի ձևով այստեղ է, որ տվյալների հարստացումը օգտակար է

Մեր տվյալները ավելի ընթեռնելի տեսնելու համար, որոնք մենք պատրաստվում ենք օգտագործել google earth pro- ով, կարող եք սեղմել այստեղ ՝ այն ներբեռնելու համար:

Այժմ դուք պետք է CSV ֆայլը փոխարկեք GPX ֆայլի, որը ավելի հեշտությամբ կարելի է կարդալ google earth- ի միջոցով ՝ GPS visualizer- ի միջոցով: Ընտրեք ելքային GPX, վերբեռնեք ձեր CSV ֆայլը և ներբեռնեք փոխարկված ֆայլը: Այնուհետև բացեք GPX ֆայլը google earth- ում և այն պետք է ինքնաբերաբար ներմուծի և տեղադրի բոլոր տվյալները գեղեցիկ թռիչքի ճանապարհի մեջ: Սա նաև պարունակում է լրացուցիչ տեղեկություններ, ինչպես վերնագիրն է ժամանակի ցանկացած պահի:

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Ես հեռացրել եմ լուսանկարների երկար, երկար տվյալները, քանի որ չեմ ցանկանում բացահայտել իմ ճշգրիտ վայրը:

Քայլ 8. Եզրակացություն և հնարավոր բարելավումներ

Այսպիսով, ես շատ գոհ եմ, թե ինչպես ստացվեց այս նախագիծը: Ինձ հաճույք է պատճառում իմ բոլոր թռիչքների տվյալները: սակայն կան մի քանի բաներ, որոնց վրա ուզում եմ աշխատել:

Ակնհայտ է, որ ես ուզում եմ կարողանալ կարդալ կառավարման մակերեսների ճշգրիտ դիրքը: Ես դրա համար ունեմ սարքավորումների մեծ մասը, բայց ես պետք է հնարավորություն տամ դրա օգտագործումը կոդի մեջ: Դեռևս կան որոշ տեխնիկական մարտահրավերներ, որոնք պետք է հաղթահարել:

Նաև կցանկանայի ավելացնել բարոմետր բարձրության ավելի ճշգրիտ տվյալների համար, քանի որ ներկայումս gps- ի բարձրության տվյալները շատ ավելին չեն թվում, քան կիրթ գուշակություն:

Կարծում եմ, որ երեք առանցքի արագացուցիչի ավելացումը հիանալի կլիներ, որպեսզի ես հստակ տեսնեի, թե ինքնաթիռը որքան g- ուժի է դիմանում ցանկացած պահի:

Միգուցե ինչ -որ տեսակի պարիսպ ստեղծեք: Ներկայումս բաց բաղադրիչներով և լարերով այն շատ էլեգանտ կամ ամուր չէ:

Խնդրում եմ ինձ տեղյակ պահեք, եթե դիզայնի որևէ բարելավում կամ փոփոխություն կատարեք, ես կցանկանայի տեսնել դրանք: