RC snimač podataka o letu/crna kutija: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

U ovom uputstvu ću izgraditi arduino zapisnik o borbama za RC vozila, posebno RC avione. Za snimanje podataka koristit ću UBlox Neo 6m GPS modul spojen na arduino pro mini i štitnik SD kartice. Ovaj projekt će između ostalog zabilježiti zemljopisnu širinu, dužinu, brzinu, nadmorsku visinu i napon baterije. Ovi će se podaci obogatiti za bolje iskustvo gledanja pomoću programa Google Earth Pro.

Korak 1: Alati i dijelovi

Delovi

• Ublox NEO 6m GPS modul: ebay/amazon
• Modul mikro SD kartice: ebay/amazon
• Mikro SD kartica (velika brzina ili kapacitet nisu potrebni): amazon
• Arduino pro mini: ebay/amazon
• FTDI programator i odgovarajući kabel: ebay/amazon
• Perfboard: ebay/amazon
• Priključna žica: ebay/amazon
• Igle zaglavlja: ebay/amazon
• Ispravljačka dioda: ebay/amazon
• 2x 1K ohmski otpornik: ebay/amazon
• Karton od 1500 mikrona

Alati

• Lemilica i lemljenje
• Pištolj za vruće ljepilo
• Laptop ili računar
• Multimetar (nije strogo neophodan, ali je izuzetno koristan)
• Ruke za pomoć (opet nije potrebno, ali od pomoći)
• Zanatski nož

Opcionalno

• Stavke korištene za izradu prototipa nisu potrebne, ali su od velike pomoći
• Breadboard
• Arduino Uno
• Džemper žice

Korak 2: Teorija i shema

Mozak uređaja je Arduino pro mini, napaja se iz RC vozila (u mom slučaju iz aviona) porta za ravnotežu Li-Po baterije. Ovo sam postavio za 2s bateriju, ali se to lako može promijeniti kako bi se prilagodilo drugim veličinama baterija.

Ovaj dio nije dovršen. Ažurirat ću ovo uputstvo kada čitanje kontrolne površine bude završeno

Servo1 će biti moj elevon motor aviona, dok će servo 2 biti moj servo izlaz kontrolera leta

GPS modul prima podatke sa GPS satelita u obliku NMEA nizova. Ovi nizovi sadrže podatke o lokaciji, ali i tačno vrijeme, brzinu, smjer, nadmorsku visinu i mnogo drugih korisnih podataka. Nakon što je niz primljen, informacije koje su korisne za ovaj projekt ekstrahiraju se pomoću biblioteke kodova TinyGPS.

Ovi podaci zajedno s naponom baterije i položajem elevona bit će zapisani na SD karticu brzinom od 1Hz. Ovi podaci su zapisani u CSV (vrijednost razdvojena zarezima) formatu i bit će protumačeni pomoću Google mapa za iscrtavanje putanje leta.

Korak 3: Prototipiranje

NAPOMENA: Veze GPS modula nisu prikazane gore. GPS je ožičen na sljedeći način:

GND na Arduino tlo

VCC na Arduino 5V

RX na Arduino digitalni pin 3

TX na Arduino digitalni pin 2

Da biste provjerili funkcioniraju li sve komponente ispravno, najbolje je započeti postavljanjem svega na ploču jer ne želite saznati tek nakon što je sve sastavljeno da imate neispravan dio. Dodatna biblioteka koda koja će biti potrebna je biblioteka TinyGPS, vezu možete pronaći ispod.

sitni GPS

Donji kôd ispitivača napona samo testira krug za mjerenje napona. Vrijednost prilagodbe je potrebno promijeniti kako bi arduino očitao ispravan napon.

Kod datoteka se koristi za testiranje modula SD kartice i mikro SD kartice kako bi se provjerilo da li čitaju i pišu ispravno.

Koristi se kôd gpsTest koji se koristi za provjeru da li gps prima ispravne podatke i da je ispravno konfiguriran. Ovaj kôd će ispisati vašu zemljopisnu širinu, dužinu i druge podatke uživo.

Ako svi ovi dijelovi rade zajedno, možete prijeći na sljedeći korak.

Korak 4: Lemljenje i ožičenje

Prije bilo kakvog lemljenja ili ožičenja položite sve svoje komponente na komad kartona i izrežite ih prema vanjskim dimenzijama komponenti. Ovo će biti vaša montažna ploča za sve vaše komade.

Napravite ploču tako što ćete izrezati ploču na najmanju moguću veličinu jer su težina i veličina prioriteti. Lemite iglice zaglavlja na mjesto uz rub izrezane ploče, tu će se spojiti priključak za ravnotežu baterije, au budućnosti će se spojiti servo upravljačke površine i kontroler leta. Lemite 2 1k Ohm otpornika i ispravljačku diodu na mjesto prema shemi kola.

Lemite modul mikro SD kartice na pinove arduina prema dijagramu kola i povežite ih pomoću žice AWG 24.

Ponovo uspostavite veze između perfboarda i arduina prema shemi kola i koristeći više iste vrste žice.

NAPOMENA: GPS je uređaj osjetljiv na elektrostatička stanja. Budite oprezni pri lemljenju i nikada nemojte prolaziti strujom kroz bilo koju žicu prilikom povezivanja

Lemite igle GPS modula na odgovarajuće pinove na arduinu koristeći žice dužine oko 3-4 cm (1-1,5 inča), što daje GPS modulu dovoljno opuštenosti da se preklopi na drugu stranu pozadinske kartice.

Provjerite i dvaput provjerite kontinuitet svih veza kako biste bili sigurni da je sve ispravno ožičeno.

Pomoću vrućeg ljepila montirajte modul SD kartice, Arduino Pro Mini i prilagođenu ploču s jedne strane kartona, a GPS modul i antenu s druge strane.

Kada sve komade pravilno ožičite i montirate na karton, vrijeme je da prijeđete na kôd.

Korak 5: Kôd

Ovo je kod koji se izvodi na posljednjem uređaju. Dok je ovaj kôd u toku, LED dioda na GPS modulu će početi bljeskati čim GPS ima ispravku s više od 3 satelita. LED dioda na arduino ploči će zatreperiti čim se arduino pokrene kako bi pokazao da je CSV datoteka uspješno kreirana, a zatim će treptati na vrijeme sa LED LED -om kada se uspješno upiše na mikro SD karticu. Ako LED dioda na mikro SD kartici ne može biti inicijalizirana i najvjerojatnije postoji problem s vašim ožičenjem ili mikro SD karticom.

Ovaj kôd će stvoriti novu CSV datoteku svaki put kada se program pokrene bit će označen kao "flightxx" gdje je xx broj između 00 i 99 koji se povećava svaki put kada se program pokrene.

Da bi trenutno vremensko polje u proračunskoj tablici bilo točno, morate pretvoriti UTC (Univerzalno koordinirano vrijeme) u ispravnu vremensku zonu za vas. Za mene je vrijednost UTC +2.0 jer je to vremenska zona u kojoj se nalazim, ali to se može promijeniti u kodu promjenom plutanja "vremenske zone".

Korak 6: Testiranje, testiranje, testiranje

Do sada biste trebali imati radni sistem, vrijeme je da ga isprobate, provjerite radi li sve kako se očekuje.

Kada sve funkcionira i dobijete izlaz na proračunskoj tablici, čini se da je pravo vrijeme da izvršite bilo kakva fina prilagođavanja. Na primjer, prvobitno sam uređaj montirao na dno aviona s kabelskim vezicama, ali nakon nekog istraživanja shvatio sam da je to smanjilo količinu GPS satelita koje su mogli vidjeti u bilo kojem trenutku za oko 40%.

Testirajte svoj sistem i provjerite radi li sve te ga po potrebi doradite.

Korak 7: Obogaćivanje vaših podataka

Sada kada imate pouzdan sistem, vrijeme je da shvatite kako te podatke prikazati na čitljiviji način. Tablica je u redu ako želite točnu brzinu u bilo kojem trenutku ili ako želite provjeriti kako se vaše vozilo ponašalo prilikom izvođenja određene radnje, ali što ako želite iscrtati cijeli let na karti ili vidjeti svaku podatkovnu točku na čitljiviji način, obogaćivanje podataka je od pomoći

Za pregled naših podataka na čitljiviji način koristit ćemo google earth pro, kliknite ovdje da biste ih preuzeli i preuzeli.

Sada morate pretvoriti CSV datoteku u GPX datoteku koju Google Earth može lakše pročitati pomoću GPS vizualizatora. Odaberite izlazni GPX, učitajte svoju CSV datoteku i preuzmite konvertiranu datoteku. Zatim otvorite GPX datoteku u google Earthu i ona bi trebala automatski uvesti i iscrtati sve podatke u lijepu putanju leta. Ovo također sadrži dodatne informacije poput naslova u bilo kojem trenutku.

NAPOMENA: Uklonio sam lat, dugačke podatke sa fotografija jer ne želim otkriti svoju tačnu lokaciju

Korak 8: Zaključak i moguća poboljšanja

Tako da sam jako zadovoljan kako je ovaj projekat ispao. Uživam u podacima sa svih svojih letova. međutim, postoji nekoliko stvari na kojima želim poraditi.

Najočiglednije želim da mogu pročitati tačan položaj upravljačkih površina. Za to imam većinu hardvera, ali moram omogućiti njegovu upotrebu u kodu. Još uvijek postoje neki tehnički izazovi koje treba prevladati.

Također bih želio dodati barometar za preciznije podatke o nadmorskoj visini, jer se trenutno podaci o visini GPS -a ne čine mnogo više od obrazovane pretpostavke.

Mislim da bi dodavanje troosnog akcelerometra bilo super kako bih mogao vidjeti koliko g-sile avion izdrži u bilo kojem trenutku.

Možda napraviti neku vrstu kućišta. Trenutno s izloženim komponentama i ožičenjem nije baš elegantno niti robusno.

Javite mi ako dođete do bilo kakvih poboljšanja ili izmjena u dizajnu, volio bih ih vidjeti.