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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

U ovoj instrukciji ću izgraditi arduino snimač podataka 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. Ti će se podaci obogatiti za bolje iskustvo gledanja pomoću programa Google Earth Pro.

Korak 1: Alati i dijelovi

Dijelovi

• 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 programer 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 računalo
• Multimetar (nije nužno potreban, ali nevjerojatno 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
• Oglasna ploča
• Arduino Uno
• Žice za kratkospojnike

Korak 2: Teorija i shema

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

Ovaj dio nije dovršen. Ažurirat ću ovo uputstvo kad čitanje kontrolne površine bude dovršeno

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 točno vrijeme, brzinu, smjer, nadmorsku visinu i puno drugih korisnih podataka. Nakon što je niz primljen, informacije koje su korisne za ovaj projekt ekstrahiraju se pomoću knjižnice kodova TinyGPS.

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

Korak 3: Izrada prototipa

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

GND do tla Arduino

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 knjižnica TinyGPS, vezu možete pronaći ispod.

sitni gps

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

Kôd Datoteke koristi se za testiranje modula SD kartice i mikro SD kartice kako bi bili sigurni da čitaju i pišu ispravno.

Koristi se kôd gpsTest koji se koristi kako bi se osiguralo da gps prima točne podatke i da je ispravno konfiguriran. Ovaj kôd će ispisati vašu zemljopisnu širinu, dužinu i druge podatke uživo.

Ako svi ovi dijelovi ispravno 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 da izrežete ploču na najmanju moguću veličinu jer su težina i veličina prioriteti. Lemite zatiče 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 mjestu prema shemi kola.

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

Ponovno uspostavite veze između perfboard -a i arduina prema dijagramu kruga i koristeći više iste vrste žice.

NAPOMENA: GPS je uređaj osjetljiv na statički elektricitet. Budite oprezni pri lemljenju i nikada nemojte provoditi struju kroz bilo koju žicu prilikom povezivanja

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

Provjerite i dvaput provjerite kontinuitet svih spojeva 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.

Nakon što ste sve dijelove pravilno ožičili i montirali na karton, vrijeme je da prijeđete na kôd.

Korak 5: Kôd

Ovo je kod koji se izvodi na posljednjem uređaju. Dok je ovaj kôd aktivan LED na GPS modulu će početi bljeskati čim gps ima popravak s više od 3 satelita. LED dioda na arduino ploči će zatreperiti čim se arduino pokrene kako bi pokazao da je CSV datoteka uspješno stvorena, 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 sustav, vrijeme je da ga isprobate, provjerite radi li sve kako se očekuje.

Kad sve funkcionira i dobijete ispis na proračunskoj tablici, čini se da je pravo vrijeme da izvršite bilo kakve fine prilagodbe. Na primjer, izvorno sam imao uređaj montiran na dno zrakoplova s kabelskim vezicama, ali nakon nekog istraživanja shvatio sam da je to smanjilo količinu GPS satelita koji se u bilo kojem trenutku mogu vidjeti za oko 40%.

Testirajte svoj sustav, provjerite radi li sve i po potrebi ga doradite.

Korak 7: Obogaćivanje vaših podataka

Sada kada imate pouzdan sustav, vrijeme je da shvatite kako te podatke prikazati na čitljiviji način. Proračunska 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 tu je obogaćivanje podataka 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: S fotografija sam uklonio dugačke podatke, jer ne želim otkriti svoju točnu lokaciju

Korak 8: Zaključak i moguća poboljšanja

Tako da sam jako zadovoljan kako je ovaj projekt ispao. Uživam imati podatke sa svih svojih letova. međutim postoji nekoliko stvari na kojima želim poraditi.

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

Također bih želio dodati barometar za točnije podatke o nadmorskoj visini jer se trenutačno podaci o visini GPS -a ne čine mnogo više od poučne pretpostavke.

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

Možda stvoriti 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.