Snemalnik podatkov o letenju RC/črna škatla: 8 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:09

V tem navodilu bom izdelal zapisovalnik podatkov o bojih na arduino za vozila RC, zlasti letala RC. Za snemanje podatkov bom uporabil modul GPS UBlox Neo 6m, povezan z arduino pro mini, in ščit za kartico SD. Ta projekt bo med drugim zabeležil zemljepisno širino, dolžino, hitrost, nadmorsko višino in napetost akumulatorja. Ti podatki bodo obogateni za boljšo izkušnjo gledanja z uporabo programa Google Zemlja Pro.

Korak: Orodja in deli

Deli

• Ublox NEO 6m GPS modul: ebay/amazon
• Modul kartice micro SD: ebay/amazon
• Kartica Micro SD (visoka hitrost ali zmogljivost nista potrebni): amazon
• Arduino pro mini: ebay/amazon
• Programer FTDI in ustrezen kabel: ebay/amazon
• Perfboard: ebay/amazon
• Priključna žica: ebay/amazon
• Zatiči glave: ebay/amazon
• Usmerjevalna dioda: ebay/amazon
• 2x 1K ohmski upor: ebay/amazon
• 1500 mikronov karton

Orodja

• Spajkalnik in spajkanje
• Pištola za vroče lepilo
• Prenosni računalnik ali računalnik
• Multimeter (ni nujno potreben, a neverjetno koristen)
• Roke za pomoč (spet ni nujno, a koristno)
• Obrtni nož

Neobvezno

• Predmeti, uporabljeni za izdelavo prototipov, niso nujni, vendar so zelo koristni
• Ogledna plošča
• Arduino Uno
• Mostične žice

2. korak: teorija in shema

Možgani naprave so Arduino pro mini, napaja se iz vozil RC (v mojem primeru iz letala) Li-Po baterija. To baterijo imam nastavljeno za baterijo 2s, vendar jo je mogoče enostavno spremeniti tako, da ustreza drugim velikosti baterij.

Ta del ni popoln. Ta navodila bom posodobil, ko bo odčitavanje nadzorne površine končano

Servo1 bo moj letalski elevon motor, servo 2 pa bo moj servo izhod krmilnika leta

Modul GPS sprejema podatke s satelitov GPS v obliki nizov NMEA. Ti nizi vsebujejo podatke o lokaciji, vendar tudi točen čas, hitrost, smer, nadmorsko višino in veliko drugih uporabnih podatkov. Ko je niz prejet, se informacije, ki so koristne za ta projekt, ekstrahirajo s knjižnico kod TinyGPS.

Ti podatki skupaj z napetostjo baterije in elevonskim položajem bodo zapisani na kartico SD s hitrostjo 1Hz. Ti podatki so zapisani v formatu CSV (z vejicami ločenimi vrednostmi) in bodo interpretirani z uporabo Googlovih zemljevidov za načrtovanje poti leta.

3. korak: izdelava prototipov

OPOMBA: Povezave modula GPS niso prikazane zgoraj. GPS je povezan tako:

GND do tal Arduino

VCC na Arduino 5V

RX na Arduino digitalni pin 3

TX na Arduino digitalni pin 2

Če želite preveriti, ali vse komponente delujejo pravilno, je najbolje, da začnete tako, da vse položite na mizo, saj ne želite ugotoviti, da imate okvarjen del šele potem, ko je vse sestavljeno. Dodatna knjižnica kod, ki bo potrebna, je knjižnica TinyGPS, povezavo najdete spodaj.

drobni gps

Spodnja koda merilnika napetosti samo preskuša merilno vezje napetosti. Vrednost nastavitve je treba spremeniti, da bo arduino prebral pravilno napetost.

Koda Datoteke se uporablja za testiranje modula kartice SD in kartice micro SD, da se prepričata, da oba pravilno bereta in pišeta.

Koda gpsTest se uporablja za preverjanje, ali gps prejema pravilne podatke in je pravilno konfiguriran. Ta koda bo prikazala vaše zemljepisne širine, dolžine in druge podatke v živo.

Če vsi ti deli delujejo pravilno, lahko preidete na naslednji korak.

4. korak: Spajkanje in ožičenje

Pred spajkanjem ali ožičenjem položite vse svoje sestavne dele na kos kartona in jih razrežite na zunanje dimenzije komponent. To bo vaša montažna plošča za vse vaše kose.

Naredite vezje tako, da ploščo razrežete na najmanjšo možno velikost, saj sta teža in velikost prednostni nalogi. Spajite zatiče glave na robu rezane plošče, tu se bodo priključila vrata za uravnoteženje baterije, v prihodnosti pa se bosta povezovala servo krmilne površine in krmilnik leta. Spajamo 2 1k ohmska upora in usmerniško diodo v skladu s shemo vezja.

Spajkajte modul kartice micro SD na zatiče arduina v skladu s shemo vezja in povežite z žico AWG 24.

Ponovno vzpostavite povezave med perfboardom in arduinom v skladu s shemo vezja in z uporabo več iste vrste žice.

OPOMBA: GPS je naprava, občutljiva na elektrostatiko, pri spajkanju bodite previdni in med povezovanjem nikoli ne sme teči tok skozi katero koli žico

Spajajte zatiče modulov GPS na ustrezne zatiče na arduinu z dolžino približno 3-4 cm (1-1,5 palca) žice, kar daje modulu GPS dovolj prostora, da se lahko zloži na drugo stran podporne kartice.

Preverite in dvakrat preverite neprekinjenost vseh povezav, da se prepričate, da je vse pravilno ožičeno.

Z vročim lepilom pritrdite modul kartice SD, Arduino Pro Mini in ploščo po meri na eni strani kartona, modul GPS in anteno na drugi.

Ko imate ves kos pravilno ožičen in pritrjen na karton, je čas, da nadaljujete s kodo.

5. korak: Koda

To je koda, ki deluje na končni napravi. Med delovanjem te kode bo LED na modulu GPS začela utripati takoj, ko bo GPS popravljen z več kot 3 sateliti. LED na arduino plošči bo enkrat utripal, takoj ko se arduino zažene, da pokaže, da je bila datoteka CSV uspešno ustvarjena, nato pa bo utripala pravočasno z LED LED, ko bo uspešno zapisana na kartico micro SD. Če LED diode na kartici micro SD ni mogoče inicializirati in je najverjetneje težava z ožičenjem ali kartico micro SD.

Ta koda bo vsakič, ko se program zažene, ustvarila novo datoteko CSV, označena bo z "flightxx", kjer je xx število med 00 in 99, ki se poveča vsakič, ko se program zažene.

Če želite, da je trenutno časovno polje v preglednici pravilno, morate pretvoriti UTC (usklajen univerzalni čas) v pravi časovni pas za vas. Zame je vrednost UTC +2,0, saj je to časovni pas, v katerem se nahajam, vendar ga lahko v kodi spremenimo s spreminjanjem "časovnega pasu".

6. korak: Testiranje, testiranje, testiranje

Doslej bi morali imeti delujoč sistem, čas je, da ga preizkusite in se prepričate, da vse deluje po pričakovanjih.

Ko vse deluje in dobite izpis v preglednici, se zdi pravi čas, da naredite vse potrebne prilagoditve. Na primer, prvotno sem dal napravo pritrditi na dno letala s kabelskimi vezmi, vendar sem po nekaj preiskavah ugotovil, da je to zmanjšalo količino satelitov GPS, ki so jih lahko kadar koli videli, za približno 40%.

Preizkusite svoj sistem in se prepričajte, da vse deluje, ter ga po potrebi izboljšajte.

7. korak: Obogatite svoje podatke

Zdaj, ko imate zanesljiv sistem, je čas, da ugotovite, kako te podatke prikazati na bolj berljiv način. Preglednica je v redu, če želite kadar koli natančno hitrost ali če želite natančno preveriti, kako se je vaše vozilo obnašalo, ko ste izvedli določeno dejanje, kaj pa, če želite na zemljevid narisati celoten let ali si ogledati vsako podatkovno točko na bolj berljiv način je obogatitev podatkov v pomoč

Če si želite ogledati naše podatke na bolj berljiv način, ki jih bomo uporabljali google earth pro, lahko kliknete tukaj in jih prenesete.

Zdaj morate datoteko CSV pretvoriti v datoteko GPX, ki jo google earth lahko lažje prebere z uporabo vizualizatorja GPS. Izberite izhodni GPX, naložite datoteko CSV in naložite pretvorjeno datoteko. Nato odprite datoteko GPX v google Earthu in naj samodejno uvozi in zapiše vse podatke v lepo pot leta. To vsebuje tudi dodatne informacije, kot je naslov v vsakem trenutku.

OPOMBA: S fotografij sem odstranil dolge podatke, ker ne želim razkriti svoje natančne lokacije

8. korak: Zaključek in možne izboljšave

Zato sem zelo zadovoljen s tem, kako se je projekt izkazal. Uživam v podatkih z vseh letov. vseeno bi rad delal na nekaj stvareh.

Najbolj očitno želim, da lahko preberem natančen položaj krmilnih površin. Za to imam večino strojne opreme, vendar jo moram omogočiti v kodi. Še nekaj tehničnih izzivov je treba premagati.

Prav tako bi rad dodal barometer za natančnejše podatke o nadmorski višini, saj se trenutno podatki o nadmorski višini GPS ne zdijo nič drugega kot izobraženo ugibanje.

Mislim, da bi bilo dodajanje triosnega merilnika pospeška kul, da bi lahko natančno videl, koliko g-sile letalo vzdrži.

Morda bi morali ustvariti nekakšno ohišje. Trenutno z izpostavljenimi komponentami in ožičenjem ni zelo elegantno ali robustno.

Sporočite mi, če pridete do kakšnih izboljšav ali sprememb v oblikovanju, da bi jih rad videl.