RC letový záznamník dat/černá skříňka: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

V tomto pokynu budu stavět arduino záznamník bojových dat pro RC vozidla, konkrétně RC letadla. K záznamu dat budu používat GPS modul UBlox Neo 6m připojený k arduino pro mini a štítu karty SD. Tento projekt bude mimo jiné zaznamenávat zeměpisné šířky, délky, rychlosti, nadmořské výšky a napětí baterie. Tato data budou obohacena o lepší zážitek ze sledování pomocí aplikace Google Earth Pro.

Krok 1: Nástroje a součásti

Díly

• GPS modul Ublox NEO 6m: ebay/amazon
• Modul karty Micro SD: ebay/amazon
• Micro SD karta (vysoká rychlost nebo kapacita není nutná): amazon
• Arduino pro mini: ebay/amazon
• Programátor FTDI a odpovídající kabel: ebay/amazon
• Perfboard: ebay/amazon
• Propojovací kabel: ebay/amazon
• Piny záhlaví: ebay/amazon
• Usměrňovací dioda: ebay/amazon
• Rezistor 2x 1K ohm: ebay/amazon
• 1 500 mikronů lepenky

Nástroje

• Páječka a pájka
• Horká lepicí pistole
• Notebook nebo počítač
• Multimetr (není nezbytně nutný, ale neuvěřitelně užitečný)
• Pomocné ruce (opět ne nutné, ale užitečné)
• Řemeslný nůž

Volitelný

• Položky použité k prototypování nejsou nutné, ale velmi užitečné
• Prkénko
• Arduino Uno
• Propojovací dráty

Krok 2: Teorie a schéma

Mozkem zařízení je Arduino pro mini, je napájeno z RC auta (v mém případě letadla) Li-Po port pro vyvážení baterie. Mám toto nastavení pro 2s baterii, ale to lze snadno změnit tak, aby vyhovovalo jiným velikostem baterie.

Toto není kus. Tento návod aktualizuji, až bude čtení kontrolního povrchu dokončeno

Servo1 bude mým letounem ve výškovém motoru, zatímco servo 2 bude servo výstupem mého letového ovladače

Modul GPS přijímá data ze satelitů GPS ve formě řetězců NMEA. Tyto řetězce obsahují informace o poloze, ale také přesný čas, rychlost, směr, nadmořskou výšku a spoustu dalších užitečných údajů. Jakmile byl přijat řetězec, informace, které jsou užitečné pro tento projekt, se extrahují pomocí knihovny kódů TinyGPS.

Tato data spolu s napětím baterie a pozicí eleon budou zapsána na kartu SD rychlostí 1 Hz. Tato data jsou zapsána ve formátu CSV (hodnota oddělená čárkami) a budou interpretována pomocí map Google pro vykreslení dráhy letu.

Krok 3: Prototypování

POZNÁMKA: Připojení modulu GPS není uvedeno výše. GPS je zapojeno následovně:

GND na Arduino zem

VCC na Arduino 5V

Digitální pin RX na Arduino 3

Digitální pin TX na Arduino 2

Chcete -li otestovat, zda všechny součásti fungují správně, je nejlepší začít tím, že vše položíte na prkénko, protože nechcete zjistit, až když je vše dohromady, že máte vadný díl. Další potřebnou knihovnou kódů je knihovna TinyGPS, kterou najdete níže.

malé GPS

Níže uvedený kód testeru napětí pouze testuje obvod pro měření napětí. Je třeba změnit hodnotu nastavení, aby arduino přečetlo správné napětí.

Kód Files se používá k testování modulu karty SD a karty micro SD, aby se ujistil, že oba čtou a zapisují správně.

Použitý kód gpsTest slouží k zajištění toho, že gps přijímá správná data a je správně nakonfigurován. Tento kód vygeneruje vaši zeměpisnou šířku, délku a další aktuální data.

Pokud všechny tyto části fungují správně, můžete přejít k dalšímu kroku.

Krok 4: Pájení a zapojení

Před provedením pájení nebo kabeláže rozložte všechny své součásti na kus lepenky a ořízněte je na vnější rozměry součástí. Toto bude vaše montážní deska pro všechny vaše figurky.

Vytvořte desku plošných spojů rozřezáním desky na nejmenší možnou velikost, protože prioritou je hmotnost a velikost. Pájejte kolíky záhlaví na místě podél hrany řezané desky, zde se připojí port pro vyvážení baterie a v budoucnu servopohon a ovládací letový ovladač. Podle schématu zapojení připájejte 2 odpory 1k Ohm a diodu usměrňovače.

Podle schématu zapojení připájejte modul karty micro SD k pinům arduina a proveďte připojení pomocí kabelu AWG 24.

Znovu proveďte spojení mezi perfboard a arduino podle schématu zapojení a pomocí více vodičů stejného typu.

POZNÁMKA: GPS je zařízení citlivé na elektrostatický náboj, při pájení buďte opatrní a při připojování nikdy neprocházejte žádným vodičem žádný proud

Připájejte kolíky modulů GPS k odpovídajícím kolíkům na arduinu pomocí drátů o délce asi 3 až 4 cm (1 až 1,5 palce), což modulu GPS poskytne dostatečnou vůli k přeložení na druhou stranu záložní karty.

Zkontrolujte a znovu zkontrolujte spojitost všech připojení, abyste se ujistili, že je vše správně zapojeno.

Pomocí horkého lepidla namontujte modul karty SD, Arduino Pro Mini a vlastní perfboard na jedné straně kartonu a modul GPS a anténu na straně druhé.

Jakmile budete mít všechny díly správně zapojené a připevněné ke kartonu, je čas přejít ke kódu.

Krok 5: Kód

Toto je kód, který běží na konečném zařízení. Zatímco tento kód běží, LED na modulu GPS začne blikat, jakmile má GPS opravu s více než 3 satelity. LED dioda na desce arduino jednou blikne, jakmile se spustí arduino, což ukazuje, že soubor CSV byl úspěšně vytvořen, a poté bude blikat včas pomocí LED diody GPS, když je úspěšně zapsán na kartu micro SD. Pokud LED diody na kartě micro SD nelze inicializovat a s největší pravděpodobností je problém s kabeláží nebo kartou micro SD.

Tento kód vytvoří nový soubor CSV při každém spuštění programu a bude označen „flightxx“, kde xx je číslo mezi 00 a 99, které se zvyšuje při každém spuštění programu.

Aby bylo aktuální časové pole v tabulce správné, musíte převést UTC (Coordinated Universal Time) na správné časové pásmo pro vás. Pro mě je hodnota UTC +2,0, protože to je časové pásmo, ve kterém se nacházím, ale to lze v kódu změnit změnou plováku „časového pásma“.

Krok 6: Testování, testování, testování

Nyní byste měli mít fungující systém, je načase jej vyzkoušet a ujistit se, že vše funguje podle očekávání.

Jakmile vše funguje a získáte výstup do tabulky, který se zdá být správný, proveďte jemné úpravy. Například jsem původně nechal zařízení připevnit na spodní část mého letadla stahovacími páskami, ale po nějakém zkoumání jsem přišel na to, že to bylo snížení množství satelitů GPS, které mohly vidět najednou, asi o 40%.

Otestujte svůj systém, ujistěte se, že vše funguje, a v případě potřeby jej upřesněte.

Krok 7: Obohacení vašich dat

Nyní, když máte spolehlivý systém, je načase zjistit, jak tato data zobrazit čitelnějším způsobem. Tabulkový procesor je v pořádku, pokud chcete kdykoli zjistit přesnou rychlost nebo chcete přesně zjistit, jak se vaše vozidlo chovalo při určité akci, ale co když chcete vykreslit celý let na mapu nebo zobrazit každý datový bod čitelnějším způsobem je to místo, kde je obohacení dat užitečné

Chcete -li naše data zobrazit čitelnějším způsobem, budeme používat Google Earth Pro, kliknutím sem jej můžete stáhnout a stáhnout.

Nyní musíte převést soubor CSV na soubor GPX, který lze snáze přečíst pomocí aplikace Google Earth pomocí vizualizátoru GPS. Vyberte výstupní GPX, nahrajte soubor CSV a stáhněte převedený soubor. Poté otevřete soubor GPX v Google Earth a měl by se automaticky importovat a vykreslit všechna data do pěkné dráhy letu. To také obsahuje další informace, jako je nadpis v libovolném časovém okamžiku.

POZNÁMKA: Z fotografií jsem odstranil lat, dlouhá data, protože nechci zveřejnit svou přesnou polohu

Krok 8: Závěr a možná vylepšení

Celkově jsem tedy velmi spokojený s tím, jak tento projekt dopadl. Baví mě mít data ze všech svých letů. existuje však několik věcí, na kterých chci zapracovat.

Nejvíce evidentně chci být schopen přečíst přesnou polohu ovládacích ploch. Mám k tomu většinu hardwaru, ale musím povolit jeho použití v kódu. Stále existuje několik technických výzev, které je třeba překonat.

Chtěl bych také přidat barometr pro přesnější údaje o nadmořské výšce, protože v současné době údaje o nadmořské výšce GPS nevypadají mnohem víc než vzdělaný odhad.

Myslím, že přidání tříosého akcelerometru by bylo skvělé, abych mohl přesně vidět, jakou sílu g letadlo kdykoli vydrží.

Možná vytvořit nějaký kryt. V současné době s odhalenými součástmi a zapojením není příliš elegantní ani robustní.

Dejte mi prosím vědět, pokud přijdete s nějakými vylepšeními nebo úpravami designu, rád je uvidím.