Приветствую, коллеги.
Продолжаю свой цикл статей посвященных FPV полетам. На сей раз речь пойдет о моем видении наземного блока оборудования. Вот они:
Итак, речь пойдет о полетном чемодане с телевизором и еще много чем внутри этого самого чемодана. А так же немного коснусь темы ретранслятора РУ, про который уже раньше писал, но который с тех пор сильно мутировал =) Ну и совсем чуть-чуть про поворотно-наклонное устройство для антенного трекера.
Продолжаю свой цикл статей посвященных FPV полетам. На сей раз речь пойдет о моем видении наземного блока оборудования. Вот они:
Итак, речь пойдет о полетном чемодане с телевизором и еще много чем внутри этого самого чемодана. А так же немного коснусь темы ретранслятора РУ, про который уже раньше писал, но который с тех пор сильно мутировал =) Ну и совсем чуть-чуть про поворотно-наклонное устройство для антенного трекера.
Основные принципы, которые определили состав и компоновку моих устройств:
- минимум разъемных кабельных соединений, которые приходилось бы соединять и разъединять каждый раз при выходе в поле, и которые являются идеальными точками отказа;
- как следствие первого пункта - минимум необходимого времени на развертывание\свертывание оборудования;
- каждый модуль должен быть оснащен хотя бы элементарными средствами мониторинга основных параметров питания и чего-нибудь еще по необходимости;
- каждый модуль должен быть самодостаточным и не требовать серьезных переконфигураций для разных условий эксплуатации (что под этим имеется ввиду читайте ниже);
- максимально возможная защита от дурака как в компоновке, так и в логике работы каждого модуля;
Далее будет дано описание модулей, на выборе компонентов каждого конкретного модуля не настаиваю, что касается производителя, частотных диапазонов и т.п.
Задача статьи обрисовать концепцию компоновки наземного оборудования самую удобную на мой взгляд. То есть главное это не конкретные блоки, а их применение в составе системы. Опять же, прошу холиваров из серии "очки круче телека, а шлем круче очков" не устраивать. Мне лично больше нравится телевизор в качестве устройства отображения, хотя система позволяет одновременно использовать и телевизор, и очки, всего до 4 устройств отображения.
А так же подробно опишу функционал модуля на Arduino, т.к. это модуль, который паялся и программировался мной лично, а не был куплен в готовом виде как все остальные.
1. "Умный" чемодан.
"А ну как убери свой чемоданчик!"(С)
Вот еще! Самый интересный модуль.
Итак, что внутри:
- телевизор Mystery MTV-1611LW (1);
- дополнительный монитор (2);
- видео-приемник 1,3ГГц (насчет частотного диапазона не настаиваю, тут уже кому что нравится) (3);
- диверсити видеосигнала, видеосплиттер и антенный трекер в одном флаконе The EagleEyesTM FPV Station(4);
- видеорекордер встроенный в корпус вышеупомянутого The EagleEyesTM FPV Station;
- блок мониторинга и управления всем этим хозяйством на базе Arduino (подробно опишу в отдельной статье, если сообщество заинтересуется) (5);
- понижающе-повышающий DC-DC конвертер (6);
- два свинцово-кислотных аккумулятора по 7Ач каждый включенные параллельно (7);
- резервная батарея LiPo 1,5Ач (8);
- сервотестер (9);
- кулер он же вентилятор (10);
- Большая Красная Кнопка (11);
- красивый тумблер с крышкой (12);
- разъемы RCA для коммутации второго видео-приемника (13);
- клавиатура Ардуино (14);
- дисплей (15);
- ультразвуковой датчик (16);
Фото, кликабельные:
Выбор батарей в пользу свинцовых был сделан из тех соображений, что лично для меня вес не критичный показатель, а хранить свинцовые батареи можно и даже нужно полностью заряженными, в отличие от литий-полимерных, которым от этого плохо становится достаточно быстро. Ну и затраты, в рассчете стоимость Ач, явно в пользу свинцовых аккумуляторов.
Функционал обеспечиваемый Arduino и блоком управления и коммутации:
- мониторинг напряжения батери;
- мониторинг потребляемого тока;
- подсчет потребленного тока в мАч (сохраняется при отключении питания, при необходимости сбрасывается);
- звуковая и визуальная (на дисплее) сигнализация по критически малому напряжению батареи (порог настраивается);
- автоматическое переключение на резервную батарею при достижении порога минимума напряжения (порог настраивается), функция дублирована Большой Красной Кнопкой для переключения на резерв вручную (во-первых - перестраховка, во-вторых используется для проверки состояния резервной батареи);
- мониторинг температуры DC-DC, автоматическое включение\выключение принудительного охлаждения по необходимости;
- управление сервоприводом, перемещающим датчик присутствия в рабочее положение и убирающим его в положение для транспортировки при включении\выключении питания;
- мониторинг присутствия тушки пилота в непосредственной близости от чемодана по ультразвуковому датчику =)\
- управление сервоприводом, перемещающим датчик присутствия в рабочее положение и убирающим его в положение для транспортировки при включении\выключении питания;
- мониторинг состояния и управление питанием видео-рекордера;
<Об этом немного подробней.
Т.к. зачастую забывал включать запись видео, а писать все подряд постоянно - это не фен-шуй, реализовал схему с датчиком присутствия.
Три режима:
- автоматическое включение записи при непрерывном (время задержки настраивается) наличии пилота в пределах полуметра от передней части чемодана и ее выключение с задержкой при отсутствии пилота (время задержки настраивается);
- ручной режим, световая сигнализация о не включенной записи при наличии пилота в пределах полуметра от передней части чемодана, запись включается вручную нажатием кнопки на клавиатуре;
- запись выключена, сигнализация выключена;
Т.е. работает так: самолет запустил, подошел в экрану - запись (либо сигнализация) включилась, ушел от экрана - выключилась.>
Дисплей и варианты отображаемых параметров:
Правые поля вывода на дисплее можно использовать для выведения различных параметров, переключение вариантов вывода происходит с клавиатуры.
Правое верхнее поле:
- время прошедшее с момента включения питания (по-умолчанию);
- температура DC-DC;
Правое нижнее поле:
- строка состояния (по-умолчанию);
- потребляемый ток;
В строке состояния отображается:
- текущий режим управления видео-рекордером (RM - режим ручного управления (по-умолчанию), RA - режим автоматического управления, RO - запись выключена);
- режим работы звуковой сигнализации (при отключении отображается надпись "Mute");
- при включенной записи мигает соответствующий значок рядом с индикатором режима управления;
Т.к. проект находится пока на стадии альфа-тестирования, не исключено, что элементы строки состояния будут изменяться. Пока такие, а дальше будем посмотреть.
Пиктограмма батарейки слева тоже активная и меняется в зависимости от напряжения.
Клавиатура:
Назначение кнопок клавиатуры управления Ардуино (номера кнопок видны на фото):
(0) - в режиме основного дисплея переключает варианты вывода для правого верхнего поля, в перспективе будет использоваться в меню, пока в разработке;
(8) - - в режиме основного дисплея переключает варианты вывода для правого нижнего поля, в перспективе будет использоваться в меню (на данный момент в разработке);
(1) - кнопка подтверждения действия;
(9) - кнопка отмены действия;
(5) - кнопка входа в меню (на данный момент в разработке);
(6) - кнопка включения\выключения питания рекордера;
(3) - кнопка переключения режимов рекордера (см.выше);
(11) - кнопка отключения звуковой сигнализации;
(7) - кнопка сброса записанных в память показаний потребленного тока (никак нормальную пиктограмку придумать не могу, потому кнопка секретная =));
Схема организации питания:
В схему внедрена релейная задержка отключения питания для Ардуино со всеми его датчиками, а так же сервопривода датчика присутствия. Т.е. при выключении главного тумблера, питание на Ардуино продолжает поступать еще в течении около 1-2 секунд, что позволяет контроллеру зафиксировать это событие, записать необходимые данные в энергонезависимую память, сложить датчик присутствия и только после этого выключиться.
На схеме выше этого не отображено, будет в отдельной статье, про которую говорил в начале, но этот момент хорошо виден на видео.
Видео включения, проверки световой сигнализации и выключения. Обратите внимание, что питание Ардуино выключается с задержкой, в конце видео это хорошо видно:
Видео с демонстрацией режимов дисплея:
Функционал The EagleEyesTM FPV Station:
Об этом кратко, официальная информация производителя - здесь.
- диверсити (автоматическое переключение в зависимости от мощности и качества видеосигнала) между двумя приемниками видео;
- видео сплиттер (разветвитель) на 4 устройства отображения;
- антенный трекер (работает только с автопилотами EagleTree);
В основном использую первые две функции, т.к. далеко не все мои автопилоты от EagleTree. Очень удобная штука, чувствительность диверсити настраиватся. На один вход как правило подключается приемник с всенаправленной приемной антенной (клевер, диполь), на второй - с узко направленной (патч, яги и т.п.).
Сплиттер тоже хорошая вещь, позволяет "катать пассажиров" выдав им к примеру видео очки или видео шлем. К нему же подключен дополнительный монитор и видеорекордер. Подключать видео-рекордер последовательно, между приемником и телевизором, например - не фен-шуй. Во-первых, бывает, что виснут, во-вторых, вносят задержку, в-третьих, портят картинку, да и OSD их мешает, хотя у правильных его можно выключить.
В том случае, когда есть необходимость в поворотном устройстве для направленной антенны, а на самолете установлен автопилот не EagleTree, используется сервотестер и антенна вращается в ручном режиме. Вращение антенны в вертикальной плоскости практически не использую, не было необходимости.
Немного об устройствах отображения:
Первый по списку - телевизор Mystery. Основные его преимущества: напряжение питания 12В, до последнего не отключает изображение при помехах в видео тракте, заставка "нет сигнала" появляется уже тогда, когда и так ничего не видно, светодиодная подсветка, достаточно яркая, чтобы при наличии солнцезащитных шторок его можно было использовать даже в при ярком солнечном свете.
Второй монитор - матрица с контроллером разрешением 800x480, точную модель не скажу, информация не сохранилась. Используется для вывода картинки с рекордера, и как запасной. В перспективе планируется выводить на него информацию с компьютера, который пока только в планах, никак не могу определиться с платформой.
Время на развертывание и подготовку к работе чемодана - 1-2 минуты, с учетом установки солнцезащитных шторок и антенны. Вполне не плохой результат.
Теперь о том, что я считаю плохими решениями.
Монитор на пульте - не фен-шуй. Во-первых банально неудобно, пульт руки и шею оттягивает. Во-вторых нарушает пространственную ориентацию, если смотреть на монитор сверху. Если же держать монитор перед глазами вертикально, то удобство управления вообще хуже некуда. В-третьих, монитор на пульте - дополнительный источник помех и наводок на тракт РУ. При том что обычно любители таких комбайнов на пульт же вкорячивают и видеоприемник и чемодан батареек для питания всего этого счастья. Грамотно и правильно расположить такое количество электроники на таком ограниченном пространстве - нереально. А потом куча тем на форумах, что "управление работает не дальше 30 метров" или "видео 2Вт пропадает через 100 метров" и т.п....
Да, мой чемодан достаточно громоздкий, но по тому же принципу можно, выбрав более компактные компоненты (телевизор меньшей диагонали, очки\шлем вместо телевизора и т.д.) и использовав внешнее питание, сделать достаточно аккуратный кейс, предположим, функционал которого будет таким же, а размеры и вес меньше.
Но таскать все это на пульте? Нет уж, фу-фу-фу!
2. Ретранслятор РУ.
О подобном устройстве уже писал Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV.+44
24 октября 2013 года в 11:39 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/2695/ Поэтому подробно расписывать не буду. Вкратце.
Теперь выглядит так:
Внутри:
- приемник 2,4ГГц с PPM выходом Приемник FrSky D8R-XP 2.4Ghz (w/telemetry) с функцией телеметрии.
Товар http://www.parkflyer.ru/product/185814/
- примник 433МГц с PPM выходом OrangeRx Open LRS 433MHz 9Ch Receiver
Товар http://www.parkflyer.ru/product/644082/
- передатчик 2,4ГГц FrSky DHT 8-ми канальный DIY передатчик с телеметрией
Товар http://www.parkflyer.ru/product/103811/
- бустер 2,4ГГц, такой;
- передатчик 433МГц LRS Expert Tiny;
- два двух позиционных тумблера с двумя контактными группами каждый;
- красивый тумблер с крышкой;
- Большая Красная Кнопка;
- вольтметр;
- пищалка;
- кулер он же вентилятор (для охлаждения LRS Expert , которая находится внутри корпуса);
- две батареи 2,2Ач включенные параллельно;
Что изменилось с первой версии:
- корпус, как ни странно этот ящик оказался очень удобным как в транспортировке, так и в организации внутреннего пространства. Внутри кроме всего прочего еще и антенны хранятся, что для них только на пользу идет, т.к. во-первых не забываются, во-вторых те же самые клевера достаточно легко деформируются, а значит требуют транспортировки в жестком корпусе;
- второй приемный тракт РУ на 433МГц;
- второй излучающий тракт РУ на 433МГц;
- бустрер (усилитель) на 2,4ГГц;
Работает это следующим образом. При помощи тумблеров выбирается входная и выходная частоты. Зачем? Дело в том, что при использовании бустера на 2,4ГГц для исходящего сигнала и тех же 2,4ГГц в линке между пультом и ретранслятором, сигнал с пульта достаточно успешно забивается усиленным сигналом с бустера, что приводит к тому, что связь может оборваться, стоит отойти метров на 10-15 от ретранслятоа и встать в нему спиной, заслонив собой пульт.
Поэтому и было сделано разнесение по частотам. Если на самолете установлен приемник 2,4ГГц, т.е. для управления будет использоваться бустер, линк между пультом и ретранслятором переключается на 433МГц. В качестве этого линка используется набор от Orange мощностью всего навсего 100мВт.
Если же на самолете апаратура 433МГц, то все делается с точностью до наоборот.
Модули для пульта использую съемные, замена - дело 10 секунд.
Вообще можно обойтись одним тумблером, который будет переключать два сочетания частот RX2,4\TX433 и RX433\TX2,4, но во-первых так исторически сложилось, что их два, а все переделывать - лень, во-вторых оставил возможность использовать одинаковые частоты на всякий пожарный случай.
В корпус также встроен вольтметр с цифровым дисплеем и пищалка, с настраиваемым порогом срабатывания, для сигнализации о низком уровне напряжения батареи.
В цепь питания LRS Expert встроен отдельный выключатель питания без запоминания положения (т.е. не механический тумблер) на базе релейного модуля. Сделано для защиты от дурака. Дело в том, что антенну LRS Expert приходится снимать при транспортировке, ввиду того, что она магнитная и рассчитана использование на металлической поверхности, крыше автомобиля например. При этом ввиду достаточно большой мощности, LRS может быть повреждена при включении и работе без антенны. При включении питания ретранслятора центральным выключателем, LRS Expert не включится, для этого необходимо нажать Большую Красную Кнопку, которая находится в непосредственной близости от антенного разъема и имеет с ним общую крышку. Т.е. таким образом шансы включить систему без подключенной антенны сводятся к минимуму. Ничего умнее не придумал, если кто-нибудь посоветует более изящное решение - буду только благодарен.
На фото видно, что бустеров на корпусе имеется 2, объясню. На данный момент в разработке проект использования удаленного переключения между бустерами, на одном из которых всенаправленная антенна, а на втором направленная. Переключаться будет как сигнал, так и питание. На данный момент изучаются варианты коммутирования высокочастотных сигналов соответствующей частоты и мощности при помощи специализированных микросхем.
Время на развертывание и подготовку к работе ретранслятора - зависит от того необходимо-ли прикручивать съемную антенну от LRS 433МГц. От 1 секунды, до 30 секунд.
Теперь о том как по-моему мнению делать не надо:
Бустер 2,4ГГц закрепленный на пульте, да и вообще любая LRS (дальнобойная) система закрепленная на пульте - не фен-шуй. Даже если опустить теоретический вред для здоровья, такое размещение накладывает на эксплуатацию оборудования кучу ограничений. Пилот должен постоянно контролировать в какой стороне от него находится самолет и поворачивать свою тушку лицом в ту сторону, чтобы не экранировать сигнал своим тельцем, особенно критично для 2,4ГГц. Пилот дожен постоянно поддерживать правильную ориентацию антенны в пространстве, что отвлекает от процесса. Пульт зачастую есть необходимость использовать не только для дальнобойного управления и тогда бустер вообще не нужен, тут уже либо его скручивать, либо наплевать и жарить себя постоянно =) Фу-фу-фу, в общем!
Бустер подключенный длинным RF кабелем к антенному разъему пульта и установленный, предположим, на штатив- не фен-шуй! Во-первых достаточно приличная мощность будет теряться еще до усиления в этом самом длинном RF кабеле. Во-вторых пилот этим самым кабелем как собака на поводке привязан к штативу. В-третьих этот кабель является идеальной точкой отказа, так как вопрос когда он развалится от перегибаний и кручений при волочении за пультом - вопрос времени. Фу-фу-фу!
Вариант, когда вместо RF кабеля используется длинный кабель для PPM сигнала (некоторые LRS системы имеют PPM вход) тоже не фен-шуй. Т.к. во-первых этот кабель будет собирать кучу помех, а значит его придется хорошо экранировать. Во-вторых это опять же идеальная точка отказа и поводок собачий.
Подытожим предыдущие два абзаца. Я надеюсь я всех убедил, что беспроводной ретранслятор стоит труда и денег, да еще и очень удобен в экспуатации. =)
3. Поворотно-наклонное устройства для видео антенны.
Об этом устройстве писать особенно нечего, брал тут. Можно при желании подобный девайс и самому выпилить, но из меня токарь-краснодеревщик тот еще, потому решил, что проще купить.
Устанавливается на штатив. Для подключения к чемодану используется достаточно длинный тройной видео-кабель, два канала - аудио\видео от приемника на поворотке, третий - для ручного управления поворотом, коммутирует серву на поворотке и сервотестер в чемодане.
Встроен вольтметр с цифровым дисплеем и пищалка, с настраиваемым порогом срабатывания, для сигнализации о низком уровне напряжения батареи. Батарея отдельная 1,8Ач, используется для питания приемника и сервомашинки.
Итак, резюмируя.
Учитывая, что систему компоновал под себя, не буду наивным, что мой подход понравится всем и каждому. Учитывая вес и габариты, транспортировать систему необходимо на автомобиле. Одному и пешочком не справиться. Вдвоем правда реально и на руках переносить, учитывая одну единицу летающей техники.
Каждый модуль абсолютно самостоятелен, что несомненно является плюсом. Если хочется просто полетать от третьего лица, то не придется колдовать с пультом сворачивая с него ненужные навороты.
Развертывание в поле занимает, если не сильно торопиться, около 10 минут, которых хватает на раскладывание стола, разворачивание вышеперечисленных девайсов, установку батареи в самолет и подготовку его к запуску. Что лично меня очень радует. Потому как в процессе эволюции я проходил период, когда развертывание в поле занимало до получаса, что меня дико раздражало =) особенное если в той куче проводов и железок, которую приходилось коммутировать друг с другом, возникала неисправность непонятно где =) Опять же многие вещи забывались, мониторинг состояния был никакой, в общем все было плохо... но это было давно, теперь, как можно наблюдать, все гораздо лучше. Как многие заметили, почти все модули находятся в стадии разработки дополнительных функций, это на самом деле их нормальное состояние, т.к. система постоянно совершенствуется.
На этом все.
Спасибо за внимание! На все вопросы с удовольствием отвечу, обоснованная критика и рацпредложения тоже принимаются. Особенно, что касается функционала чемодана и его ардуинной составляющей.
Желающие увидеть статью с подробным описанием, принципиальной схемой и софтом модуля управления и индикации на Ардуино - голосуем в комментах. Если наберется достаточное количество желающих - статью сделаю в ближайшее время.
Мои предыдущие статьи:
Простейший барометрический высотомер на базе Arduino.+117
26 января 2015 года в 02:05 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/10539/
FPV. От начинающего начинающим. Часть 2. Маленький и шустрый.+60
9 сентября 2014 года в 02:36 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/9372/
FPV. От начинающего начинающим. Часть 1. Близко и низко.+89
21 апреля 2014 года в 23:10 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/7794/
Внедрение джойстика от PS2 в аппаратуру Turnigy 9X+116
28 ноября 2013 года в 17:22 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/3131/ Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV.+44
24 октября 2013 года в 11:39 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/2695/
- минимум разъемных кабельных соединений, которые приходилось бы соединять и разъединять каждый раз при выходе в поле, и которые являются идеальными точками отказа;
- как следствие первого пункта - минимум необходимого времени на развертывание\свертывание оборудования;
- каждый модуль должен быть оснащен хотя бы элементарными средствами мониторинга основных параметров питания и чего-нибудь еще по необходимости;
- каждый модуль должен быть самодостаточным и не требовать серьезных переконфигураций для разных условий эксплуатации (что под этим имеется ввиду читайте ниже);
- максимально возможная защита от дурака как в компоновке, так и в логике работы каждого модуля;
Далее будет дано описание модулей, на выборе компонентов каждого конкретного модуля не настаиваю, что касается производителя, частотных диапазонов и т.п.
Задача статьи обрисовать концепцию компоновки наземного оборудования самую удобную на мой взгляд. То есть главное это не конкретные блоки, а их применение в составе системы. Опять же, прошу холиваров из серии "очки круче телека, а шлем круче очков" не устраивать. Мне лично больше нравится телевизор в качестве устройства отображения, хотя система позволяет одновременно использовать и телевизор, и очки, всего до 4 устройств отображения.
А так же подробно опишу функционал модуля на Arduino, т.к. это модуль, который паялся и программировался мной лично, а не был куплен в готовом виде как все остальные.
1. "Умный" чемодан.
"А ну как убери свой чемоданчик!"(С)
Вот еще! Самый интересный модуль.
Итак, что внутри:
- телевизор Mystery MTV-1611LW (1);
- дополнительный монитор (2);
- видео-приемник 1,3ГГц (насчет частотного диапазона не настаиваю, тут уже кому что нравится) (3);
- диверсити видеосигнала, видеосплиттер и антенный трекер в одном флаконе The EagleEyesTM FPV Station(4);
- видеорекордер встроенный в корпус вышеупомянутого The EagleEyesTM FPV Station;
- блок мониторинга и управления всем этим хозяйством на базе Arduino (подробно опишу в отдельной статье, если сообщество заинтересуется) (5);
- понижающе-повышающий DC-DC конвертер (6);
- два свинцово-кислотных аккумулятора по 7Ач каждый включенные параллельно (7);
- резервная батарея LiPo 1,5Ач (8);
- сервотестер (9);
- кулер он же вентилятор (10);
- Большая Красная Кнопка (11);
- красивый тумблер с крышкой (12);
- разъемы RCA для коммутации второго видео-приемника (13);
- клавиатура Ардуино (14);
- дисплей (15);
- ультразвуковой датчик (16);
Фото, кликабельные:
Выбор батарей в пользу свинцовых был сделан из тех соображений, что лично для меня вес не критичный показатель, а хранить свинцовые батареи можно и даже нужно полностью заряженными, в отличие от литий-полимерных, которым от этого плохо становится достаточно быстро. Ну и затраты, в рассчете стоимость Ач, явно в пользу свинцовых аккумуляторов.
Функционал обеспечиваемый Arduino и блоком управления и коммутации:
- мониторинг напряжения батери;
- мониторинг потребляемого тока;
- подсчет потребленного тока в мАч (сохраняется при отключении питания, при необходимости сбрасывается);
- звуковая и визуальная (на дисплее) сигнализация по критически малому напряжению батареи (порог настраивается);
- автоматическое переключение на резервную батарею при достижении порога минимума напряжения (порог настраивается), функция дублирована Большой Красной Кнопкой для переключения на резерв вручную (во-первых - перестраховка, во-вторых используется для проверки состояния резервной батареи);
- мониторинг температуры DC-DC, автоматическое включение\выключение принудительного охлаждения по необходимости;
- управление сервоприводом, перемещающим датчик присутствия в рабочее положение и убирающим его в положение для транспортировки при включении\выключении питания;
- мониторинг присутствия тушки пилота в непосредственной близости от чемодана по ультразвуковому датчику =)\
- управление сервоприводом, перемещающим датчик присутствия в рабочее положение и убирающим его в положение для транспортировки при включении\выключении питания;
- мониторинг состояния и управление питанием видео-рекордера;
<Об этом немного подробней.
Т.к. зачастую забывал включать запись видео, а писать все подряд постоянно - это не фен-шуй, реализовал схему с датчиком присутствия.
Три режима:
- автоматическое включение записи при непрерывном (время задержки настраивается) наличии пилота в пределах полуметра от передней части чемодана и ее выключение с задержкой при отсутствии пилота (время задержки настраивается);
- ручной режим, световая сигнализация о не включенной записи при наличии пилота в пределах полуметра от передней части чемодана, запись включается вручную нажатием кнопки на клавиатуре;
- запись выключена, сигнализация выключена;
Т.е. работает так: самолет запустил, подошел в экрану - запись (либо сигнализация) включилась, ушел от экрана - выключилась.>
Дисплей и варианты отображаемых параметров:
Правые поля вывода на дисплее можно использовать для выведения различных параметров, переключение вариантов вывода происходит с клавиатуры.
Правое верхнее поле:
- время прошедшее с момента включения питания (по-умолчанию);
- температура DC-DC;
Правое нижнее поле:
- строка состояния (по-умолчанию);
- потребляемый ток;
В строке состояния отображается:
- текущий режим управления видео-рекордером (RM - режим ручного управления (по-умолчанию), RA - режим автоматического управления, RO - запись выключена);
- режим работы звуковой сигнализации (при отключении отображается надпись "Mute");
- при включенной записи мигает соответствующий значок рядом с индикатором режима управления;
Т.к. проект находится пока на стадии альфа-тестирования, не исключено, что элементы строки состояния будут изменяться. Пока такие, а дальше будем посмотреть.
Пиктограмма батарейки слева тоже активная и меняется в зависимости от напряжения.
Клавиатура:
Назначение кнопок клавиатуры управления Ардуино (номера кнопок видны на фото):
(0) - в режиме основного дисплея переключает варианты вывода для правого верхнего поля, в перспективе будет использоваться в меню, пока в разработке;
(8) - - в режиме основного дисплея переключает варианты вывода для правого нижнего поля, в перспективе будет использоваться в меню (на данный момент в разработке);
(1) - кнопка подтверждения действия;
(9) - кнопка отмены действия;
(5) - кнопка входа в меню (на данный момент в разработке);
(6) - кнопка включения\выключения питания рекордера;
(3) - кнопка переключения режимов рекордера (см.выше);
(11) - кнопка отключения звуковой сигнализации;
(7) - кнопка сброса записанных в память показаний потребленного тока (никак нормальную пиктограмку придумать не могу, потому кнопка секретная =));
Схема организации питания:
В схему внедрена релейная задержка отключения питания для Ардуино со всеми его датчиками, а так же сервопривода датчика присутствия. Т.е. при выключении главного тумблера, питание на Ардуино продолжает поступать еще в течении около 1-2 секунд, что позволяет контроллеру зафиксировать это событие, записать необходимые данные в энергонезависимую память, сложить датчик присутствия и только после этого выключиться.
На схеме выше этого не отображено, будет в отдельной статье, про которую говорил в начале, но этот момент хорошо виден на видео.
Видео включения, проверки световой сигнализации и выключения. Обратите внимание, что питание Ардуино выключается с задержкой, в конце видео это хорошо видно:
Видео с демонстрацией режимов дисплея:
Функционал The EagleEyesTM FPV Station:
Об этом кратко, официальная информация производителя - здесь.
- диверсити (автоматическое переключение в зависимости от мощности и качества видеосигнала) между двумя приемниками видео;
- видео сплиттер (разветвитель) на 4 устройства отображения;
- антенный трекер (работает только с автопилотами EagleTree);
В основном использую первые две функции, т.к. далеко не все мои автопилоты от EagleTree. Очень удобная штука, чувствительность диверсити настраиватся. На один вход как правило подключается приемник с всенаправленной приемной антенной (клевер, диполь), на второй - с узко направленной (патч, яги и т.п.).
Сплиттер тоже хорошая вещь, позволяет "катать пассажиров" выдав им к примеру видео очки или видео шлем. К нему же подключен дополнительный монитор и видеорекордер. Подключать видео-рекордер последовательно, между приемником и телевизором, например - не фен-шуй. Во-первых, бывает, что виснут, во-вторых, вносят задержку, в-третьих, портят картинку, да и OSD их мешает, хотя у правильных его можно выключить.
В том случае, когда есть необходимость в поворотном устройстве для направленной антенны, а на самолете установлен автопилот не EagleTree, используется сервотестер и антенна вращается в ручном режиме. Вращение антенны в вертикальной плоскости практически не использую, не было необходимости.
Немного об устройствах отображения:
Первый по списку - телевизор Mystery. Основные его преимущества: напряжение питания 12В, до последнего не отключает изображение при помехах в видео тракте, заставка "нет сигнала" появляется уже тогда, когда и так ничего не видно, светодиодная подсветка, достаточно яркая, чтобы при наличии солнцезащитных шторок его можно было использовать даже в при ярком солнечном свете.
Второй монитор - матрица с контроллером разрешением 800x480, точную модель не скажу, информация не сохранилась. Используется для вывода картинки с рекордера, и как запасной. В перспективе планируется выводить на него информацию с компьютера, который пока только в планах, никак не могу определиться с платформой.
Время на развертывание и подготовку к работе чемодана - 1-2 минуты, с учетом установки солнцезащитных шторок и антенны. Вполне не плохой результат.
Теперь о том, что я считаю плохими решениями.
Монитор на пульте - не фен-шуй. Во-первых банально неудобно, пульт руки и шею оттягивает. Во-вторых нарушает пространственную ориентацию, если смотреть на монитор сверху. Если же держать монитор перед глазами вертикально, то удобство управления вообще хуже некуда. В-третьих, монитор на пульте - дополнительный источник помех и наводок на тракт РУ. При том что обычно любители таких комбайнов на пульт же вкорячивают и видеоприемник и чемодан батареек для питания всего этого счастья. Грамотно и правильно расположить такое количество электроники на таком ограниченном пространстве - нереально. А потом куча тем на форумах, что "управление работает не дальше 30 метров" или "видео 2Вт пропадает через 100 метров" и т.п....
Да, мой чемодан достаточно громоздкий, но по тому же принципу можно, выбрав более компактные компоненты (телевизор меньшей диагонали, очки\шлем вместо телевизора и т.д.) и использовав внешнее питание, сделать достаточно аккуратный кейс, предположим, функционал которого будет таким же, а размеры и вес меньше.
Но таскать все это на пульте? Нет уж, фу-фу-фу!
2. Ретранслятор РУ.
О подобном устройстве уже писал Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV.+44
24 октября 2013 года в 11:39 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/2695/ Поэтому подробно расписывать не буду. Вкратце.
Теперь выглядит так:
Внутри:
- приемник 2,4ГГц с PPM выходом Приемник FrSky D8R-XP 2.4Ghz (w/telemetry) с функцией телеметрии.
Товар http://www.parkflyer.ru/product/185814/
- примник 433МГц с PPM выходом OrangeRx Open LRS 433MHz 9Ch Receiver
Товар http://www.parkflyer.ru/product/644082/
- передатчик 2,4ГГц FrSky DHT 8-ми канальный DIY передатчик с телеметрией
Товар http://www.parkflyer.ru/product/103811/
- бустер 2,4ГГц, такой;
- передатчик 433МГц LRS Expert Tiny;
- два двух позиционных тумблера с двумя контактными группами каждый;
- красивый тумблер с крышкой;
- Большая Красная Кнопка;
- вольтметр;
- пищалка;
- кулер он же вентилятор (для охлаждения LRS Expert , которая находится внутри корпуса);
- две батареи 2,2Ач включенные параллельно;
Что изменилось с первой версии:
- корпус, как ни странно этот ящик оказался очень удобным как в транспортировке, так и в организации внутреннего пространства. Внутри кроме всего прочего еще и антенны хранятся, что для них только на пользу идет, т.к. во-первых не забываются, во-вторых те же самые клевера достаточно легко деформируются, а значит требуют транспортировки в жестком корпусе;
- второй приемный тракт РУ на 433МГц;
- второй излучающий тракт РУ на 433МГц;
- бустрер (усилитель) на 2,4ГГц;
Работает это следующим образом. При помощи тумблеров выбирается входная и выходная частоты. Зачем? Дело в том, что при использовании бустера на 2,4ГГц для исходящего сигнала и тех же 2,4ГГц в линке между пультом и ретранслятором, сигнал с пульта достаточно успешно забивается усиленным сигналом с бустера, что приводит к тому, что связь может оборваться, стоит отойти метров на 10-15 от ретранслятоа и встать в нему спиной, заслонив собой пульт.
Поэтому и было сделано разнесение по частотам. Если на самолете установлен приемник 2,4ГГц, т.е. для управления будет использоваться бустер, линк между пультом и ретранслятором переключается на 433МГц. В качестве этого линка используется набор от Orange мощностью всего навсего 100мВт.
Если же на самолете апаратура 433МГц, то все делается с точностью до наоборот.
Модули для пульта использую съемные, замена - дело 10 секунд.
Вообще можно обойтись одним тумблером, который будет переключать два сочетания частот RX2,4\TX433 и RX433\TX2,4, но во-первых так исторически сложилось, что их два, а все переделывать - лень, во-вторых оставил возможность использовать одинаковые частоты на всякий пожарный случай.
В корпус также встроен вольтметр с цифровым дисплеем и пищалка, с настраиваемым порогом срабатывания, для сигнализации о низком уровне напряжения батареи.
В цепь питания LRS Expert встроен отдельный выключатель питания без запоминания положения (т.е. не механический тумблер) на базе релейного модуля. Сделано для защиты от дурака. Дело в том, что антенну LRS Expert приходится снимать при транспортировке, ввиду того, что она магнитная и рассчитана использование на металлической поверхности, крыше автомобиля например. При этом ввиду достаточно большой мощности, LRS может быть повреждена при включении и работе без антенны. При включении питания ретранслятора центральным выключателем, LRS Expert не включится, для этого необходимо нажать Большую Красную Кнопку, которая находится в непосредственной близости от антенного разъема и имеет с ним общую крышку. Т.е. таким образом шансы включить систему без подключенной антенны сводятся к минимуму. Ничего умнее не придумал, если кто-нибудь посоветует более изящное решение - буду только благодарен.
На фото видно, что бустеров на корпусе имеется 2, объясню. На данный момент в разработке проект использования удаленного переключения между бустерами, на одном из которых всенаправленная антенна, а на втором направленная. Переключаться будет как сигнал, так и питание. На данный момент изучаются варианты коммутирования высокочастотных сигналов соответствующей частоты и мощности при помощи специализированных микросхем.
Время на развертывание и подготовку к работе ретранслятора - зависит от того необходимо-ли прикручивать съемную антенну от LRS 433МГц. От 1 секунды, до 30 секунд.
Теперь о том как по-моему мнению делать не надо:
Бустер 2,4ГГц закрепленный на пульте, да и вообще любая LRS (дальнобойная) система закрепленная на пульте - не фен-шуй. Даже если опустить теоретический вред для здоровья, такое размещение накладывает на эксплуатацию оборудования кучу ограничений. Пилот должен постоянно контролировать в какой стороне от него находится самолет и поворачивать свою тушку лицом в ту сторону, чтобы не экранировать сигнал своим тельцем, особенно критично для 2,4ГГц. Пилот дожен постоянно поддерживать правильную ориентацию антенны в пространстве, что отвлекает от процесса. Пульт зачастую есть необходимость использовать не только для дальнобойного управления и тогда бустер вообще не нужен, тут уже либо его скручивать, либо наплевать и жарить себя постоянно =) Фу-фу-фу, в общем!
Бустер подключенный длинным RF кабелем к антенному разъему пульта и установленный, предположим, на штатив- не фен-шуй! Во-первых достаточно приличная мощность будет теряться еще до усиления в этом самом длинном RF кабеле. Во-вторых пилот этим самым кабелем как собака на поводке привязан к штативу. В-третьих этот кабель является идеальной точкой отказа, так как вопрос когда он развалится от перегибаний и кручений при волочении за пультом - вопрос времени. Фу-фу-фу!
Вариант, когда вместо RF кабеля используется длинный кабель для PPM сигнала (некоторые LRS системы имеют PPM вход) тоже не фен-шуй. Т.к. во-первых этот кабель будет собирать кучу помех, а значит его придется хорошо экранировать. Во-вторых это опять же идеальная точка отказа и поводок собачий.
Подытожим предыдущие два абзаца. Я надеюсь я всех убедил, что беспроводной ретранслятор стоит труда и денег, да еще и очень удобен в экспуатации. =)
3. Поворотно-наклонное устройства для видео антенны.
Об этом устройстве писать особенно нечего, брал тут. Можно при желании подобный девайс и самому выпилить, но из меня токарь-краснодеревщик тот еще, потому решил, что проще купить.
Устанавливается на штатив. Для подключения к чемодану используется достаточно длинный тройной видео-кабель, два канала - аудио\видео от приемника на поворотке, третий - для ручного управления поворотом, коммутирует серву на поворотке и сервотестер в чемодане.
Встроен вольтметр с цифровым дисплеем и пищалка, с настраиваемым порогом срабатывания, для сигнализации о низком уровне напряжения батареи. Батарея отдельная 1,8Ач, используется для питания приемника и сервомашинки.
Итак, резюмируя.
Учитывая, что систему компоновал под себя, не буду наивным, что мой подход понравится всем и каждому. Учитывая вес и габариты, транспортировать систему необходимо на автомобиле. Одному и пешочком не справиться. Вдвоем правда реально и на руках переносить, учитывая одну единицу летающей техники.
Каждый модуль абсолютно самостоятелен, что несомненно является плюсом. Если хочется просто полетать от третьего лица, то не придется колдовать с пультом сворачивая с него ненужные навороты.
Развертывание в поле занимает, если не сильно торопиться, около 10 минут, которых хватает на раскладывание стола, разворачивание вышеперечисленных девайсов, установку батареи в самолет и подготовку его к запуску. Что лично меня очень радует. Потому как в процессе эволюции я проходил период, когда развертывание в поле занимало до получаса, что меня дико раздражало =) особенное если в той куче проводов и железок, которую приходилось коммутировать друг с другом, возникала неисправность непонятно где =) Опять же многие вещи забывались, мониторинг состояния был никакой, в общем все было плохо... но это было давно, теперь, как можно наблюдать, все гораздо лучше. Как многие заметили, почти все модули находятся в стадии разработки дополнительных функций, это на самом деле их нормальное состояние, т.к. система постоянно совершенствуется.
На этом все.
Спасибо за внимание! На все вопросы с удовольствием отвечу, обоснованная критика и рацпредложения тоже принимаются. Особенно, что касается функционала чемодана и его ардуинной составляющей.
Желающие увидеть статью с подробным описанием, принципиальной схемой и софтом модуля управления и индикации на Ардуино - голосуем в комментах. Если наберется достаточное количество желающих - статью сделаю в ближайшее время.
Мои предыдущие статьи:
Простейший барометрический высотомер на базе Arduino.+117
26 января 2015 года в 02:05 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/10539/
FPV. От начинающего начинающим. Часть 2. Маленький и шустрый.+60
9 сентября 2014 года в 02:36 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/9372/
FPV. От начинающего начинающим. Часть 1. Близко и низко.+89
21 апреля 2014 года в 23:10 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/7794/
Внедрение джойстика от PS2 в аппаратуру Turnigy 9X+116
28 ноября 2013 года в 17:22 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/3131/ Отдельностоящий (выносной ретранслятор) модуль РУ для FPV.+44
24 октября 2013 года в 11:39 | Евгений Кочетков Большие Вяземы, Московская Обл
Статья http://www.parkflyer.ru/blogs/view_entry/2695/
Как у вас выполнены солнечнозащитные шторки для телевизора?
Просто на момент фотосесии сохли после покраски, потому в кадр не попали.
Сейчас думаю попробовать переделать крепление на липучку.
Хотя конечно проблемы антенной совместимости с радиосигналом заканчиваются на связке бустер-антенна наверное.... Не знаю, спорно - я тут не специалист.
Еще вопрос - не близко ли расположены приемная антенна на 433 и антенна передатчика не 433? Как бы уроборос не получился бы... Может их на разные стенки чемоданчика?
PPM отпараллелить не получится, т.к. два передатчика нельзя забиндить на один приемник, по-крайней мере в случае с аппаратурой FrSky.
Что касается 433МГц, опять же, если бы вы внимательно статью прочитаил, то там написано, что при использовании передающего тракта 433МГц, приемный тракт работает на частоте 2,4ГГц. И наоборот, когда передающий 2,4ГГц - приемный 433Мгц.
Просто у меня есть задумка, сделать антенна-трекер, который не нуждался бы в слишком сложных мозгах и был бы привязан к конкретному автопилоту.
С вами, как с "ардуинщиком" я бы пообсуждал кое-что. Напишите мне пожалуйста 5timur5(собака)МэйлТочкаРу
Что до описанного в статье - хорошо. Я в данный момент делаю ретраслятор на штатив, пока без 433, только 2,4. Коробку взял для электрических пакетников, сейчас испытываю проблемы, где взять гайку под штативную резъбу (она там редкая, шаг больше чем обычно).
Гайку с болтом в шативе можно заменить на подходящего размера со стандартной резьбой.
http://ru.aliexpress.com/item/Andoer-camera-accessories-Female-1-4-to-Male-3-8-Convert-Screw-Adapter-for-Tripod-and/32292211590.html?recommendVersion=1
http://ru.aliexpress.com/item/High-quality-Andoer-Photography-Accessory-1-4-Female-to-3-8-Female-Double-Female-Screw-Convert/32291661958.html?recommendVersion=1
http://ru.aliexpress.com/item/New-1-4-20-to-3-8-Convert-Screw-Adapter-for-Tripod-Monopod-W-Hot-Shoe/1884361051.html?recommendVersion=1
http://ru.aliexpress.com/item/Standard-1-4-screw-Turn-the-camera-hot-shoe-queen-size-Double-Screw-locking-up-and/1897514589.html?recommendVersion=1
Просто схему надо нарисовать замрочиться, т.к. без схемы от скетча толку 0.
Да и скетч откомментировать надо бы, а то там 500+ строчек кода, без комментариев мозги скукожатся разбираться.
Желающие увидеть статью с подробным описанием, принципиальной схемой и софтом модуля управления и индикации на Ардуино - голосуем в комментах. Если наберется достаточное количество желающих - статью сделаю в ближайшее время.
Вы наверно любитель кнопочек, красивых тумблеров, и всяких светилок:)
Да и по образованию - инженер-системотехник, стараюсь применять знания =)
з.ы. тоже буду ждать статью по системе контроля на ардуине.
Правильный подход.