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Samstag, 25. Dezember 2010, 14:05

Noch ein Telemetrie-Projekt

Hallo Zusammen,

so, jetzt zur Weihnachtszeit ist ja mal Zeit, und da dachte ich mir, warum nicht mal meinen Selbstbau-Telemetrie-Logger vorstellen. Der läuft bei mir seit ca 3 Monaten, und vorallem ohne den Ladungsmengen-Lipowarner mag ich mir gar nicht mehr orstellen auszukommen :).

Jaaaa jaaaa, ich weiss, in der heutigen Zeit da mehr und mehr Sendersysteme mit Telemetrie verfügbar werden, was soll da noch ein weiteres Selbstbau-Telemetrie-Projekt... genau, nichts,... aber ich habe mir trotzdem Eines gebaut... :D. Für mich entscheidend, ich hatte mich letzte Weihnacht zu ner DX6i entschieden, und ich habe definitiv nicht vor demnächst auf etwas anderes zu wechseln (als ob das Hobby nicht eh schon teuer genug wäre :)), und vorallem, wenn man sich etwas selbst baut kann man genau die Funktionen genau so einbauen wie man sie haben will...

Neben "allerhand Schnickschnack" (v.a. Drehzahl) ist das bei mir der Ladungsmengen-Lipowarner. Was macht der? Nun, wenn mehr als 1700 mAh aus dem Akku gesaugt wurden, fängt (in der Nähe des Senders) eine Glocke das bimmeln an... nichts Spektakuläres, aber saupraktisch. Ich habe davor Lipo-Spannung und nach Timer fliegen ausprobiert. Über die Nachteile der Lipo-Warnung über Spannungskontrolle bei den heutigen Lipos braucht man nicht zu reden, und bei dem nach dem Timer fliegen hatte ich einfach das Problem das ich mit zunehmenden Flugkönnen dauernd am Nachstellen des Timers war und vor allem, das ich "neue" und "alte" Lipos mit doch sehr unterschiedlichen Ausdauervermögen habe und gleichzeitig... hat mir beides einfach nicht getaugt. Mit Ladungsmengen-Warner ist da Ruhe.

Technisch gesehen ist das Telemetriesystem auch nichts Weltbewegendes. Es basiert auf den gut bekannten RM01 und RFM02 Funkmodulen sowie Atmel uProzessoren. Eigentlich sollte man denken, dass es damit schon zig Telemetrieprojekt gab und gibt, und gibt es vermutlich auch, im Netz konnte ich aber eigentlich nur die Projekt von Andre und Wilhelm Krug/Jochen Ebert finden.

http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?threadid=170970

http://www.toeging.lednet.de/flieger/pro…/telemetrie.htm
http://www.toeging.lednet.de/flieger/pro…lt/lipovolt.htm

Wie auch immer. Kleine Unterschiede sind dass ich einen kleineren Sender haben wollte. Ich benutze Attiny84+RFM02 mit 868MHz, der Takt kommt aus dem Quarz des RFM02. Der misst die Lipo-Spannung (nur Gesammtspannung, eine Notwendigkeit für Einzelzellenspannung konnte ich noch nicht ausmachen, zwei ADC-Eingänge), die Throttle-Stellung (v.a. zum Bestimmen der tatsächlichen Flugzeit, INT0 Eingang)), die Drehzahl (ICP-Eingang), den Strom (ein ADC-Eingang), und natürlich die Zeit.

Das Ganze ist im Moment auf ner Lochrasterplatine aufgebaut, schon halbwegs klein, aber bei meiner nächsten Platinenbestellung wird es auch eine Platine mit SMD-Bauteilen geben. Dann wird das recht klein, und auch klein genung um es z.B. in 34er Koaxe oder ähnlich kleine FP/CP-Mikrohelis locker einbauen zu können.

Die Drehzahlmessung hatte ich zunächst optisch gemacht. Aber das hat irgendwann genervt. Um eine optimale Funktion zu bekommen musste man nach z.B. einem Crash neu kalibrieren, und ein völlig fehlerfreier Betrieb bei jeglichen Lichtverhältnissen, Sonnenschein etc, konnte ich nicht erreichen. Ich bin dann auf nen Hallsensor gewechselt, und habe dazu im Hauptritzel zwei kleine 2x2mm Magnete in zwei kleine eingebohrte Löcher versenkt (1x2mm Magnete sind zu schwach). Die Magnete sind umgekehrt eingebaut, so dass es bei einer Umdrehung nur ein Messimpuls gibt (macht die SW erheblich einfacher, ist auch so genau genug, +-1U/min, der zweite Magnet soll nur eine evtl Unwucht ausgleichen). Das funktioniert nun absolut einwandfrei.

Für die Strommessung habe ich einen der Alegro Hallstrommesser genommen. Der Messbereich ist für +-50A spezifiziert, geht aber bis +-62.5A (laut Datenblatt, oberhalb von 50A ist nur die Genauigkeit etwas schlechter). Diesen Strommesser habe ich zusammen mit nem Filter (obwohl jeder darüber weiss scheint mir Shannon in der Praxis oft ignoriert zu werden :)) und einen 5V Spannungsregler mit zwei Dean's T-plug Stecker/Buchsen zu ner kleinen Einheit zusammengebaut. Der 5V Regler war nötig weil der Roxxy-Regler, den ich habe, nen 5.5V BEC hat. Da geht nun also ein drei-adriges Servokabel zur Stromversorgung + Strommesung zum Telemetriesender.

Der Telemetriesender sendet nun mit ner Baudrate von 19200 alle 0.1sec die Zeit (seit einstecken), die Lipospannung, den Strom, die Leistung (U*I), die Ladungsmenge (wird aus Zeit&Strom berechnet), die Drehzahl, die Throttle-Stellung, sowie ein Statusflag ab. Die Übetragung wird mit 16bit CRC gesichert, und zusätzlich wird jedes Datenpacket zur Redundanz 2x abgesendet (also alle 50ms wird ein Datenpacket gesendet).

Ein Eingang wäre noch frei. Man könnte sich vorstellen den noch zur Temperaturmesung zu verwenden, aber so richtig eine Notwendigkeit habe ich nicht dafür, deswegen gibt's das auch noch nicht.

Der Empfänger ist an für sich auch nicht aufregend, und da kann man sich auch zig Varianten vorstellen, je nachdem was man genau will. Ausser einen RFM01 anzusteuern und die Daten empfangen (auf Gültigkeit zu prüfen und notfalls das zweite Packet zu nehmen) muss der ja auch nicht mehr viel machen. Die Übertragung läuft mit der CRC und der 2-fachen Redundanz eigentlich sehr stabil, die Ausfallrate habe ich nicht genauer analysiert, einfach weil es in der Praxis bisher wenn dann ausreichend unmerkliche Übetragungsfehler gibt.

Der Empfänger wie ich ihn gerade habe zeigt die Daten natürlich an, auf nem 2x16 Zeilen LCD Display (mit blauer Hintergrundbeleuchtung, sieht cool aus :)). Das Gerät hat auch ne Uhr, und misst auch die Zeit für die Throttle grösser als ein Schwellwert ist zur Flugdauermessung. Es zeigt auch ein paar Maximal- und Minimalwerte an. Das ist der Schnickschnack von oben.

Am Wichtigsten ist jedoch eben die Lipowarnung, die wie schon gesagt so funktioniert dass ab 1700mAh Ladungsmenge ein Buzzer losgeht. 1700mAh deswegen, weil bis ich gelandet bin nochmal grob 100mAh weggehen, so dass die verbrauchte Ladungsmenge dann etwa 1800mAh sind. Die Ladungsmengenmessung geht übrigens recht genau. Der Vergleich mit der vom Ladegerät nachgeladenen Menge stimmt auf <+-50mAh. Natürlich wird auch die Spannung des Lipos überwacht, wenn die für mehr als 1sec unter 10V fällt, wird Alarm ausgelöst. Dass passiert bei mir aber nur bei den älteren Lipos.

Beim Buzzer habe ich mit einigen Varianten herumgespielt. Eigentlich fand ich nichts laut genug, bis es hier im Forum einen Hinweis auf einen der billigen Lipo-BuzzerWarner gab (den mit den zwei schwarzen runden Buzzern). Die sind super. Die Platine lässt sich auch genau so absägen dass man auf der Vorderseite die zwei Buzzer hat, und auf der Rückseite noch den Ansteuertransistor nebst Widerstand, so dass man diese Einheit direkt ohne Weiteres and den uC anschliessen kann.

Zusätzlich habe ich einen USB-Seriell-Wandler (FTDI, sparkfun) drinnen, mit dem die Daten alle 0.1sec per USB im OpenFormat von Logview an den Computer geschickt werden können.

Verwendet habe ich einen ATmega168, da der Bootlader zum problemlosen Nachflashen einer neuen Software Platz braucht, und vorallem im Hnblick auf evtl Erweiterungen (im Moment würde es der Atmega8 auch gerade tun).

All das Beschriebene kann man auch auf den Bildern hier in "Echt" sehen:
[RCLTV]3681[/RCLTV]
[RCLTV]3682[/RCLTV]


Wie wird's weitergehen?
Nun, einmal kommt der Sender auf ne richtige Platine, mit SMD Bauteilen, dann wird das kaum grösser als der RFM01 Chip werden.
Ich werde mir auch noch nen kleinen Empfänger bauen, der nur aus RFM-Chip, nen ATtiny, ner Led und nem Buzzer bestehen wird. Nur für die Ladungsmengen-Lipo-Warner Funktion. Zum an den Sender oder um den Hals hängen.
Was ich auch noch gerne machen wollen würde, ist nen Anschluss an ne microSD-Karte, dann bräuchte man zum Loggen nicht immer nen Laptop mit nehmen. Habe mir die verschiedenen Libraries schon angesehen, aber irgendwie drücke ich mich schon die ganze Zeit ein bischen davor. Da ist wohl die Notwenidgkeit im Verhältniss zu den "Mühen" nicht gross :). Mal sehen wann das dazukommt.

Soweit sogut.

Ciao,
Olli