RC sík magasságmérő (kompatibilis a Spektrum telemetriával): 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ezt a magasságmérőt azért készítettem, hogy a pilóta tudja, hogy az amerikai RC repülőgépek 400 láb alatti határa alatt vannak. A barátom aggódott, mivel nem tudta biztosan megmondani, hogy mindig 400 láb alatt van, és azt a további bizonyosságot akarta, amit egy telemetriai adatokat tartalmazó érzékelő nyújt. Igen, vásárolhat érzékelőt a Spektrumtól, de ezt a projektet 20 dollárnál alacsonyabb áron is felépítheti kitörő táblákkal (amelyek ára már felfújt). Ha már rendelkezik J-link programozóval, ezt néhány dollárért egyedi táblára építheti. Arról nem is beszélve, hogy ha már megértette az Xbus protokollt, elkészítheti a többi támogatott érzékelőt! De ebben a projektben csak egy magasságmérőt fogok lefedni…

Alkatrész lista:

• Egy Seeeduino XIAO mikrokontroller kártyát használtam ehhez a projekthez, mivel kicsi, egy M0 processzort használ, amely rengeteg energiával rendelkezik ehhez a projekthez, mind az I2C, mind az SPI készen áll a dobozból, és 3,3 voltos logikát használ, így nincs szinteltolás kívánt.

  https://www.seeedstudio.com/Seeeduino-XIAO-Arduino…

• A légnyomás -érzékeléshez vettem egy BMP388 -as kitörőtáblát az Adafruit -tól. Az alaplapon mind az I2C, mind az SPI feltört, és 3,3 vagy 5 voltos logikával is működhet.

  https://www.adafruit.com/product/3966

• Protoboard az áramkör bekötéséhez
• Forrasztó/forrasztópáka
• Férfi/női érintkezők, így könnyen leválaszthatom az érzékelőt/mikrovezérlőt.
• Kis gomb. Ezt a kezdő magasság visszaállítására használom.
• 10k ellenállás a gomb lehúzásához.
• JST-XH 4 tűs anyacsatlakozó a Spektrum vevő telemetriai portjához való csatlakoztatáshoz

• SEGGER J-Link EDU programozó az M0 indítóbetöltő nélküli villanásához.

  https://www.adafruit.com/product/3571

• Adafruit SWD 10 tűs kitörőlap

  www.adafruit.com/product/2743

Kellékek

• 3D -ben is kinyomtattam egy kis házat a magasságmérőmhöz, de erre nincs szükség.

• Oszcilloszkóp- Ha nincs ilyen, nagyon ajánlom ezt:

  https://store.digilentinc.com/analog-discovery-2-1…

1. lépés: Ismerje meg a Spektrum telemetriai protokollt

Ezt leginkább Raymond Domingo tette meg helyettem. Már készítettek a Spektrummal kompatibilis magasságmérőt, így a forráskód követése valóban segített. A Spektrum telemetriai adatlap kitöltötte a többi hiányt. Az adatszintek mérése a vevőből azt mutatta, hogy szükségem lesz 3.3V logikára.

A vevő elküldi az eszköz címét, majd 16 bájtos választ vár. Az adatlap az összes érzékelő szerkezetét mutatja. Még akkor is, ha a szerkezet nem 16 bájt hosszú, a vevő minden alkalommal 16 bájtot vár vissza.

Spektrum adatlap:

www.spektrumrc.com/ProdInfo/Files/SPM_Tele…

Raymond Domingo projektje:

www.aerobtec.com/download/altisSpektrumInte…

2. lépés: Válassza a Hardver lehetőséget

A nyomásérzékeléshez az Adafruit BMP388 -as törőlapját használtam. A kitörés I2C és SPI kitöréseket biztosít, és 3,3 vagy 5 voltos logikával működik. Az Adafruit mindig lenyűgöző munkát végez a kitörő táblákkal, ezért megvettem. Helyette DFRobot Gravity BMP388 táblát használtam az építkezésemben, mivel az Adafruit táblám már használatban volt.

Tekintettel arra, hogy a gazda I2C eszköz 3.3V logikát használ, szükségem volt egy 3.3V mikrokontrollerre, és azt akartam, hogy kicsi legyen. Adafruit Trinket M0 -t akartam használni, de ezek viszonylag drágák, és nincsenek túl sok csapjuk. Aztán megtaláltam a Seeeduino XIAO táblát. Ez egy M0 kártya, mind I2C, mind SPI használatra kész, USB-C csatlakozóval. Ráadásul tényleg kicsi! Összességében nagyon szeretem ezt a táblát (annak ellenére, hogy a lassú indítási kristály örökké tartott, mire rájöttem).

A Spektrum egy JST-XH méretű, 4 tűs férfi csatlakozót használ a vevőkészüléken az "Xbus" porthoz, amelyet megérintünk. A magasságmérőn 4 tűs JST-XH dugót használtam, és tökéletesen működött.

3. lépés: Szoftver írása

Az összes kód írásához az Arduino IDE -t használtam. Kimásoltam a Spektrum telemetriai protokollt az adatlapjukból, és hozzáadtam az Arduino könyvtárhoz. Mivel az Adafruitnak mindig vannak szép könyvtárai a kitörésekhez, a BMP3XX könyvtárukat használtam a BMP388 érzékelőhöz.

A tervezés fő kivonatai a következők:

• Állítsa be az I2C -t úgy, hogy kliens eszközként viselkedjen, és válaszoljon a Spektrum magasságmérő címére (0x12).
• Olvassa le a BMP388 barométert az SPI -n keresztül.
• Mentse a magassági adatokat két különböző pufferbe, hogy a vevő I2C kérése ne rongálja meg az adatokat, és váltson a két puffer között az adatok lekérésekor. Ez biztosítja, hogy a vevőnek küldött adatok mindig teljesek legyenek.
• Gombbal nullázza a magasságmérőt.

További részletekért és a kód elemzéséért nézze meg a videót.

4. lépés: Csatlakoztassa az áramkört

Én protoboard -ot használtam, de ha időt szeretne szánni egy egyedi marott tábla tervezésére, akkor sokkal tisztábbá teheti az áramkört.

Csatlakoztattam a JST-XH csatlakozót az XIAO I2C csapjaihoz. Mivel a vevőkészülék 5 voltot ad ki a telemetriai buszra, a busz pozitívja az XIAO VCC érintkezőjére került. Így a beépített 3.3V -os szabályozó a BMP388 érzékelő táplálására szolgál.

5. lépés: Fordítás rendszerindító nélkül

1. Keresse meg a boards.txt fájlt (bármilyen táblát használjon).

   Esetemben itt található: C: / Users / AppData / Local / Arduino15 / package / Seeeduino / hardware / samd / 1.7.7 / boards.txt

2. Másolja le a táblát, és nevezze át az első kulcsot, és adja meg a rendszerbetöltő nélküli verziót. Csak hozzáadtam a _nbl -t az eredeti névhez.

   • Régi: seeed_XIAO_m0
   • Új: seeed_XIAO_m0_nbl

3. A.name érték módosítása:

   • Régi: seeed_XIAO_m0_nbl.name = Seeeduino XIAO
   • Új: seeed_XIAO_m0_nbl.name = Seeeduino XIAO No Bootloader

4. Módosítsa a linkelőt a rendszerbetöltő nélküli flash -re az építő ld parancsfájljának megváltoztatásával:

   • Régi: seeed_XIAO_m0_nbl.build.ldscript = linker_scripts/gcc/flash_with_bootloader.ld
   • Új: seeed_XIAO_m0_nbl.build.ldscript = linker_scripts/gcc/flash_whoot _bootloader.ld
5. Indítsa újra az Arduino IDE -t.
6. Válassza ki az új "Seeeduino XIAO No Bootloader" fórumot a táblák menüből.
7. Válassza az "Összeállított bináris exportálása" lehetőséget
8. Összeállítás után a.bin fájl az Arduino projektmappájában lesz.

6. lépés: Flash MCU J-Link használatával

Az Adafruit fantasztikus útmutatót tartalmaz a rendszerbetöltő programozásához M0/M4 eszközön. Esetünkben meg akarunk szabadulni a rendszerbetöltőtől, de ez ugyanúgy működik.

learn.adafruit.com/how-to-program-samd-boo…

Ha ezt megteszi, akkor nem tudja feltölteni a kódot USB -n keresztül. Kövesse a fenti útmutatót, hogy a rendszerindító betöltőt visszaviltsa az eszközre, és újból USB -n keresztül töltsön fel kódot, mint a gyárból.

Az Adafruit útmutató nagyon alapos, de ezek az alapvető lépések:

1. Forrasztó jumper vezetékek az XIAO kártya hátoldalához.

   • Az Adafruit útmutató nem mondta ki, hogy a 2x5 -ös töréstáblán lévő RST -tűt az Adafruit -táblák nullázócsapjához kell csatlakoztatni. De az XIAO esetében a tábla hátoldalán lévő mind a négy padhoz csatlakoznom kellett.
   • A VREF tűt csatlakoztatni kell az XIAO 3.3v tűhöz. Ez azt jelzi a hibakeresőnek, hogy az eszköz logikája 3.3v. Enélkül, ha rossz lehetőséget választ, károsíthatja a mikrokontrollert.
2. Csatlakoztassa az áthidaló vezetékeket a J-Link-hez.
3. Kapcsolja be az XIAO kártyát USB -kábellel.
4. Nyissa meg az Atmel Stúdiót.
5. Válassza az Eszközök Eszközprogramozás lehetőséget
6. Válassza ki az M0 kártyát. Ebben az esetben az ATSAMD21G18A
7. Válassza az SWD lehetőséget.
8. Olvassa el a konfigurációt a célból.
9. Ha az EDU J-Linket használja, fogadja el a használati feltételeket (ha betartja a használati feltételeket).
10. Ellenőrizze, hogy a feszültség leolvasása helyes -e a jobb felső sarokban. Ha nem 3.3V, akkor összetörheti a táblát!
11. Törölje a rendszerindító biztosítékot (állítsa a rendszerbetöltő méretét 0 bájtra), majd válassza ki a programot.
12. A memóriák részben válassza ki az összeállított.bin vagy.hex fájlt, majd válassza ki a programot.

Hibaelhárítás:

Ha elolvassa az eszköz konfigurációját, ha a tartományon kívüli feszültséget kap, akkor győződjön meg arról, hogy az MCU csatlakoztatva van a hálózathoz, és hogy a J-Link VREF csap 3,3 voltra van csatlakoztatva

7. lépés: Fordítsa újra a külső kristály nélkül

Az XIAO kártya külső kristállyal rendelkezik, amely hosszú ideig tart. A Spektrum vevőegység 350 milliszekundumot végez eszközfelfedezéssel a telemetriai buszon a bekapcsolás után, ezért meg kell mondanunk a fordítónak, hogy a belső oszcillátort használja, ami szinte azonnali indítást tesz lehetővé.

1. Keresse meg a boards.txt fájlt, amelyet korábban módosított (igen, elmenthettem volna ezt a lépést korábban, de ez tanulási folyamat volt számomra)
2. Adja hozzá a "-DCRYSTALLESS" elemet a seeed_XIAO_m0_nbl.build.extra_flags karakterlánchoz. Ez azt fogja mondani a fordítónak, hogy használja a belső oszcillátort.
3. Fordítsa újra a kódot.
4. Villogja újra az MCU-t.
5. Oszcilloszkóppal ellenőrizze, hogy az indítási idő elég gyors -e.

Amint a képen látható, a sárga 1 csatorna a tápegység. A 2 -es ciánkék csatorna a mikrovezérlő kész csapja. Körülbelül 10 ezredmásodperccel a bekapcsolás után a második csatornát magasra húzza a mikrokontroller, ami azt jelzi, hogy a beállítási körben van. A beállítás befejezése után az MCU kódolva van, hogy lehúzza a csapot, jelezve, hogy a fő hurok elindul. A hatókör azt mutatja, hogy a beállítás körülbelül 3 milliszekundumot vesz igénybe. A mikrokontroller összességében 13 milliszekundumot vesz igénybe a bekapcsolás után, hogy üzemkész legyen.