RC Flight Data Recorder/Black Box: 8 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Ebben az utasításban egy arduino alapú harci adatrögzítőt fogok építeni az RC járművekhez, különösen az RC repülőgépekhez. Az adatok rögzítéséhez UBlox Neo 6m GPS modult fogok használni, amely egy arduino pro mini -hez és egy SD -kártyapajzshoz van csatlakoztatva. Ez a projekt többek között rögzíti a szélességet, hosszúságot, sebességet, magasságot és az akkumulátor feszültségét. Ezeket az adatokat a Google Earth Pro használatával jobb felhasználói élmény érdekében gazdagítják.

1. lépés: Eszközök és alkatrészek

Alkatrészek

• Ublox NEO 6m GPS modul: ebay/amazon
• Micro SD kártya modul: ebay/amazon
• Micro SD kártya (nem szükséges nagy sebesség vagy kapacitás): amazon
• Arduino pro mini: ebay/amazon
• FTDI programozó és a megfelelő kábel: ebay/amazon
• Perfboard: ebay/amazon
• Csatlakozó vezeték: ebay/amazon
• Fejléc csapok: ebay/amazon
• Egyenirányító dióda: ebay/amazon
• 2x 1K ohmos ellenállás: ebay/amazon
• 1500 mikronos karton

Eszközök

• Forrasztópáka és forrasztópáka
• Ragasztópisztoly
• Laptop vagy számítógép
• Multiméter (nem feltétlenül szükséges, de hihetetlenül hasznos)
• Segítő kezek (ismét nem szükséges, de hasznos)
• Kézműves kés

Választható

• A prototípus készítéséhez használt elemek nem szükségesek, de nagyon hasznosak
• Kenyeretábla
• Arduino Uno
• Jumper vezetékek

2. lépés: Elmélet és vázlat

A készülék agya az Arduino pro mini, az RC járművek (esetemben repülőgép) Li-Po akkumulátor-kiegyensúlyozó portja táplálja. Ezt 2 másodperces akkumulátorra állítottam be, de ez könnyen megváltoztatható más méretű akkumulátorokhoz.

Ez a darab nem teljes. Frissítem ezt az utasítást, ha a kezelőfelület leolvasása befejeződött

A Servo1 lesz a repülőgépem elevon motorja, míg a 2 -es a repülésvezérlő szervo kimenete

A GPS modul NMEA karakterláncok formájában fogad adatokat a GPS műholdakról. Ezek a karakterláncok helyinformációkat tartalmaznak, de tartalmaznak pontos időt, sebességet, irányt, magasságot és sok más hasznos adatot. A karakterlánc beérkezése után a projekthez hasznos információkat a TinyGPS kódkönyvtár segítségével vonják ki.

Ezeket az adatokat az akkumulátor feszültségével és az elevon pozíciójával együtt 1 Hz -es sebességgel írják az SD -kártyára. Ezek az adatok CSV (vesszővel elválasztott érték) formátumban íródnak, és a Google térképek segítségével értelmezik a repülési útvonalat.

3. lépés: Prototípuskészítés

MEGJEGYZÉS: A GPS modul csatlakozásai nem láthatók fent. A GPS a következőképpen van bekötve:

GND az Arduino földre

VCC - Arduino 5V

RX - Arduino digitális tű 3

TX - Arduino digitális tüske 2

Annak tesztelésére, hogy az összes alkatrész megfelelően működik -e, a legjobb, ha mindent egy kenyérsütő táblára helyez, mivel nem akarja, hogy csak miután minden össze lett állítva, kiderüljön, hogy hibás alkatrésze van. A további kódkönyvtár, amelyre szükség lesz, a TinyGPS könyvtár, amelynek linkje alább található.

apró gps

Az alábbi feszültségvizsgáló kód csak a feszültségmérő áramkört teszteli. A beállítási értéket módosítani kell, hogy az arduino a megfelelő feszültséget olvassa.

A fájlkód az SD kártya modul és a micro SD kártya tesztelésére szolgál, hogy megbizonyosodjon arról, hogy mindkettő megfelelően olvas és ír.

A gpsTest kódot használják annak ellenőrzésére, hogy a gps megfelelő adatokat kap -e és helyesen van -e konfigurálva. Ez a kód a szélességi, hosszúsági és egyéb élő adatokat adja ki.

Ha ezek az alkatrészek megfelelően működnek együtt, akkor továbbléphet a következő lépésre.

4. lépés: Forrasztás és huzalozás

Mielőtt bármilyen forrasztást vagy huzalozást végezne, helyezze az összes alkatrészt egy kartonra, és vágja le az alkatrészek külső méreteire. Ez lesz a szerelőlemez az összes darabhoz.

Készítse el az áramköri lapot úgy, hogy a vágólapot a lehető legkisebb méretre vágja, mivel a súly és a méret prioritás. Forgassa a helyére a fejléceket a vágott periféria széle mentén, itt csatlakozik az akkumulátor kiegyensúlyozó portja, és a jövőben a vezérlőfelület szervója és a repülésvezérlő. Forrasztja be a 2 1 k ohmos ellenállást és az egyenirányító diódát a kapcsolási rajz szerint.

Forgassa a mikro SD kártya modult az arduino csapjaihoz az áramköri rajz szerint, és csatlakoztassa az AWG 24 vezeték segítségével.

Csatlakoztassa újra a csatlakozókat a perfboard és az arduino között az áramköri rajz szerint, és használjon több azonos típusú vezetéket.

MEGJEGYZÉS: A GPS elektrosztatikus érzékeny eszköz, legyen óvatos forrasztás közben, és soha ne áramoljon át a vezetékeken a csatlakoztatás során

Forrasztja a GPS modulok csapjait az arduino megfelelő csapjaihoz, körülbelül 3-4 cm (1-1,5 hüvelyk) hosszúságú huzalok segítségével, így a GPS modul kellően laza lesz ahhoz, hogy a hátlap másik oldalára hajtson.

Ellenőrizze és ismételten ellenőrizze az összes csatlakozás folytonosságát, hogy megbizonyosodjon arról, hogy minden megfelelően van bekötve.

Forró ragasztóval szerelje fel az SD -kártya modult, az Arduino Pro Mini -t és egyedi perforált kartonlapot a karton egyik oldalára, a GPS -modult és az antennát pedig a másikra.

Miután minden darabot megfelelően bekötött és a kartonra szerelt, ideje továbblépni a kódra.

5. lépés: A kód

Ez a kód fut a végső eszközön. Amíg ez a kód fut, a GPS modul LED -je villogni kezd, amint a gps javítja a több mint 3 műholdat. Az arduino panel LED -je egyszer felvillan, amint az arduino elindul, jelezve, hogy a CSV fájl sikeresen létrejött, majd időben villog a GPS LED -el, ha sikeresen ír a micro SD kártyára. Ha a micro SD -kártya LED -je nem inicializálható, és valószínűleg probléma van a vezetékekkel vagy a micro SD -kártyával.

Ez a kód minden program futtatásakor új CSV -fájlt hoz létre, és a „flightxx” feliratú lesz, ahol az xx 00 és 99 közötti szám, amely a program minden futtatásakor növekszik.

Ahhoz, hogy a táblázat aktuális időmezője helyes legyen, át kell alakítania az UTC -t (Coordinated Universal Time) a megfelelő időzónára. Számomra az érték UTC +2.0, mivel ez az az időzóna, ahol tartózkodom, de ez megváltoztatható a kódban az "időzóna" úszó megváltoztatásával.

6. lépés: Tesztelés, tesztelés, tesztelés

Mostanra rendelkeznie kell egy működő rendszerrel, ideje tesztelni, győződjön meg arról, hogy minden a várt módon működik.

Ha minden működik, és olyan eredményt kap a táblázatban, amely helyesnek tűnik, ideje finomhangolni. Például eredetileg a készüléket kábelkötegelővel szereltem a repülőgépem aljára, de némi vizsgálat után rájöttem, hogy ez körülbelül 40%-kal csökkenti az egyszerre látható GPS -műholdak mennyiségét.

Tesztelje a rendszert, győződjön meg arról, hogy minden működik, és szükség esetén finomítsa.

7. lépés: Adatok gazdagítása

Most, hogy megbízható rendszere van, ideje kitalálni, hogyan lehet ezeket az adatokat olvashatóbb módon megjeleníteni. A táblázat akkor megfelelő, ha a pontos sebességet szeretné megadni egy időben, vagy ha pontosan szeretné ellenőrizni, hogy a jármű hogyan viselkedett egy adott művelet végrehajtásakor, de mi van akkor, ha egy teljes repülést szeretne ábrázolni a térképen, vagy látni szeretné az egyes adatpontokat olvashatóbb módon itt hasznos az adatok gazdagítása

Ha olvashatóbb módon szeretné megtekinteni adatainkat, a google earth pro segítségével fogjuk használni, kattintson ide a letöltéshez.

Most a CSV -fájlt GPX -fájlgá kell alakítania, amelyet a Google Earth könnyebben olvashat a GPS -vizualizátor segítségével. Válassza ki a GPX kimenetet, töltse fel a CSV -fájlt, és töltse le az átalakított fájlt. Ezután nyissa meg a GPX fájlt a Google Earth -ben, és automatikusan importálja és ábrázolja az összes adatot egy szép repülési útvonalhoz. Ez további információkat is tartalmaz, például a címsort bármikor.

MEGJEGYZÉS: Eltávolítottam a hosszú, hosszú adatokat a fényképekről, mivel nem szeretném nyilvánosságra hozni a pontos helyemet

8. lépés: Következtetés és lehetséges javítások

Így mindenesetre nagyon örülök ennek a projektnek a sikeréhez. Örülök, hogy minden járatomról adatokkal rendelkezem. azonban van néhány dolog, amin dolgozni szeretnék.

Nyilvánvalóan azt akarom, hogy képes leolvasni a vezérlőfelületek pontos helyzetét. A hardver nagy része megvan ehhez, de engedélyeznem kell annak használatát a kódban. Van még néhány technikai kihívás, amelyet le kell küzdeni.

Szeretnék egy barométert is hozzáadni a pontosabb magassági adatokhoz, mivel jelenleg a gps magassági adatok nem tűnnek sokkal többnek, mint egy jól megalapozott találgatás.

Úgy gondolom, hogy jó lenne egy három tengelyes gyorsulásmérő hozzáadása, így pontosan láthatnám, hogy a gép mekkora g-erőt bír bármikor.

Esetleg hozzon létre valamilyen burkolatot. Jelenleg a kitett alkatrészekkel és kábelezéssel nem túl elegáns vagy robusztus.

Kérem, tudassa velem, ha bármilyen fejlesztéssel vagy módosítással találkozik a tervezésen, szívesen látnám őket.