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 Betreff des Beitrags: Telemetiesystem (Eigenentwicklung)
BeitragVerfasst: 02.08.2007, 11:08 
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Buschpilot
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Hi ich bin ganz neu hier im Forum und hab gleich mal ne Frage:

Hat jemand Interesse an einem Helikoptertelemetriesystem, denn ich bin gerade dabei eines für meinen Heli (DF 60) zu entwickeln. Das könnte ich dann wenn ich fertig bin (wird ca. September sein) hier als Freewareprojekt zur Verfügung stellen. Das soll heißen, jeder kann den Schaltplan oder die Platine verändern (vorrausgesetzt er versteht was davon) und das Telemetriesystem selbst zusammenbauen.

Nun habe ich diesne Thread aufgemacht um vielleicht einige Anregungen zu erhalten was noch möglich ist bzw. was fehlt. Hier einmal die Funktionen die ich plane zu integrieren

SkyUnit (am Heli montiert)

:arrow: Strommesser für den Hauptakku
:arrow: strommesser für einen weiteren Akku (Steuerakku) falls vorhanden
:arrow: Spannungsmesser für den Hauptakku
:arrow: Spannungsmesser für den Steuerakku
Aus diesen Werten kann bei angegebener Akkukapazität sehr zuverlässig die restliche Laufzeit des oder der Akkus bestimmt werden
:arrow: 8 Ausgänge zum Anschluss von Temperatursensoren (PTC Widerstände) um z.B. die Akkutemperatur, Reglertemperatur, Motortemperatur, Aussentemperatur etc. zu erfassen
:arrow: Barometrischer Sensor zum messen des Luftdruckes, damit kann man auf die Höhe schließen, da im Empfänger auch ein Drucksensor integriert ist.
:arrow: Magnetischer Drehzahlsensor (ein kleiner Dauermagnet wir auf die Hauptrotorwelle montiert und darunter in ca. 2mm Abstand ein der Chip
:arrow: 8 Kanal Lichtschaltung optimiert für High- Power Leds, z.B. um Positionslichter anzusteurn, die Blinkfrequenz kann von dauerleuchten bis zu 15 Blinkimpulsen pro Sekunde variiert werden
:arrow: 6 Kanal Servoüberwachung: Hier wird der aktuell benötigte Strombedarf des Servos gemessen. Hier kann dann reagiert werden wenn sich der Stromwert plötzlich ändert überwachung der Steuerimpulse bei PPM oder PCM. Weiters kann bei Ausfall eines Servos ein Notprogramm gestartet werden
:arrow: Ob dieses Feature möglich ist weis ich noch nicht: Eine Stickstoffkühlung die sich bei überschreiten der maximalen Temperatur an einer Komponente einschalten. Vorraussetzung dass dies Funktioniert ist eine Stickstoffpatrone, die so groß wie eine handelsübliche Kohensäurepatrone ist. Der Stickstoff ist in der Kapsel als komprimiertes Gas, d.h. bei ausdehnung kühlt sich das Gas ab, wodurch der Kühlungseffekt erreicht wird. Der kühle Stickstoff wird über ein dünnes Leitungssystem auf die Komponten Motor, Regler oder Akku geleitet und verhindert so erfolgreich das Abbrennen dieser.
:arrow: Weiters ist ein Notprogramm integriert, dass z.B. bei einem kurz vor einem Absturz die die Rotorblätter bremst, damit diese nicht mit voller wucht in den Boden fahren
:arrow: Optionale "Black Box" Funktion. D.h. Das Messystem zeichnet alle Messwerte auf dem Helikopter auf einer kleinen Speicherbank auf und kann dann ausgelesen werden.
:arrow: Überlastungsbegrenzung: Dient dazu dass der Hauptakku nicht explodiert, der Regler und der Motor nicht abbrennen

Ground Unit (Empfänger)

Wahlweise habe ich hier an eine Version mit einem Farbdisplay 3,5" oder einem Schwarz-Weiss display gedacht. Diese empfängereinheit übernimmt im Grunde den Empfang und die Verarbeitung der Daten. Hier ist eine USB Schnittstelle integriert um die gesammelten Daten am PC zu analysieren (z.B Fragen wieso bricht die Drehzahl ein?, sind hiermit einfach zu beantworten). Weiters können beliebe Werte als Grenzwerte einprogrammiert werden bei deren Überschreitung ein akkustischer und ein optischer Alarm ausgelöst wird.
Die Bedienung des empfängers beschränkt sich auf eine Menütaste, 4 Cursortasten und einem Zehnertastaurblock für einfache zahlenwerteingabe. Weiters kann die Werteanzeige individuell benannt werden, da die Zehnertastatur gleich wie beim Handy auch für Texteingaben genutzt werden kann.
Durch die verwendung von sehr schnellen ATMEL AVR Mikroprozessoren, die Im System Programmierbar sind, kann eine Softwareänderung auch bei bereits fertig aufgebauter Platine ohnme Probleme erfolgen. Für das Update wird die Empfängereinheit einfach an den PC angeschlossen, und überträgt dann die Daten per Funk an den Helikopter (der zu dem Zeitpunkt natürlich nicht fliegen sollte), oder aktualisiert die Software des Empfängers selbst. Weiters ist eine Versorgung des Empfängers wahleise mit Akkus oder einem Netzteil möglich

Funkverbindung

Es wird eine 434 MHz Funkverbindung eingesetzt. Jede Senderplatine hat einen eigenen Code (4Bit). Somit können 16 Helis mit der gleichen Funkfrequenz betrieben werden, da durch die 4Bit- Zahl der Empfänger genau erkennen kann von welchem Heli die Infomation kommt.

Dieses Projekt ist meine Diplomarbeit in Elektronik und Informationstechnologie und ist wie gesagt noch in der Entwicklung.

Die Treibenede Kraft für ein Telemetriesystem zu bauen lag darin, dass die Käuflichen bei weniger Funktionsumfang deutich teuerer sind. Mein System würde schätzungsweise in der Standardkonfiguration mit SW- Display unter 100€ mit Farb LCD erhöht sich dies aber auf bis zu 200€. Die Entwicklungskosten werden für mich bei ca. 300€ liegen!

Würde mich über ein Feedback freuen


Zuletzt geändert von GregorRudorfer am 10.08.2007, 11:07, insgesamt 1-mal geändert.

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Verfasst: 02.08.2007, 11:08 


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 12:05 
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Flieger Ass
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Hallo Gregor! Willkommen im Forum!

Wow, da hast du dir ja was vorgenommen - Respekt!

Ich fang einfach mal an, meinen Senf dazu zu geben. Eins vorab: die geplanten Features machen fast durchweg Sinn - also meine folgenden Vorschläge nicht als nörgeln auffassen!

GregorRudorfer hat geschrieben:
... hier als Freewareprojekt zur Verfügung stellen. Das soll heißen, jeder kann den Schaltplan oder die Platine verändern (...) und das Telemetriesystem selbst zusammenbauen.
Na, das ist doch mal ein Wort! Ich selbst als Maschinenbauer hab zwar nicht viel am Hut damit, aber hier gibt's ja genug Enthusiasten für Elektronik.

Zitat:
6. Barometrischer Sensor zum messen des Luftdruckes, damit kann man auf die Höhe schließen, da im Empfänger auch ein Drucksensor integriert ist.
Hmmm, da muss man ganz genau kalibrieren und den Luftdruck bei Null Meter auch referenzieren. Zudem schätze ich, dass die Höhen, die mit unseren kleinen Helis erklommen werden,damit nicht sehr genau ermittelt werden können. Vielleicht GPS-gestützt?
Zitat:
7. Magnetischer Drehzahlsensor (ein kleiner Dauermagnet wir auf die Hauptrotorwelle montiert ...
*haarespalt* Nimm 2 Permanentmagneten und montiere sie symmetrisch auf beide Seiten der HaRo-Welle, wg. Unwucht. Oder vielleicht 2 Hall-Sensoren?
Zitat:
10: Ob dieses Feature möglich ist weis ich noch nicht: Eine Stickstoffkühlung die sich bei überschreiten der maximalen Temperatur an einer Komponente einschalten.
Ich befürchte, durch so plötzliche Temp-Schocks (deltaT~~ 150K) wirst du die Komponenten wohl sehr stressen.
Zitat:
11. Weiters ist ein Notprogramm integriert, dass z.B. bei einem kurz vor einem Absturz die die Rotorblätter bremst, damit diese nicht mit voller wucht in den Boden fahren
Die Grundidee finde ich ja klasse. Aber Oh ha, wie willst du die Bremse denn bauen? Mit dem Freilauf in den meisten CP-Hubis hast du ja keine integrierte Bremswirkung. Und im Fall des Falles muss die Bremsung im Millisekundenbereich erfolgen - das hinzukriegen dürfte seeeehr schwierig sein...
Zitat:
13 Überlastungsbegrenzung: Dient dazu dass der Hauptakku nicht explodiert, der Regler und der Motor nicht abbrennen
Ja, kann man machen - die modernen Brushless-Regler haben aber sowieso einen entsprechenden Schutz eingebaut (soweit ich weiß).

Zitat:
Ground Unit (Empfänger)
... Hier ist eine USB Schnittstelle integriert um die gesammelten Daten am PC zu analysieren (z.B Fragen wieso bricht die Drehzahl ein?, sind hiermit einfach zu beantworten). Weiters können beliebe Werte als Grenzwerte einprogrammiert werden bei deren Überschreitung ein akkustischer und ein optischer Alarm ausgelöst wird...
Klingt guuuut!

Abschließende Frage: von welchem zusätzlichen Gewicht am Heli reden wir hier?

Jedenfalls viel Erfolg mit der Diplomarbeit wünscht

jasper07

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*Warum ein Pinguin mein Avatar ist? - Pinguine können auch nicht fliegen, aber gut aussehen!*


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 12:26 
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"Pour le Mérite" Träger
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Hallo,
na da hast Du ja etwas vor.

Ok Punkte 1-7 machen durchaus Sinn

Punkt 8 ist Geschmackssache

Punkt 9 hmm hört sich nicht schlecht an. Ich habe jedoch ungern etwas zwischen mir und dem Servo was die Funktion verändert.

Punkt 10 Warum Fehler im Setup durch einen "Feuerlöscher" beseitigen?
Nee so was würde ich mir nicht einbauen.

Punkt 11. Wie willst Du das machen??? Scheibenbremse auf der HRW??
Bedenke die Kräfte die der drehende Rotor hat. Wenn Du den Rotor abbremst, dreht sich halt der Hubi.
Ist gefährlicher Quatsch.

Punkt 12 ok

Punkt 13 Sollte der Regler bereits haben. Ansonsten was würde bei einer Überlast passieren??
Verwende einen ordentlichen Akku, Regler, Motor. Dann passiert da auch nix.
Du versuchst das Problem durch eine Umgehungslösung abzudämpfen, ohne das Problem anzugehen.
Wenn etwas zu warm wird, stimmt das Setup nicht!

Gruß Ralf

_________________
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Mehr Infos unter www.ralf-c.de


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 12:26 
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Hallo

Die barometrischen Sensoren müssen nicht kalibriert werden. Es ist ja ein Sensor am Heli und einer im empfänger. Diese geben ein digital sehr gut aufbereitetes signal aus, und haben eine minimale Ungenauigkeit. Mit ihnen kann man sogar als 1m Höhenunterschied ermitteln! Nun erhält der empfänger vom Helidurcksensor die Daten, vergliecht sie mit dem internen sensor und errechnet die Differenz. Dadurch kann er die Höhe errechnen.

Ja meim Magnetischen Sensor wird ein Hall Element (im Chip verwendet) Dazu brauche ich nur einen Magneten. Bezgl. Unwucht: Wenn dies in zu großes Problem ist, kann man das auch optisch machen, was ich nach deiner Argumentation jetzt für schon fast sinnvoller halte. dann Braucht man nur mit einem Permanentmarker einen Strich auf die rotorwelle zeichnen und eine Mini-Lichschranke zählt die Impulse, die dann von einem Schmitt- tigger aufbereitet werden

Bzgl. Temp schock für die Komponenten. Es ist ja nicht sinn und Zweck gleich die volle Ladung Stickstoff daraufzublasen, es sollte vielmehr ein reglbares Ventil sein, das die Komponenten leicht Kühlt, dass sie halt nicht überhitzen. Das ist mir schon Klar das temperaturschocks die Schaltung (des Reglers) womoglich in undefinierte Zustäne versetzt.

Das mit der Bremse muss ich mir auch noch genauer Überlegen. Aber vielleicht braucht man ja keine Bremse, sondern geht das Problem auf andere Weise an. Man könnte ja die Servos in eine vorprogrammierte Position fahren, sodass das Modell nicht wie ein Stein zu Boden donnert. Das würde natürlich einen gewissen Rechenaufwand erfordern, und durch die Priorität des Prozesses müsste ein eigener Mikroprozessor für die Notfunktionen her.

Das Gewicht wird nicht so tragisch sein, da alles in SMD Bauweise ist (die moderenen AVR Chips bekommt man gar nicht mehr anders). Also ein Heli mit 500-600mm Rotordurchmesser sollte damit überhaupt keine Probleme haben


Zuletzt geändert von GregorRudorfer am 02.08.2007, 15:09, insgesamt 2-mal geändert.

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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 12:41 
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Kraftei hat geschrieben:
Punkt 9 hmm hört sich nicht schlecht an. Ich habe jedoch ungern etwas zwischen mir und dem Servo was die Funktion verändert.


Die Servos sind direkt durchverbunden, es wird ausser man will eine Fail-Safe Funktion haben, nichts an den Daten zum servo verändert. es ist lediglich ein 0,01Ohm Widerstand in die servozuleitung in Serie geschaltet um den Strom zu Messen den der Servo zieht und die Steuerleitung wird vom Mikrocontroller überwacht, der einen Interenen Widerstand von 100MOhm gegen Masse hat
Kraftei hat geschrieben:

Punkt 10 Warum Fehler im Setup durch einen "Feuerlöscher" beseitigen?
Nee so was würde ich mir nicht einbauen.


Kraftei hat geschrieben:
Du versuchst das Problem durch eine Umgehungslösung abzudämpfen, ohne das Problem anzugehen.
Wenn etwas zu warm wird, stimmt das Setup nicht!


Ich habe hier im Forum schon viel darüber gelesen, dass Motoren bzw. Regler auch mit Korrekten Einstellungen ihren Geist aufgegeben haben, jedoch wie ich schon am anfang sagte, bin darüber ob ich das machen soll oder nicht noch sehr unsicher.


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 12:48 
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Tolle Sache! Mal abgesehen von der Funktionalität: Lässt sich schon beziffern, was so etwas kostet? Viele Funktionen sind ja bereits in Geräten enthalten, die über eine komfortable USB-Anbindung zum Auslesen verfügen. Nur eben nicht zum Live-Übertragen. Aber das werde ich parallel sowieso nicht koordiniert bekommen...

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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 13:24 
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Buschpilot
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Ich habe vor verschiedene versionen zu erstellen, die Version mit dem Farb LCD kostet rund 140 Euro, die Standardversion wird um die 70 kosten, kann aber noch nicht genau sagen wieviel es wirklich sein wird. Weiters wären da noch die Kosten für die Erstellung der Platine, die ich nicht selbst sondern von einem professionellen Leiterplattenhersteller herstellen lassen werde. Hier ist es immer so, dass wenige Platinen insgesamt teuerer sind als z.B. eine Kleinserie mit 10 oder 100, sodass man dies auch noch berücksichtigen muss. Weiters gibt es hochstwahrscheinlich auch immer wieder Preisschwankungen auf dem Elektronikkomponentenmarkt. So ist eine genau Preiskalkulation vorallem zu jetzigen Zeitpunkt, wo noch nicht ganz abeklärt ist, welche Funktionen das haben soll sowieso nur eine sehr grobe Kalkulation!

John Heli hat geschrieben:
Viele Funktionen sind ja bereits in Geräten enthalten, die über eine komfortable USB-Anbindung zum Auslesen verfügen. Nur eben nicht zum Live-Übertragen. Aber das werde ich parallel sowieso nicht koordiniert bekommen...


Was meinst du damit?


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 13:38 
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Hallo Gregor,

erst mal herzlich willkommen unter den Heli-Fliegern in diesem Forum.

Als ich diesen Thread am Anfang nur überflogen hatte, dachte ich mir, was das wohl noch mit Modellbau oder Heli-Fliegen zu tun hat. Nachdem ich mir deine Beschreibung aber genauer angeschaut habe, ist mir aufgefallen, dass einige Punkte auch für unsere >Minis< durchaus Sinn machen würden, wie z.B. Drehzahlermittlung, Strom- und Spannungsmessung, Überlastschutz und vielleicht auch noch eine Black-Box zur Auswertung (wobei auch da der Höhenmesser und die Servo-Auswertung durchaus Sinn machen würden).

Das mit der Stickstoff-Not-Kühlung würde ich allerdings lieber sein lassen, könnten doch die dabei beanspruchten Teile ganz schön heftig überreagieren. Sinnvoller wird es sein, den eigentlichen Problemen auf die Schliche zu kommen - wie das gerade durch ein Auswerten einer Black-Box möglich wäre.

Inzwischen könnte ich mir auch gur vorstellen so etwas in meinen Heli zu integrieren, hängt natürlich stark vom Kostenaufwand mit ab - die Aufzeichnungen einer Black-Box würden schon mal interessieren, vor allem dann, wenn mal wieder was schiefgeht und zur Bruchlandung führt.

So wie ich das aber sehe, hält sich das mit den Kosten in realisierbare Grenzen - also interessiert bin ich an deinem Vorhaben.
Grüßle Marco

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Zuletzt geändert von testpilot am 03.08.2007, 08:34, insgesamt 1-mal geändert.

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Hallo Gregor,
grundsätzlich finde ich dass dies ein hervorragendes Projekt ist. Da ich selbst zumindest ein wenig von Elektronbik und AVR Programmierung verstehe, wäre ich auf jeden an diesem Projekt SEHR interessiert.
Als Flugversuchsing bin ich natürlich immer interessiert, was sich so am Hibschrauber tut.
Welche Features jeder Einzelne ausbaut und nutzt bleibt ja jedem einzelnen überlasse.

Hast du vor nur die Schaltpläne, Platine(n) und den AVR Code zur Verfügung zu stellen, oder wirst du komplette Bausätze anbieten? Letzteres wär für den Einzelnen sicher besser, dann würde das Zusammensuchen der passenden Bauteile entfallen.

Halte und (mich) bitte auf dem Laufenden.

Viele Grüße
Walter

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P.S.
Hallo Gregeor, hab noch was vergessen:
Besitzt dein System auch einen Datenspeicher oder werden die Daten "nur" an die Bodenstation übertragen und müssen dort gespeichert werden.
In beiden Fällen: Wie hoch wäre die Datenrate und die Speicherzeit (abhängig von der Datenrate).

Grüße
Walter

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GregorRudorfer hat geschrieben:

John Heli hat geschrieben:
Viele Funktionen sind ja bereits in Geräten enthalten, die über eine komfortable USB-Anbindung zum Auslesen verfügen. Nur eben nicht zum Live-Übertragen. Aber das werde ich parallel sowieso nicht koordiniert bekommen...


Was meinst du damit?

Schau Dir mal die Datenlogger von Emotec an. Diese haben zwar keine Funkübertragung, aber sind mit Hilfe von Software am PC auszulesen. Wie der Name schon sagt, loggen sie und haben nur eine Übertragungsmöglichkeit per Kabel.

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John Heli hat geschrieben:
Diese haben zwar keine Funkübertragung, aber sind mit Hilfe von Software am PC auszulesen.

OK, Korrektur, es gibt mittlerweile auch Datenlogger mit Funkübertragung auf 433MHz und 2,4GHz. Die Entwicklung überholt einen echt.

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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 14:18 
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hallo w_else

Grundsätzlich habe ich vor das Gerät als ABausatz zu verschicken, wenn es wer selbst zusammenbauen will. Dieses Packet beinhaltet dann die Platinen, die Bauteile, und je eine Bau- und bedienungsanleitung ( inkl. schaltung).

Bzgl. datenspeicher. Der Hauptdatenspeicher befindet sich auf dem Heli. er speichert die Daten die gerade an die Bodenstation gefunkt werden. Weiters besitzt das System auch eine Pufferspeicher für die Datenübertragung, der aber aufgrund der hohen Übertragungsrate 20000 Bits/s = ca. 2,44KB/s nicht besonders groß sein muss (für Messwerte reicht das aus). Wenn du dich für das funkmodul interessierst, kannst du auf folgender Website mher erfahren

http://www.rfsolutions.co.uk/acatalog/F ... dules.html

Vielleicht gibts bald ein paar schaltpläne von mir

LG Gregor


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BeitragVerfasst: 02.08.2007, 14:27 
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Hallo Gregor,
interessieren würde mich noch die Samplrate für die einzelnen Kanäle(möglicherweise unterschiedlich wählbar??)

Grüße
Walter

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Der Messwert selbst wird 32 mal abgetastet und aus diesen 32 wird dann ein Mittelwert gebildet der dann übertragen wird (das minimiert Messfehler) und das geschieht 1 bis 10 mal in der Sekunde (einstellbar). Ich weis aber noch nicht ob ich eine Funktion einbaue, mit dem man verschiedenen Messwerten unterschiedliche Abtastfrequenzen zuordnen kann z.B 1 Messwert 100Mal in der Sekunde, dafür einen anderen weniger oft. Weil am Ende dürfen nur soviel Daten produziert werden, wie über die Funkverbindung übertragen werden kann minus einem kleinen Puffer, damit bei übertragungsfehlern, gewisse Bytes nochmal gesendet werden können.


Zuletzt geändert von GregorRudorfer am 03.08.2007, 08:17, insgesamt 2-mal geändert.

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