Februar 2009
Überblick
Ich habe davon geträumt, einen Flugcomputer zu bauen, der nicht nur die Flugsequenz steuert, sondern auch Daten an Bord einer Modellrakete aufzeichnet. Aber ich muss erst laufen, bevor ich laufen kann. Deshalb habe ich mit einem einfachen GPS-Datenlogger (GPSDL) begonnen, der nur ein Teil meiner zukünftigen Flugcomputer-Idee ist. Diese GPSDL wird während des Fluges in einer Nutzlastbucht oder einem Bugkegel einer Rakete sitzen.
Meine fertige GPSDL wiegt 62 Gramm mit dem Netzteil und hat eine Grundfläche von 1,5 Zoll B x 3 Zoll L x 1 Zoll D. Das Gewicht des Datenloggers kann um 0,25 bis 0,75 Unzen weiter reduziert werden. durch die Verwendung einer einfacheren GPS-Antenne als der von mir verwendeten. Die Kosten können zwischen 100 und 200 US-Dollar liegen, je nachdem, wie vorsichtig ein Käufer ist. Meine Kosten betrugen 200 Dollar für die verwendeten Teile.
Das Design ist einfach und besteht aus drei Hauptteilen: einem 5,5 g-Beschleunigungssensor, einem BS2p-Mikrocontroller und einem GPS-Empfänger. Eine Stückliste, Bilder, Quellcode und ein Schaltplan sind enthalten.
Die GPSDL zeichnet das Datum, die Uhrzeit, den Breitengrad, den Längengrad, die Höhe, die Geschwindigkeit, den Kurs in Grad und die Anzahl der Satelliten auf, die pro Sekunde für insgesamt 5 Minuten mit dem Empfänger in Verbindung stehen. Der bereitgestellte Quellcode zeichnet zwei 5-minütige Flüge auf, bevor Sie die Daten herunterladen müssen. Dies ist vollständig anpassbar für eine beliebige Anzahl von Flügen oder einen einzelnen 12-Minuten-Flug. Die Kommentare im Quellcode erläutern nicht nur, wie diese Flugzeit geändert werden kann, sondern auch, was das Programm während der gesamten Laufzeit tut. Der Quellcode wurde in zwei Programme aufgeteilt, um die Datenmenge zu maximieren, die gespeichert werden konnte, sodass kein separates EEPROM erforderlich war. Das erste Programm analysiert die GPRMC- und GPGGA-GPS-Sätze nach den Datenpunkten und schreibt sie in den Speicher. Nach dem Flug wird das zweite Programm heruntergeladen, um die im Speicher abgelegten Datenpunkte zu lesen und auf Ihrem PC-Bildschirm auszudrucken. Die Datenpunkte werden schließlich für Konvertierungen und Grafiken in eine Tabelle kopiert / eingefügt.
Zubehör:
Schritt 1:
Mein erster Schritt bestand darin, mich mit den ausgewählten Komponenten vertraut zu machen, indem ich das Datenblatt für die GPS-Antennen las und einige Zeit online lernte, wie man die kostenlose IDE von Parallax verwendet, um Code von meinem PC zu entwickeln und auf den BS2p-Mikrocontroller herunterzuladen über eine serielle Schnittstelle. Das ist ganz einfach und Sie können lernen, wie man das an einem Abend macht. Wenn Sie meinen Code einfach ausschneiden und in Ihren Mikrocontroller einfügen möchten, ist dies alles, was Sie Code-bezogen wissen müssen, um die Schaltung zum Laufen zu bringen. Wenn Sie meinen Code anpassen oder Ihren eigenen erstellen möchten, ist PBASIC, die Sprache, auf der das BS2p läuft, wahrscheinlich die am einfachsten zu erlernende Sprache. Es gibt mehrere Online-Foren, die sich mit dem Basic Stamp befassen, in denen Sie bei Bedarf Hilfe erhalten.
Schritt 2:
Als nächstes habe ich die Rennstrecke durchgebacken. Dann setzte ich mich mit meiner Monstrosität auf die Fensterbank, um ein gutes GPS-Signal zu erhalten, und entwickelte den Code durch Ausprobieren.
Schritt 3:
Nachdem der Code entwickelt worden war und die Schaltung auf einem Steckbrett recht gut lief, musste ich sie auf einer Leiterplatte duplizieren, die klein und leicht genug für Raketenarbeiten war. Es war nicht notwendig, aber ich ätzte eine benutzerdefinierte Platine für meine Schaltung.
Schritt 4: Betrieb
Operation
Vor dem Start besteht die einzige Kommunikation zwischen Ihnen und der GPSDL in der blinkenden LED auf der GPS-Antennenplatine. Eine blinkende LED bedeutet, dass weniger als 3 Satelliten erfasst werden. Eine durchgehend leuchtende LED signalisiert, dass die Antenne mindestens 3 der 12 verfügbaren Satelliten erfasst hat. Sobald Sie sehen, dass drei oder mehr Satelliten erfasst wurden, wird die GPSDL in die Rakete geladen. Beim Abheben wird der normalerweise geöffnete, nicht verriegelnde 5,5 g-Beschleunigungsmesser-Schalter kurzzeitig ausgelöst und signalisiert dem Mikrocontroller, 5 Minuten lang jede Sekunde 20 Byte GPS-Daten zu protokollieren. Sobald 5 Minuten vergangen sind, setzt es sich automatisch zurück und nimmt weitere 5 Minuten Daten auf, sobald der Beschleunigungsmesser erneut betätigt wird. Sie können zwei 5-minütige Flüge aufzeichnen, bevor Daten heruntergeladen werden müssen, oder Sie überschreiben die bereits gesammelten Daten. Das Netzteil ist ein 7,4 V Li-Po-Akku mit 300 mAh. Der GPSDL benötigt eine konstante 5-V-Versorgung und läuft mit diesem Akku bei voller Ladung ungefähr 3 Stunden. Bei Stromausfall gehen keine Daten verloren.Daten können nur verloren gehen, wenn sie überschrieben werden. GPS-Signale werden durch Plastik, Glas und Pappe übertragen. - Die Grundvoraussetzungen für Modellraketen. Das einzige, was das Signal blockiert, ist Beton, Metall oder in Form von starkem Regen oder Schnee - H20. Die getesteten Antennen zeigten selbst in einer überfüllten, lauten, städtischen Umgebung, in der ich wohne, eine hervorragende Empfangsqualität.
Schritt 5: Bereit für den Flug
Leider konnte ich die GPSDL nicht mit einem tatsächlichen Raketenstart testen. Das wird in den nächsten Wochen passieren. Um die GPSDL zu starten, schüttle ich sie von Hand, um den Beschleunigungssensor auszulösen und während der Fahrt Daten von meinem Armaturenbrett abzurufen. Die GPSDL funktioniert an dieser Stelle einwandfrei. Ich werde in Kürze nicht nur echte Flugdaten, sondern auch ein Video des Jungfernfluges auf meiner Website veröffentlichen. Ich freue mich über Feedback zu Verbesserungen an meinem Quellcode oder meiner Schaltung, insbesondere zur Reduzierung der Größe oder des Gewichts.
Die .bsp-Quellcodedateien werden veröffentlicht. Sie müssen die kostenlose IDE von Parallax herunterladen, um sie richtig lesen zu können. Sie können als TXT-Datei geöffnet werden. ? Ich habe auch eine PDF-Datei dieses Artikels gepostet, die den Quellcode enthält.
Liste der Einzelteile:
Parallax BS2p 24 Pin Mikrocontroller
Parallax GPS-Empfängermodul
5,5 g nicht verriegelnder, normalerweise offener Beschleunigungsmesser-Schalter
Weibliche serielle Schnittstelle
JST-Batterieanschlüsse x 3 Paar
10 kOhm Widerstand
300 mAh 7.4 Li-Po Akku
Internetquellen:
www.parallax.com
www.polstargps.com
www.radioshack.com
www.aeroconsystems.com
www.hobbyzone.com
www.grandideastudio.com
www.embeddedflightcontrol.weebly.com
[email protected]
