Februari 2009
Översikt
Jag har drömt om att bygga en flygdator som inte bara styr flygsekvensen utan också loggar data ombord på en modellraket. Men jag måste gå innan jag kan springa, så jag började med en enkel GPS data logger (GPSDL) som bara är en del av min framtida flygdatoridé. Denna GPSDL sitter i en nyttolast eller nosekon av en raket under flygningen.
Min färdiga GPSDL väger 62 gram med strömförsörjningen och har en fotavtryck på 1,5 tum W x 3 tum L x 1 tum. Vikten av dataloggen kan reduceras ytterligare med .25 till .75 oz. genom att använda en enklare GPS-antenn än den som jag använde. Kostnaden kan köras från $ 100 till $ 200 beroende på hur försiktig en shoppare du är. Min kostnad var $ 200 för de delar som användes.
Designen är enkel, bestående av tre huvuddelar: en 5,5 g accelerometer, en BS2p mikrokontroller och en GPS-mottagare. En dellista, bilder, källkod och schematisk ingår.
GPSDL registrerar datum, tid, latitud, longitud, höjd, hastighet, kurs i grader och antal satelliter som står i kommunikation med mottagaren varje sekund i totalt 5 minuter. Källkoden som tillhandahålls registrerar två 5 minuters flygningar innan du måste ladda ner data. Detta är helt anpassningsbart för alla flygningar eller en 12 minuters flygning. Kommentarerna i källkoden förklarar inte bara hur man ändrar flygtiden, utan också vad programmet gör under hela körtiden. Källkoden delades upp i två program för att maximera mängden data som kunde lagras, vilket negativde behovet av en separat EEPROM. Det första programmet analyserar GPRMC och GPGGA GPS-meningarna för datapunkterna och skriver dem till minnet. Efter flygningen laddas det andra programmet för att läsa de datapunkter som är lagrade i minnet och skriver ut dem till din datorskärm. Datapunkterna kopieras slutligen till ett kalkylblad för omvandlingar och diagram.
Supplies:
Steg 1:
Mitt första steg var att bekanta mig med de delar som valts för att arbeta med genom att läsa databladet för GPS-antennerna och spendera lite tid på att lära sig hur man använder den fria IDE som Parallax tillhandahåller för att utveckla och ladda ner kod från min dator till BS2p-mikrokontroller via en seriell port. Det här är ganska enkelt och du kan lära dig hur man gör det på en kväll. Om du bara vill klippa och klistra in min kod på din mikrokontroller, handlar det om allt du behöver veta kodvis för att kretsen ska springa. Om du vill anpassa min kod eller rulla din egen, är PBASIC, vilket är det språk som BS2p körs på, troligen det enklaste språket att lära. Det finns flera onlineforum catering till Basic Stamp där hjälp är tillgänglig om du behöver det.
Steg 2:
Därefter bredde jag brädan i kretsen. Sedan satte jag upp min brödbräda på mystiket för att få en bra GPS-signal och utvecklade koden genom försök och fel.
Steg 3:
Efter att koden utvecklats och kretsen körde ganska snyggt på ett brödbräde, var det nödvändigt att duplicera det på en PCB liten och lätt nog för raketarbete. Det var inte nödvändigt, men jag etsade en anpassad PCB för min krets.
Steg 4: Funktion
Drift
Före lanseringen är den enda kommunikationen som finns mellan dig och GPSDL är den blinkande LED som ingår i GPS-antennens PCB. En blinkande LED betyder att mindre än 3 satelliter är inköpta, en stadig LED-signal som antennerna har förvärvat minst 3 av de 12 tillgängliga satelliterna. När du har visat att tre eller flera satelliter är förvärvade, laddas GPSDL in i raketen. Vid upplyftning är den 5,5 g normalt öppna, icke-låsande accelerometerns omkopplare momentant utlösad och signalerar mikrokontrollen för att logga 20 byte av GPS-data varje sekund i 5 minuter. När 5 minuter är klar återställs det automatiskt för att ta ytterligare 5 minuters data när accelerometerns brytare är avstängd igen. Du kan spela in två 5 minuters flygningar innan data måste laddas ner eller du kommer att skriva över data som redan samlats in. Strömförsörjningen är ett 300 mAh 7.4V Li-Po batteri. GPSDL behöver en stadig kost på 5V, och den körs i ca 3 timmar på full laddning med detta batteri. Ingen data går förlorad om strömmen går förlorad.Det enda sättet att data kan gå vilse är om det skrivs över. GPS-signaler kommer att passera genom plast, glas och kartong. - Staplarna av modellracketen. De enda saker som blockerar signalen är betong, metall eller i form av kraftigt regn eller snö - H20. De antenner som testades visade utmärkt Rx, även i en crowed, signallarmlig, stadsmiljö där jag bor.
Steg 5: Klar för flyg
Tyvärr har jag inte kunnat testa GPSDL med en verklig raketlansering. Det kommer att hända under de kommande veckorna. För att köra GPSDL skakar jag det manuellt för att köra accelerometeromkopplaren och ta data från min instrumentpanel när jag kör. GPSDL fungerar felfritt vid denna punkt. Jag kommer inte bara att lägga in reella flygdata utan en video av sin jungfruflygning till min hemsida snart. Jag skulle uppskatta några kommentarer om förbättringar till min källkod eller krets, särskilt när det gäller att minska dess storlek eller vikt.
.Spsp-källkodsfilerna är upplagda Du måste ladda ner gratis IDE från Parallax för att läsa dem ordentligt. De kan öppnas som en .txt-fil. ? Jag har också lagt upp en .pdf-fil i den här artikeln som innehåller källkoden.
Delar lista:
Parallax BS2p 24-stifts mikrokontroller
Parallax GPS Receiver Module
5,5 g icke-låsande, normalt öppen, accelerometerbrytare
Kvinna seriell port
JST batterikontakter x 3 par
10 k ohm motstånd
300 mAh 7.4 Li-Po batteri
Online-resurser:
www.parallax.com
www.polstargps.com
www.radioshack.com
www.aeroconsystems.com
www.hobbyzone.com
www.grandideastudio.com
www.embeddedflightcontrol.weebly.com
[email protected]
