![]() |
KartingPC - Бортовая электроника для карта
Вложений: 4
Привет Всем!
С ребенком собираем карт, сама машина уже почти закончена, скоро поедем :) Вложение 30715 Вложение 30716 Пока с ее сборкой образовался временный застой, в голову пришла идея сделать бортовую электронику. Основные ее задачи такие: 1. Мониторинг телеметрической информации (скорость, обороты и т.п.) и передача ее на удаленное устройство. + возможно на "доску приборов" Интересно посмотреть различные параметры пока ребенок катается, машина строится чисто для обучения, для гонок она не пойдет, поэтому никаких ограничений по весу и прочему у меня нет)) 2. Активная безопасность (отсечка по скорости, возможность остановить карт удаленно) Ребенок маленький, поэтому мне нужна уверенность что он не разгонится и не въедет куда-нибудь. Перебрав кучу решений по мониторингу, пришел к роутерам :) Мелкий и мощный аппарат с практически всем что нужно на борту. Система построена на базе роутера TP-link MR-3020 в его задачи входит обработка собранной информации, генерация динамических web страниц и передача этого всего по wi-fi на мой телефон))) Роутер работает в паре с Atmega8 которая занимается собственно сбором информации с датчиков и управлением различными выходами. Вложение 30717 Корпус от старого китайского инвертера, хоть на чтото он сгодился)) Вложение 30718 Антенну пришлось вынести из металического корпуса Пока Atmega считывает только данные с термодатчика (воткнут в порт) в ближайшее время научу ее определять скорость и обороты двигателя Роутер работает на прошивке OpenWrt и с Atmega связан через встроенный ком порт. С Web интерфейсом уже более менее разобрался, т.е. связка (датчик - Atmega - Роутер - Телефон) уже работает. |
Вложений: 5
Теперь о датчиках скорости..
Встал вопрос об измерении скорости вращения колес) Вариантов перебрал много, но хотелось чего-нибудь по проще, по изящнее) 1. Геркон - так делают на великах, да и как потом выяснилось на многих машинах. оказывается геркон не такой уж и медленный, частота срабатывания у многих доходит до 1000Гц О_о) И ресурс у них приличный, но решение это мне както не по душе) 2. Опто-датчики - Не подходят из-за грязи в которой они не очень хорошо работают 3. Датчики холла - на этом я и остановился. Есть вариант с датчиками от жигулей, но лень ехать на рынок))) ищем что есть из того что под рукой. Оказывается длатчиков куча) в Флопиках и CD приводах. Выковорил, спаял, работает.. но так себе( датчики там аналоговые, приходится подключать через операционник, а у него задавать порог, провозившись два вечера с подбором резисторов плюнул на это гиблое дело. ищем дальше.. куллеры (ведь в каждом стоит датчик холла) разобрал один, снял обмотки, подключил к выводу оборотов.. работает! но в нем микросхем куча, громоздко( Вложение 30719 изучаем второй (верхний на фото) )) куллров куча целая на работе неисправных;) тоже неудача, чем круче куллер - тем больше в нем деталей)) тогда ищем самый дешевый.. от HDD например. Вот оно, деталей почти нет) Вложение 30720 На фотках видно квадратную четырехногую микруху, она то нам и нужна. Вытаскиваем потроха, как и предполагалось деталей нет. Вложение 30721 Паяем опытный образец, питание и светодиод.. Вложение 30722 Работает! Пролет магнита одним полюсом включает светодиод, другим полюсом выключает. Магниты можно использовать кольцевые от флопиков.. они много полюсные, светодиод мигает прилично часто, однако в месте разрыва магнита (по фотке видно) у одного из имеющихся магнитов что то с полем не так, нету его там( Вложение 30723 но я скорее всего неодимовые магниты приклею на ось, так проще и работает датчик с ними на расстоянии 1,5см Теперь разбираюсь с тем как программно реализовать расчет скорости, считать количество пиков в секунду, или время между пиками.. копаем дальше) |
Вложений: 3
Очень-очень интересная тема. У товарища есть подобный аппарат и то же назначение - обучение ребёнка, соответственно те же задачи. Постараюсь подтянуть товарища в эту ветку, хотелось бы больше подробностей, да и может сможем помочь в некоторых вопросах. Ниже фоты его подопытного аппарата
|
Вот он я(чей картинг в смысле), давно мечтал о телеметрии, готов помогать, сам могу немного писать в bascom ну если для атмеги.
|
Вот и заинтересованные лица подтягиваются. Теперь надо составить список хотелок и можно потихоньку приступать к реализации))).
|
Отлично) Очень рад что комуто это интересно:)
Пока необходимо определить что в итоге по мониторингу мы хотим получить. От этого зависит и возможная реализация алгоритмов (например для логов достаточно получение оборотов двигателя раз в секунду и нет особого смысла перегружать проц более быстрой обработкой. Если выводить на приборы то обновление будет редким, некрасиво както) Пока что я для себя определил.. Моточасы работы двигателя; температуры двигателя и воздуха; Обороты двигателя; Скорость (возможно с двух колес); Время круга По хорошему все должно писаться в Лог, для возможности анализа потом. только я не сильно понимаю что по этим данным можно сказать; опыта не хватает( Чисто теоретически несколько графиков скорости, например, можно наложить на конфигурацию трассы и таким образом понять где можно было ехать быстрее, где слабые места.. |
Время круга наверное это "внешний" параметр по отношению к карту? Он же сам его не сможет посчитать - только совместно с фотофинишем?
Если для обучения - я бы мониторил еще педальки тормоз/газ и положение руля - потом с сыном можно будет детально разобрать почему он в поворот с сильным заносом влетел, ну или еще чего там :) В идеале это все записывать на видео (не обязательно с карта) и синхронизировать по времени с логами - тогда просмотр "как катались" будет нагляднее :) |
Если фотофиниш рассматривать как систему то состоять она должна из датчика, системы подсчета времени и системы вывода информации;
На картинге уже почти все есть) осталось прикрутить к бортовой электронике некий датчик для определения "финиша" есть вариант сделать коробочку генерирующую узкий модулированный ИК луч и установить ее на финише, а на карте повешать датчик этого луча. Весь этот мониторинг помоему безссмыслен без "доски приборов" на самом карте; Я когда гонял (ледовые кольцевые гонки) на своей машине, то на тренировках запоминал максимальную скорость прохождения каждого участка трассы. но у меня был спидометр; я имел возможность контролировать скорость) А с картом получается странно, смотрим по логам или удаленно что скорость в повороте низкая/высокая, однако ребенок с самого карта ничего этого не видит, и никак не может точно контролировать ту-же скорость, поскольку спидометра нет и опыта чтоб определить скорость "на глаз" тоже нет; |
В микроне(профессиональны картинговый бк) так и сделанно коробка с ик и датчик на карте, и на бк высвечивается круг и его отношение к предыдущему +или- ну типа быстрее или медленнее.
Дистанционная телеметрия это высший уровень, на мостике все можно спокойно видеть и анализировать. По датчикам кроме параметров двигателя обороты, температура, состав смеси, интересны датчики, угол поворота руля, усилие или ход нажатия тормозной педали, ход педали газа , спидометр , но самое главное ко всему этому G сенсор(измеритель ускорения), я попозже опишу как все это обычно обрабатывается. Чем на данном этапе я могу помочь, отсыпте работы. |
Смотрел профессиональную телеметрию.. круто конечно, единственное что не понравилось это их ЖК дисплеи на которых практически ничего не видно. Рули F1 в этом смысле гораздо информативней;
И Так сенсоры подключенные к системе Датчик температуры двигателя (-55/+125C) Датчик температуры воздуха (-55/+125C) Обороты двигателя (500-15000об/мин) Скорость задней оси (0-140км/ч); Скорость передней оси (надо ли?) Датчик "круга" (непонятки с точным определением времени) Датчик положения педали Газа Датчик положения педали Тормоза Датчик положения педали Руля G-Сенсор Датчик состава смеси (пока вообще не понятно как его прикрутить) Смотрите диапазоны измеряемых значений и если что корректируйте, поскольку для моей задачи диапазонов хватит в разы меньше)) Теперь о главном; Мы никогда не добьемся тойже производительности что и у проф телеметрии. при нашей реализации системы сенсоры будут считываться периодически (N раз в сек) слабым местом у нас является как использование медленных процессоров так и сам роутер, да и возможности WiFi канала не безграничны. теперь задача определить это N для каждого сенсора.. Поступление данных с какой частотой необходимы/желательны? Еще нужна инфа как потом все это обрабатывается, поскольку общей картины я пока не представляю. |
Доска приборов.
Я буду делать на светодиодных сегментных индикаторах, их лучше видно днем; но большое их количество усложняет конструкцию Мне кажется достаточным вывод скорости + оборотов (либо как на F1 оборотов оптимального переключения) Для этого нужно всего 3-4цифры + линейка светодиодов. Если выводить время круга и еще куча всего то проще взять ЖК дисплей, но мне эта идея не нравится. да и пилоту (особенно ребенку) эти данные не нужны; Если уж сильно круто делать то проще организовать по WiFi аудио канал, и сообщать пилоту эти данные; однако я прока не нашел возможностей реализации данной идеи;) |
Андрейр, если у вас есть возможность/желание создавать подобную систему то уже сейчас можно взять роутер и обкатать его на карте в реальных условиях
поскольку неизвестно как wi-fi будет вести себя на большой скорости и какую реальную дальность мы получим; |
Цитата:
|
Я тоже не сильно то и крут в программировании AVR:). Последнее время пишу на CdoeVision AVR.
Роутер я так понимаю без разницы какой, я брал MR3020 именно изза его размеров, ну и большого числа "модов" в инете. С ним я уже более менее разобрался, могу подсказать по прошивке и некоторым нюансам; с другими не знаю) Атмега8 вполне может кончится раньше, портов там уже впритык хватает, на всякий случай нашел Атмегу32, портов хватит а вот с производительностью я не уверен. |
Вложений: 3
Зацените идею индикационного блока) "Photoshop maked"
причем из корпуса роутера;) Показывать может в нескольких режимах; Скорость + линейка оборотов, или оборотов переключения Вложение 30776 можно показывать скорость + тахометр (может еще чтото) Вложение 30777 А так показывает "преимущество" на круге (в сравнении с пред. кругом) +01:47:681 это круто конечно) Вложение 30778 Секндомер в реальном времени показывать мало вероятно. слишком часто данные обновлять; а вот +/- от круга можно показать, и практически без лишних индикаторов. |
Вложений: 5
И так, за это время сделано)
1. проект полностью переехал на Atmega32. Больше портов, более свободный монтаж. Появилась возможность, например, вывести диагностические светодиоды которые на 8-ке при всех наших хотелках уже просто некуда было запихать Вложение 31110 2. Система получила независимое питание 7-40В. Блок питания собран на LT1076CT. Вложение 31111 Все собрано по типовой схеме. и настроено на 5,05В Вложение 31113 3. Сделан индикационный блок. т.к. мне менее интересна индикация оборотов, чтоб не делать дополнительные лампы, светодиоды объединили в группы. полоса индикации оборотов на них тоже выводится довольно информативно, однако появляется возможность индикации ошибок и неисправностей, зажигая например одну красную лампу Вложение 31114 Работает все по 4м проводам (питание+интерфейс), интерфейс собственный, довольно простой и абсолютно не требовательный к скорости. Вложение 31112 Индикатор собран на Tiny2313, одна тинька тянет 6-7 сегментных индикаторов, в индикационном блоке их будет 2 (пока работает только один) Яркость индикаторов не достаточна при ярком свете, с этим пока боремся) |
Сегодня произвели тесты дальности :)
результаты следующие: 1. Телефон ~~ Блок Мониторинга. работает на расстоянии около 50 метров 2. Ноутбук ~~ Блок. метров 100 А вот связка 3. Ноутбук - Роутер ~~ Блок. показала дальность почти в 300 метров, это при том что роутер был полудохлый, с какойто недоантенной)) За исключением нескольких сбоев, причины которых выясняются, система работает стабильно. При сокращении расстояния связь восстанавливается, и данные продолжают мониторится Так что идея удаленного мониторинга имеет право на жизнь)))) На данный момент система мониторит 8 Аналоговых входов, до 4х датчиков температуры. Наконец сделаны внутренние часы (их точность хода пока никчерту) Работаем дальше... |
Вложений: 2
Поскольку блок показал очень хорошие результаты при работе от батарей, решено установить внутрь корпуса li-po батарею, а раз так то нужна система контроля ее заряда; чтоб не угробить ;)
Один из аналоговых входов использовали для контроля напряжения батареи, также сделана возможность отключения питания блока. Продолжаем эксперименты.. Теперь займемся логами) Паралельно развлекаемся с Web интерфейсом. Вложение 31150 Учимся выводить информацию в различных видах. Вложение 31151 |
Красиво, а у меня пока времени нет вплотную заняться.
|
Красиво то оно может и красиво, но чет не то(
посмотрел на проги Motec для анализа логов по заезду. понял примерно как это все можно анализировать, задумался о том что "строю". И так, раз уж эта тема превратилась в мой монолог( буду критиковать себя сам.. На данный момент Atmega передает роутеру посылки об изменениях параметра в формате #00:00:00.000 SNx VAL; т.е. время/сенсор/значение; вроде как логично, но.. При скорости порта 19200 мы имеем 1745 байт/сек или примерно 70 посылок в секунду теперь поделим на количество параметров (к примеру минимум 10) и получим 7! т.е. изменеие одного параметра мы можем мониторить каждые 142мс А при скорости 80км/ч машина за это время пролетит 3 метра!!! Еще одним недостатком является опрос медленной шины 1-Wire с которой на опрос термодатчиков мы вынуждены тратить 750мс т.е. пока опрашивается дачик вы пролетаем 16,5 метров! В связи с этим думаю теперь как: 1 оптимизировать передачу с Атмеги на роутер, хотябы до 45мс 2 избавится от медленных шин. есть вариант вынести их на отдельный проц 3 избавится от транзита данных роутер-атмега-дисплей, подключив дисплей напрямую к роутеру 4 оценить надобность/возможность подключения к системе GPS приемника |
Цитата:
Просто дело новое, вот и нету вала советов/замечаний. Что касается пере дачи инфы от/к роутеру - а если использовать не текстовый формат, а бинарный? Объем передаваемой инфы увеличится в разы, соответственно уменьшится время передачи параметров. Не удобно с точки зрения написания софта, но чем то надо же жертвовать. |
читаем-читаем тему )))
Насчет яркости индикаторов - помню, что когда визился с такими же, то давал импульсами ток больше расчетного - светили ярче и не перегорали |
насчет 1-Wire термодатчиков.... пересмотри логику. реально шустрее это:
прочесть данные, сразу послать запрос на новый замер и уйти заниматься своими делами тоесть идея: не запрос ответ., а ответ запрос. +насколько помню даласы как получили команду на измерение..... забивают болт на все и пока не посчитают не реагируют на интерфейс /*отвечают пр. результатом*/ (можно их зафлудить запросами, и чтением.... читать можно в разы чаще но показания изменятся при новом расчете) + если датчики на одной линии то команду на начало измерения можно слать груповую. самое мощное устройство у тя это роутер - перекладывай на него все. дисплей (7 сегментные индикаторы) вполне реально прикрутить к роутеру... по I2C иль SPI |
Вложений: 1
Про термодатчики спасибо за идею) буду пробовать.
Бинарный формат тоже неплохой вариант именно его, как выяснилось и используют блоки Motec На счет блока индикации думаем; Идея подавать импульсами высокое напряжение у меня проскакивала, но если контроллер повиснет, например изза плохого контакта при тряске.. индикатору конец. Главный недостаток сегментных индикаторов это белые ячейки, яркий свет начинает их хорошо подсвечивать и цифры превращаются в 8 )) Да и информативность у них хромает; Один Хороший Человек)) поделился акселерометрами! За что ему огромное Спасибо; Теперь есть Аналоговый MMA7260 и Цифровой MMA7455 для экспериментов. Цифровой акселерометр я уже припаял на платку (взял для SOIC микрух, хотя можно использовать любую) и залил эпоксидкой Аналоговый (на 10 копейках) ждет своей очереди Вложение 31183 При определенной технологии припаять эти нано штучки довольно просто. если кому интересно опишу подробнее. Главная проблема в их подключении это 3,3В уровни, пока ищу варианты согласования цифровых интерфейсов; С аналоговым проще, но переводить АЦП на 3,3 тоже не хочется. |
насчет зависаний контролера - вроде у всех есть "Watchdog"
|
Цитата:
|
Цитата:
|
Проект сильно приторможен из-за постройки самого карта. Появились запчасти.. достраиваем машину.
На сегодняшний день изменения такие: 1. Решено делать единую шину SPI для общения со всеми устройствами (блок индикации, и внутренние элементы) 2. Возможно блок будет переделан на нормальную вытравленую плату с smd компонентами (успешно опробована технология печати плат на полимерной пленке) 3. Блок индикации версии А (на фотках раньше) Списан и уничтожен) Заканчивается сборка блока индикации версии С (теперь это будет аналого-цифровой прибор) |
Вложений: 2
Ура! Мы Поехали!!!!! :big:
Вложение 32823 Вложение 32824 И нормально, таки, поехали :big: Удалось даже установить пару датчиков и проверить блок мониторинга "в деле" |
Вложений: 2
Датчик скорости:
Все тот же, на микрухе с вентилятора ) к сожалению руки не дошли дописать его обработчик :blush: Вложение 32825 это он, на алюминиевой пластинке, залитый эпоксидкой. а магниты были интегрированы в бывшую ступицу звезды Вложение 32826 держаться на ура. еще ни один не выпал )) |
Вложений: 1
Самом собой зацепили все DS18B20 какие нашли дома :big:
Один в двигатель, Другой в тормозной суппорт Вложение 32827 |
Поздравляю с выездом)))))
|
Вложений: 2
Долго пришлось ломать голову как зацепить потенциометры.
в итоге придумал насадить на него кусок пластиковой стяжки (в строительстве применяются с колечками на конце) И получилось! главное в случае чего стяжка гнется а не скручивает голову резюку :whistle: хотя надо еще додумать конструкцию :blush: Это датчик положения педали тормоза Вложение 32828 Аналогично с положением руля. Только тут этот кусок стяжки вкрутили в гайку на конце рулевого вала. Вложение 32829 За несколько переездов в багажнике и несколько часов катаний, ни один датчик не сместился ) |
тоже поздравляю - приятно, когда работа закончена и пора придумывать новую ))
|
Вложений: 3
Сам блок получил ушки для крепления ) нужная штука о которой сначала как то не подумали )))
Вложение 32830 Закрепили его за сидением водителя. Вложение 32831 Тут сухо и тепло :big: Проводов как в самолете )) и это только начало! :shok: Вложение 32832 Но все работает :smile1: |
Цитата:
Да и проект бортовой электроники только в самом начале!!:big::big::big: |
Цитата:
Кстати, куда подевался ваш товарищ? Осталось у него еще желание делать мониторинг? |
Вложений: 2
За это время немного определились чего мы хотим от мониторинга
В идеале это тотже функционал что и у программы Motec i2 Графики позволяют очень точно отследить ситуацию на трассе, и потом анализировать ошибки пилота. Вложение 32833 Все наглядно.. Вложение 32834 С ребенком скачали i2pro.. там есть демо лог. Видно все ) Где пилот замешкался и воткнул не ту передачу, где тормозил рано/поздно, и многое другое. Идеально для обучения :big: Вот бы выяснить форматы логов Motec'a и писать сразу в них :big: |
Часовой пояс GMT +4, время: 07:06. |
Работает на vBulletin® версия 3.8.4.
Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd.
Перевод: zCarot