KartingPC - Бортовая электроника для карта

[yurich38]

Привет Всем!

С ребенком собираем карт, сама машина уже почти закончена, скоро поедем






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.



Корпус от старого китайского инвертера, хоть на чтото он сгодился))



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.

[yurich38]

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(



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)


На фотках видно квадратную четырехногую микруху, она то нам и нужна.

Вытаскиваем потроха, как и предполагалось деталей нет.



Паяем опытный образец, питание и светодиод..



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(



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)

[bfom]

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

[Андрейр]

Вот он я(чей картинг в смысле), давно мечтал о телеметрии, готов помогать, сам могу немного писать в bascom ну если для атмеги.

[bfom]

Вот и заинтересованные лица подтягиваются. Теперь надо составить список хотелок и можно потихоньку приступать к реализации))).

[yurich38]

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..

[Hamster]

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

[yurich38]

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;

[Андрейр]

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.

[yurich38]

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.