Перехожу на цифровые КиллСвитчДуины!

Не так давно полетал я на своем бензиновом паралете. Первый вылет сразу после утопления всей модели в болоте и проверки и отчистки всей электроники от налета и окислов(приемник-утопленник заменен на новый от греха подальше). Все бы ничего, но после 3 полетов неожиданно отказал киллсвитч. До этого никаких глюков не было ни на земле ни в полете. Просто тупо не работает - не выключает!
Обнаружил уже на старте разложив все на ВПП и финишной проверки перед стартом.

Не стал снова экспериментировать и свернулся домой. Там уже разобрал кожуру киллсвитча и начал осматривать в чем дело. Схема свитча простая и весьма проверенная на флип-флопе 4013В

Ну плюс добавил 5В рег на зажигалку и диоды не ставил так как 5В рег линейник питает борт(он стоит на плате развязки HV питания).

Проблема, как оказалось, крылась в задающем порог срабатывания резисторе P1-100К, который ради “надежности” я заменил 10К керамическим SMD резистором как и все остальные элементы к слову говоря(кроме оптрона). От воды или вибрации или и того и другого, резистор лопнул(заметно только через линзу с очень большим увеличением) и свитч все время давал 1 на вход оптопары и соответственно ключа. Вижуально хрен поймешь, а тем более если в полях.

Очень крепко я задумался над тем как и чем заменить в этих устройствах логику и схемотехнику таким образом, чтобы в принципе избавиться от подобной херни с определением порога в РРМ сигнале, который зависит от одного ненадежного элемента, хоть схема годами отработана не мной одним.

Так как я все еще в процессе разработки больших флайт-контроллеров для Диаблотина и паралёта(на больших ардуинах Mega/Due) и делаю я их очень неспешно, а летать хоцца я решил сделать новый киллсвитч на базе ардуины. В наличии была ардуина Микро, плюс куплено куча всяких выводных элементов чтобы сделать максимально удобный девайс.

Собрал пока на безпаечной макетке стенд, на котором отработал алгоритмы работы свитча с дополнительным полезным функционалом. Конечные изделия буду ваять на ардуине Нано, как более дешевом варианте CPU. Начинаю делать выводную плату под цоколевку ардуины, тобиш превращать в законченное изделие.

Итак, что я задумал сваять. Конечный девайс будет состоять из двух изделий - стандартная ардуина с ногами выводов и выводная плата с кроваткой для ардуины, регом 5В для ее питания, входом для приемника(и питания), входом для АКБ зажигания, опторазвязкой, регом 5В для зажиги, выходами на 2 светодиода(многоцветных) и пищалкой.

Выводная плата с HV развязкой питания будет несколько больше размером чем выводная плата простого киллсвитча за счет того что рег 5В будет на 7.5А и будут входы и выходы на сервы(HV). Рег на 5В на зажигу есть в обоих вариантах штатно.

Что уже умеет девайс:

  1. собственно включает выключает зажигание. Сигнал РРМ ловится с аппаратным прерыванием и замеряется длина импульса и определение срабатывания, таким образом, никак не зависит ни от каких задающих деталек как в случае прежней схемы.
  2. двухцветный светодиод индикации зажигания показывает наличие питания от АКБ зажигания красным(слабенько) и ярко синим показывает включенность самого зажигания
  3. трехцветный системный светодиод отображает состояние борта и управления
  • Встроенный вольтметр следит за бортовым АКБ(выставляется его тип - LiFe/LiPO [NiCd/NiMH не подерживаются как лютый анахрнонизм]) и если напряжение понизилось ниже порога1(зашит) то блокируется зажигание и начинает моргать ярким зеленым. Решение о блокировке зажигания по замеру среднего напряжения в течении 2 секунд, а не одномоментно. Это первая защита от вылета с тухлым АКБ борта на опасной модели с бензиновым мотором.
  • Дублируется индикация включения/выключения зажигания - моргает красным инверсно основному светику состояния зажигания(если выключено то моргает, если включено не горит вообще).
  • Если отваливается провод управление от приемника или падает сигнал с приемника, свитч либо оставляет зажигания как было на момент отвала сигнала, либо выключает его(задается в интерактивном меню).
  1. При троекратном выключении свитча в течение 2сек включается набортная 5В поисковая пищалка(пока к стенду 12В версия подключена, тиховатая собака) бибикает с шагом 0.5с для поиска модели в травах, болотах или деревьях. Выключается также троекратным выключением в течение 2с.

  2. При снижении напряжения ниже порога2(вшит) киллсвитч включает Имперский Марш и уходит в себя блокируя все, тем самым говоря что полеты с таким АКБ борта закончены на сегодня или до его замены.

  3. Интерактивное меню настройки подобно менюхам ESC c настройкой включения режима выключения зажигания при отвале управления и калибровкой диапазона РРМ канала на управлении(у всех пультов по разному) с запоминанием в EEPROM. По дефолту отключение при отвале управления выключено(вдруг банальный краткий неконтакт в полете случился?), диапазон сигнала РРМ стандартный 1000-2000мкс.

  4. также есть диагностический порт для подключения переменника 10кОм для неиспользования приемника-передатчика при отладке(вшитый в девайс сервотестер).

  5. возможность перезалить скетч с прошивкой используя стандартный порт ардуины.

Теперь ньюансы!

а. Почему надо блокирование зажигание при тухловатом АКБ?

Потому что полет с протухшей батарейкой на бензопиле чреват проблемами с законом(вдруг в кого попадет?) и скорым применением режима поиска дров. ctOS заботится о вас и не даст дровам случиться хотя бы по причине забывчивости пилота!

б. Почему не буду делать замер напряжения АКБ зажигания?

Потому технически крайне усложняется схема девайса. Так как замер напряжения идет через делитель и ADC пин на самой ардуине - это релизуется только в пределах сети питания борта легко. Для замера напруги АКБ зажигания с тем же делителем из-за опторазвязки требуется поставить микруху внешнего ADC и пробросить двунаправленно через опторазвязку ее SPI интерфейс, что увеличивает на 5 каналов опторазвязку(причем один в обратную сторону) и соответственно сильно увеличивает размеры и стоимость решения. Борт жрет много, зажигание жрет мало - такой замер просто нецелесообразенэкономически.

в. Почему не поддерживается центральное питание борта и зажигания от одной АКБ как делают многие?
Я сторонник чистого раздельного питания борта и зажигания. Я не сторонник вносить своими руками помехи из очень грязного контура зажигания в контур питания борта как любят делать многие бензиноводы. Достаточно упомянуть распространенный тахометр RCEXL Tacho с Хоббикинга или Himodel.com который может мерять обороты как с зажигалки напрямую при наличии выходного порта с нее, так и с ее питания через Y-кабель. Там в обратку при даче искры идет такой импульс помехи что хватает для уверенного определения такта искры для МК тахометра(а это уровень сигнала выше 2.5В!). Не, нам такое говно не нужно поддерживать! Пускай владельцы одного АКБ на все питание идут лесом и покупают киллсвитч на Хоббикинге на схеме 4013В и бьются от барабашек в питании самостоятельно!

с. Проект частично коммерческий
Кто осилит выводную плату самостоятельно и не рукожоп - тому почет и уважуха! Скетч будет открыт как и принципиальная схема девайса в двух версиях выводных плат

Также на основе кода КиллСвитчДуины(KillSwitchDuino) будет делаться в дальнейшем флайт-контроллер для бензосамолетов и паралетов на базе Arduino Mega/Due с очень навороченным функционалом. Это пока в ближайшей перспективе, проекты будут строго закрытыми/коммерческими.

Видео крайних полетов на прамодели Trike-Z+eGo Chipper XL Deluxe, кстати, под старый добрый Рок-н-Ролл:

  • 1498
Comments
supremum2005

Добрый день. Очень интересный проект, но есть пожелание

  1. Зажигалки бензиновых двигателей в природе есть с разным напряжением питания. От стандартных 4,8 вольт до хайвольтных двухбаночников. Например, фирменная зажигалка для Roto-85 лопает от 4 до 9 вольт. Хорошо бы стабилизатор питания зажигалки сделать настраиваемым под стандартные напряжения.
NailMan
supremum2005;bt148261

Добрый день. Очень интересный проект, но есть пожелание

  1. Зажигалки бензиновых двигателей в природе есть с разным напряжением питания. От стандартных 4,8 вольт до хайвольтных двухбаночников. Например, фирменная зажигалка для Roto-85 лопает от 4 до 9 вольт. Хорошо бы стабилизатор питания зажигалки сделать настраиваемым под стандартные напряжения.

Да это не вопрос, всего лишь рег на зажигалке не 5В версию, а ADJ, резик и потенциометр, но! Можно сделать отключаемым вообще.

Однако то что у зажигалки расширенный диапазон поддерживаемых напряжений, совершенно не означает что ей столько критически необходимо! Внутри зажиги много 5В электроники и там все равно стоит свой собственный регуль 5В для работы всей этой логики. От повышения напряжения мощность искры не изменится. Любая зажигалка будет работать от 5В.

ADF

Я понимаю, в цепи питания зажигалки может быть ужасный сёр высоковольтных палок, но все-же… Насколько обязательна опторазвязка? Если без неё, тогда и замер напряжения акка зажигалки - не вопрос.

NailMan

Я считаю что опторазвязка в таком изделии обязательна. Задумайтесь, почему у высокоамперных (выше 80А) очень часто встречается приставка OPTO и отсутствует БЕК? Даже от электромотора обратная помеха по земле может быть на уровне полезного сигнала со всеми вытекающими барабашками.

Сделать без развязки можно конечно, но врагу я такое даже не рекомендовал бы ставить как и общее питание на весь борт.

ADF

Китайцы повадились писать opto на любом регуляторе, у которого нет бек-а… И единые борты (одна батарея на управление и зажигалку) - встречал, летали, не падали.

А за уровни сигнала я бы вообще не переживал: любой нормальный регулятор или иной девайс с микроконтроллером внутри - измеряемые значения интегрирует.

Не всё так однозначно 😉

NailMan
ADF

А за уровни сигнала я бы вообще не переживал: любой нормальный регулятор или иной девайс с микроконтроллером внутри - измеряемые значения интегрирует.

Это что там интегрировать можно на МК в регуляторе??? Определение уровня сигнала с пульта делается путем замера длительности импульса с аппаратным прерыванием. Если пришла херня помехой имеющей амплитуду выше 2В по питанию или не дай б-г по управляющей ноге, то определить что пришло будет сложно. Интегрированием никто на приемном сигнале не занимается - иначе реакция будет слишком тормозная. Но не суть.

Мой девайс можно будет использовать и с одной системой питания, надо только переходник на 2 выхода сделать(если с равзязкой HV серв) или на один выход если обычный свитч. Опторазвязка технически работать будет, но фактически и не будет ничего защищаться.

ADF

Например регулятор только в коптерах 100500 раз в секунду сигнал спрашивает, во всех остальных моделях - обновляет значение газа лишь 10 раз в секунду. Значит по 10 замерам (частота обновления сигнала обычно около 100Гц) может совершенно спокойно усреднять.

Ну а главное: опторазвязка - не единственный способ борьбы с помехами. Ферритоваые кольцы и банальные R-C фильтры никто не отменял 😉

Простите за занудство 😉

NailMan

Ферритовые кольца для таких амплитудных помех в питании - это скорее плацебо. У меня на бензинычах ферриты стоят везде, но они скорее всего для снижения помех на длинных пролетах проводки от приемника до сервы(на самолете) и на парателеге все короткое и ферриты там скорее дань традиции чем что то полезное. Зажигалка и приемник и серва(газа) и киллсвитч все в радиусе 10см друг о друга. RC фильтры само собой на плате делать надо, но и у них есть пределы фильтруемого. Оптика дает абсолютную гарантию развязки, недаром называется гальванической развязкой.

ADF

Ферриты от радиопомех спасали в эпоху мгц-аппаратур. От НЧ - конденсаторы. И их не только на платах, но и на проводах-разъемах втыкать не зазорно, электролит+керамика.

Для полноты картины на овцелографе потом посмотреть. Ни сколько не умоляю свойств опторазвязки, просто обращаю внимание, что довод в её пользу не так однозначен. Тем более, что превышение уровня сигнала на входе опторазвязки (когда помеха “подняла” нуль выше порога, после которого он стал единицей) - совершенно замечательно пролезет на выход.

Опторазвязка хороша против экстремальных уровней напряжения, возможно даже против статики, которая может просто поубивать логику… Но, как оказалось, в обсуждаемом случае никаких экстремальных “палок” у нас нет.

This site will not work without javascript!
This site will not work if cookies are completely disabled.
Site is offline