"Засекометр" для F2A

Ответить
Glider
Ответов>10
Сообщения: 32
Зарегистрирован: Чт ноя 23, 2017 9:58 pm
Фамилия: Карпунин
Имя: Игорь
Отчество: Валентинович
Страна, город: Средний Урал
Дата рождения: 07.02.1952
Дата начала занятий спортом: 01.01.1958
Класс моделей: F-3D Радиоуправляемые гоночные модели
Класс моделей 2: F-2C Кордовые гоночные модели самолетов
Номер лицензии FAI: Отсутствует
Спортивное звание: 1 спортивный разряд
Судейская категория: Всероссийская Категория
Ваш пол: Мужской

"Засекометр" для F2A

Сообщение Glider »

Появилось немного свободного времени, и решил возобновить работу над скоростным «засекометром». (Начало см. в разделе форума F2A)
Как я уже писал ранее, за основу была взята идея, предложенная еще четверть века назад Гераном Олсеном, тем более что она прошла омологацию в FAI, и является единственной, рекомендованной к использованию в официальных международных соревнованиях.
Впрочем, по вполне очевидным обстоятельствам, эта разработка сегодня уже не может претендовать на звание «Мисс Совершенство». Поэтому от Transi Trace была позаимствован только геометрия оптического коллиматора, формирующего зону контроля пролета модели на каждом круге, да и то, существенно модифицированная.
Вся электроника, и программные коды для микроконтроллеров отдельных составных частей системы созданы с нуля, и содержат много новаций, отсутствующих у прообраза, а в целом система превосходит Transi Trace по большинству технических параметров и эксплуатационных возможностей.
Принципиальным отличием описываемого устройства от зарубежного прообраза является то, что электронный отсчет времени прохождения моделью 1 км дистанции ведется сторонним компьютером, который НИКОГДА не имеет метрологической поверки точности рабочей частоты. Контрольные проверки 18 выбранных наугад компьютеров выявили, что разброс точности показаний их секундомеров за 10-15 секундный интервал времени может достигать +/-0,01 секунды, и более. Таким образом, при указанном отклонении, и при времени прохождения дистанции равном 12 секундам, рассчитанная скорость будет (может) отличаться от истинной довольно значительно: 3600 /11,99 сек = 300,250 км/час или 300/11,01 = 299,750 км/час. И это при том, что в указанную погрешность не включены внутренние неизбежные задержки от прерываний системы DOS или Windows, которые вообще непредсказуемы.
У описываемой системы точность встроенного кварцевого генератора индивидуально настраивается для работы в диапазоне рабочих температур, что подтверждается отметкой метрологической поверочной службы. В результате максимальное отклонение точности измерения времени пролета моделью дистанции не превышает 0,0005 сек.

Состав системы

Базовая станция системы состоит из одного устройства, в корпусе которого расположены все необходимые для работы системы компоненты, за исключением выносной антенны: батарея питания (три LiPo банки формата 18650 емкостью 3,2 А/час, графический OLED дисплей с диагональю 2,6 дюйма, и миниатюрный термопринтер, использующий стандартную рулонную термобумагу шириной 58 мм.
На верхней поверхности корпуса, напечатанного на 3D-принтере, расположены органы управления устройством: одна кнопка и ручка энкодера, при помощи которых осуществляется выбор режима работы системы, и оперативное управление во время тренировок или соревнований. На задней стенке расположено гнездо для подключения кабеля внешней антенны, и гнездо для подключения выносной кнопки, дублирующей кнопку на верхней поверхности корпуса. На правой боковой стенке корпуса установлено зарядное гнездо для зарядки батареи питания. В модификации с выносной кнопкой, подключаемой с помощью кабеля длиной до 5-7 метров, выключатель питания отсутствует, питание базовой станции включается при подключении разъема выносной кнопки.
Фото корпуса базовой станции размером ~ 140х90х50 мм показано ниже.

1.jpg


Фото корпуса выносного модуля (сенсора) с оптическим датчиком показано ниже.

2.jpg


Размер корпуса ~ 135х87х25 мм.
Внутри корпуса, так же напечатанного на 3D-принтере, расположены: оптический датчик, батарея питания (одна банка формата 18650, емкостью 3,2 А/час), печатная плата с электронными компонентами и 2,4 ГГц антенна связи с базовым блоком системы. Какие-либо органы управления на модуле оптического датчика, кроме маленького гнезда для зарядки батареи питания, отсутствуют (впрочем, в очередной, двухдатчиковой версии устройства появилась возможность выбирать номер датчика микропереключателем, расположенным на печатной плате внутри корпуса датчика). Включение устройства происходит автоматически, при снятии крышки, закрывающей оптическое окно коллиматора. Эта крышка, также, как и подставка под модуль, на фото не показаны.

Как я уже написал выше, система в целом задумывалась как самодостаточная, т.е. для ее работы не потребуется ни дополнительный компьютер, ни принтер, ни сетевое питание. В базовой (начальной) версии она будет состоять только из двух частей – базовой станции, и модуля оптического датчика, связь между которыми осуществляется по радиоканалу на частоте 2,4 ГГц.
В последующем предполагается оснастить систему вторым (дублирующим) модулем оптического датчика, миниатюрной выносной радиокнопкой для судьи на «вышке», что позволит отказаться от кабельного соединения, пусть и не очень длинного. Так же планируется включить в состав системы звуковую сирену для дублирования команд, подаваемых пилоту судейской бригадой. Разумеется, сирена так же будет управляться по радиоканалу, что позволит расположить ее рядом с пилотом, точнее, рядом с трехметровым центральным кругом кордодрома.

Немного о том, как это работает.

В системе предусмотрено два режима работы: режим «Соревнование» и режим «Тренировка».
После включения питания модуля оптического датчика и базовой станции, система проходит тест самопроверки, в котором проверяется наличие радиосвязи между периферийными модулями и базовой станцией, а также контроль уровня заряда батарей всех устройств. В течение эксплуатационного дня контроль за состоянием батарей ведется постоянно, и при разряде любой из батарей ниже определенного уровня система оповестит об этом судейскую бригаду.

В режиме «Соревнование» система обеспечивает фиксацию времени пролета модели мимо оптического датчика после подачи команды «Контакт» в течение всего полета до момента посадки. Точность регистрации времени – 0,001 сек. Первые два круга в зачет не идут, так же, как и все последующие круги после пролета девяти зачетных кругов полета.
Если после команды «Контакт», но до завершения моделью двух полных кругов подается команда «Нет контакта», начинается новый отсчет времени. В случае пропуска (не фиксации времени) системой одного из кругов, нормальная работа системы на следующем круге восстанавливается, автоматически вычисляется виртуальное время пропущенного круга, которое после завершения полета отображается в полетном листе с отметкой «Виртуальный круг», и зачетное время полета отображается корректно. Если же система пропускает больше двух кругов подряд, выдается команда «Сбой системы», и в соответствии с правилами FAI пилоту предоставляется перелет.
После полета можно вывести на дисплей устройства общее время девяти кругов зачетного полета, и зачетную скорость полета, время и скорость каждого круга, а также, можно вывести на печать полетный лист, содержащий все эти данные.
Фото полетного листа показано ниже. В варианте с двумя оптическими датчиками просмотр результатов и вывод на печать выполняется для каждого датчика.

В режиме «Тренировка» система запоминает данные до 60 кругов полета (время и скорость каждого круга), фиксирует и вычисляет «виртуальные» круги, а также рассчитывает время и скорость девяти лучших последовательных кругов из всего тренировочного полета. Максимальное время тренировочного полета ограничено 180 секундами.
Разумеется, все эти данные можно вывести на дисплей или распечатать на принтере. Фото «тренировочного» полетного листа показано ниже.

Некоторые технические параметры и характеристики системы.
Диапазон скоростей, фиксируемых и вычисляемых системой: 80…400 км/час.
Диапазон сохранения работоспособности системы
при изменении яркости неба: 100…5000 люкс.
Рабочий диапазон температуры: +10°…+ 45° С.
Емкости полностью заряженных батарей должно хватать примерно на 15 часов непрерывной работы устройства.
Предусмотрена многоуровневая защита от ложных срабатываний (капли дождя, падающие листья, пролет мимо
датчика птиц и насекомых).
В целом, при разработке системы, учтены все требования официальных правил FAI, касающихся судейства соревнований моделей класса F2A.
К сожалению, из-за отсутствия в моем городе спортсменов-скоростников, не имею возможности провести натурные испытания, но при случае обязательно привезу устройство на какие-либо соревнования, если таковые будут проводиться в нашем регионе.
Для заинтересованных в приобретении устройства могу отснять демонстрационный видеоролик, и продемонстрировать работу системы на демонстрационном стенде, пока тлько с макетными образцами составных частей системы.

Первый рабочий комплект системы планирую подготовить к эксплуатации через два-три месяца, как раз к сезону соревнований. На все технические вопросы, каксающиеся устройства, отвечу здесь, на форуме.
Вопросы, связанные с приобретением, готов обсуждать в личной переписке.
Ответить

Вернуться в «Предложения производителей»