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飛行紀錄器 DIY

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原帖由 myfox 於 2011-12-4 19:06 發表


很高興有人對這個 idea 有興趣.   

但如果要自行開發, 有了 PCB, 還得有搭配的 schematic, 再來還要有 BSP, 搭配的 sensor 可能還要取得
data sheet (也許還要簽 NDA), 因此整個從無到有, 需要有些環境的 ...
MyFox 大 您好,
當然是完整的板子,測試OK再給您。規格找得到,線路也會附上。
若是空PCB,還得找零件,當然玩不太動。

[ 本帖最後由 chancehuang 於 2011-12-5 09:53 編輯 ]

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原帖由 suen 於 2011-12-5 09:16 發表


NO、NO... 不用 GPS,只要裝上像 BOSCH BMP085 這種小小的、I2C 介面的氣壓 SENSOR 就好。
模組的體積就像 GPS 天線那麼大,可以變細長。耗電最好是 2 mA....
如果改用藍芽通訊,訊號在 5~10 公分內可以穿 ...
只要 BMP085 + Low power BT 不用 2mA 呀

預算太多了

1K 量不行做啦... 老師在說都沒聽, 丟筆 !!  
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  • suen 威望 +1 想也是..... 接住!! 2011-12-5 17:55

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原帖由 chancehuang 於 2011-12-5 09:51 發表

MyFox 大 您好,
當然是完整的板子,測試OK再給您。規格找得到,線路也會附上。
若是空PCB,還得找零件,當然玩不太動。
不是啦... 我的意思是, 若我要給你 PND 板子, 沒辦法提供細節.
不是指您的版子啦...

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清晨去飛的高度測試紀錄...

單位: cm

MEMS barometer 誤差約 30 cm RMS,

56-89 秒, 故意做了連續的 inner loop, 所以一秒內高度變化劇烈
最後飛到通常我還能看得很清楚的高度, 原來高度約 100m
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  • khhfly 威望 +1 感謝分享 2011-12-8 11:23

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原帖由 myfox 於 2011-12-5 11:12 發表


不是啦... 我的意思是, 若我要給你 PND 板子, 沒辦法提供細節.
不是指您的版子啦...
沒關係,既然已說出,我還是可以送您板子。
若您有興趣,請PM我。
謝謝!
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  • myfox 威望 +1 先謝謝您的厚愛~~ 還沒空玩多軸, 有機會再來 ... 2011-12-6 22:42

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最近工作忙, 沒什麼進度, 還是更新一下...

大致硬體已經 OK, 秤了一下, 總重約 30 g, 幾乎是到了我預期的極限



分開秤一下, 光是接頭就佔了 13g, 公母一對的T 插重量超過我的預期呀...
主板才 17g

看來, 把電變接線直接剪開可以偷輕不少

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目前軟體剩下 速度計算部份...

很多人質疑 GPS 使用在模型飛機上不準.

其實若就 2D 的平面速度來說, GPS 的準度絕對在 1% 上下,
搭乘客機時, 機艙裡面的飛行資訊畫面就是採用  GPS 的輸出
(隨選視訊裡面有一個頻道是: 高度、溫度、速度、預估抵達時間...)

當然「對地速度」不等於「空速」

但是, 以模型飛機來說, 往往飛行的氣候都是在三級風以下,
以常見的 3m/s 風速來說, 風速折合才 10.8 km/hr, 幾乎是可以忽略的,
也就是空速 80 km/hr 順風飛變成 90 km/hr, 逆風變成 70 km/hr
但往往我們也不是那麼正對風向, 所以這個影響還要乘上向量值.
結果就是空速與地速差異小於 10 km/hr

所以就理論上來看, 「對地速度」來說, GPS 應該是非常準確的,
為何很多人把 GPS 放在模型飛機上時, 覺得非常不準?

主要的原因是, 模型飛機的飛行方式受限於視線範圍, 往往比起真實的飛機
有著非常大的高度變化 (slope ), 真實的飛機除非是戰鬥機, 不然不會大攻角爬升,
而且即使是戰鬥機, 也不會在數十公尺的範圍大角度的變更俯仰角度

這都是一般的 GPS 使用在磨型飛機上, 誤差嚴重的原因.

因為要採用 3D 計算才能得到正確的對地速度.

而 GPS 的原理是採用 4 顆衛星的電波傳送時間 * 距離, 得到的虛擬半徑,
再解四維聯立方程式 (x, y, z, t) 來得到位置.

在高度軸因為夾角較小, 導致 z 的高程計算誤差非常大, 因此在一般是不採用的.
因為往往有 100m 上下的飄動. 所以一般 GPS 回報的速度, 僅計算 2D 平面的位移.

但, 這邊就是我剩下的功課, 要把氣壓計換算後的高程 z', 代到解出的 (x, y) 平面
去求取 3D 上的準確位置移動 (x, y, z')

有了 delta D, 配合 delta t, 就能計算出準確的速度.

PS: 以一般的 barometer, 高程 z' 上的 rms 誤差約 0.3m, GPS 的 (x, y) 因為計算時
想知道的是位移量, 因為求的是相對值, 絕對誤差會被抵銷大半.
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  • ADAM 威望 +1 專業知識 2011-12-8 17:46
  • khhfly 威望 +1 精彩 ~ 2011-12-8 11:19
  • airfox 威望 +2 專業知識 2011-12-8 07:41

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引用:
所以就理論上來看, 「對地速度」來說, GPS 應該是非常準確的,
為何很多人把 GPS 放在模型飛機上時, 覺得非常不準?
不是 GPS 得到的對地速度不準,而是你得到的數值拿來和另一台飛機相比、或是做有沒有失速的判斷,是沒有用處的。
甚至,你拿地速來判斷飛機還有多久會到目的地,一樣是沒有意義的!! 因為你缺乏了風速的數值。

你沒碰過飛機在強風中被吹到停止前進或是後退嗎? 但是飛機卻不會失速掉下來!! 感覺很恐怖,但是飛機還是可以被操控,表示飛機在空中還是有速度的。這時候你要是把飛機 180 度掉頭,下場通常是飛很遠然後失速掉下來(不是不可以掉頭,是只能轉 90 度左右,繞大圈返航)。

[ 本帖最後由 suen 於 2011-12-8 16:30 編輯 ]

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原帖由 suen 於 2011-12-8 09:29 發表

不是 GPS 得到的對地速度不準,而是你得到的數值拿來和另一台飛機相比、或是做有沒有失速的判斷,是沒有用處的。
甚至,你拿地速來判斷飛機還有多久會到目的地,一樣是沒有意義的!! 因為你缺乏了風速的數值。

...
拿地速來判斷飛機還有多久會到目的地..不是應該最準的嗎?
飛機在強風中被吹到停止前進或是後退但是飛機卻不會失速掉下來的時候.它的空速不是零或負數.但地速一定是啊

空速 - 風速 = 地速 ??? ....這樣想法對嗎?
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  • suen 威望 +1 是,您是對的!! 2011-12-8 16:29
ROGER THAT!!

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原帖由 suen 於 2011-12-8 09:29 發表

你沒碰過飛機在強風中被吹到停止前進或是後退嗎? 但是飛機卻不會失速掉下來!!
但是飛機卻不會失速掉下來!! 感覺很恐怖...
...
suen 大說的沒錯! 新手時碰到這, 是有點緊張. 不過其實還好  
我飛過陣風7級, 最怕的是原地搭電梯, 突然原地上下好幾層樓, 那才是恐怖

操控時, 感覺的舵面效應, 其實是個重要的風速、失速參考.
否則即使有空速計, 小半徑迴轉一樣立刻 86

因為速度一詞, 一定有參考點的問題. 對飛機而言, 也可以看成飛機本身不動, 地球在飛.

地速 = 以地球當參考點, 飛機的速度
空速 = 以空氣(氣流)當參考點, 飛機的速度

很明顯的, 知道三者之間的數值 & 向量值, 就可以知道其中兩個, 互算另一個.

當然我很同意, 空速是重要的參數, 就像放風箏, 風箏的地速是 0, 但因為有空速
所以還浮著.

不過, 在模型裡, 空速意義不像真實飛機那麼大, 原因是, 不管空速多少, 你仍然
要設法讓飛機保持在自身周圍 200m 以內, 不然你就看不到姿態而失控.
所以地速仍比空速重要多了

再者, 除非是 FPV, 飛機的空速沒辦法即時得知, 操控者也不是利用儀器飛行,
加上遙控飛機飛行路線又是非常的積極, 所以當下的空速無法當作飛行的依據.
因為即使因為逆風讀到的空速非常高, 若是風速非常大, 小半徑迴轉時, 空速
會立刻驟減而失去浮力.

這種狀況, 只有空速計, 卻無法得知風速, 反而更危險了
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  • chenkuo29 威望 +2 感謝分享 2012-1-29 01:24

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原帖由 rogerben 於 2011-12-8 10:03 發表


拿地速來判斷飛機還有多久會到目的地..不是應該最準的嗎?
飛機在強風中被吹到停止前進或是後退但是飛機卻不會失速掉下來的時候.它的空速不是零或負數.但地速一定是啊

空速 - 風速 = 地速 ??? ....這樣想法對嗎? ...
完全正確.

但數值不能直接 相加減, 除非是正逆風 or 正背風

如果是有斜交的角度, 那就是 風速還要乘上一個向量值 (三角函數, < 1 )

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歹勢..... 我又開始腦袋不清楚了,抱歉!!

我的意思是,要是 "飛行紀錄器" 可以記錄空速,可以用來分析墜機原因,應該也不錯。
要是同一時間還可以記錄到各舵面的動作那就更完美了!!
這樣我就可以知道我到底幹了什麼好事 (例如順風又拉升舵之類的),導致我的飛機又掉下來....   ( 可以避免剁錯手指頭..... )

然後,我個人是沒習慣去看我飛行的航跡,所以我不太關心飛行軌跡和地速。
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  • myfox 威望 +1 超有趣的 idea... 2011-12-8 17:39

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原帖由 suen 於 2011-12-8 16:46 發表
要是同一時間還可以記錄到各舵面的動作那就更完美了!!  ...
這個主意蠻有趣的... 我很早前就想做.

因為實作上非常簡單, 就是把 接收機 中的 PPM 訊號拉出 (很多接收機甚至預留外接插座)
然後 MCU 去 sample 它的波形並記錄下時間即可. 不用額外增加設備與重量.

不過這牽扯到各舵面的虛位問題, 像我前幾天飛, 老是俯衝到快接近地面, 速度高到一定程度時,
就開始螺旋, 然後緊急反向副翼 + 拉升舵, 一連試了幾次都這樣, 排除陣風影響還是找不到原因

後來回家才檢查到副翼舵片裂了一半, 導致高拉力時, 會變形, 所以才會在高速時螺旋
這就不是記錄電子訊號就能解決的事

另外, 想到這種紀錄動作, 根本不需要在飛機上執行, 只要飛機與遙控器兩者對時, 在遙控器
端口紀錄 PPM 就可以了. 對時的方法可以使用 GPS, 因為 GPS 有原子鐘, 就像各個路口的
紅綠燈管制同步, 都已經利用 GPS 訊號來當作時間源了.

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