Rejestrator

Aparatura pokładowa, układy pomiarowe i wykonawcze.
Awatar użytkownika
arekp
Supersonic PROFI
Posty: 139
Rejestracja: niedziela, 17 kwie 2011, 00:31
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: arekp »

PIOTR pisze:Nie trzeba być elektronikiem aby zrozumieć instrukcję.
Zapomniałem wcześniej napisać, że to jest dla mnie duży komplement :) .

Wstępnie mogę napisać, że koszt części wersji uproszczonej to ok. 90 zł + płytka drukowana (20-25zł). Myślę, że w takim wypadku jest sens ją projektować (ale to dopiero jak zrobię najpierw wersję normalną).

Zmiany w stosunku do wersji normalnej:
- brak akcelerometru +- 50 g,
- zamiast akcelerometru trzyosiowego +-16 g będzie akcelerometr trzyosiowy +-24 g (znalazłem taki fajny, tańszy trochę od tego +-16 g, ale w normalnej wersji nie będę go stosował, bo go jeszcze nie znam),
- zamiast czujnika ciśnienia mierzącego ciśnienie od 15 do 115 kPa będzie tańszy, cyfrowy 30 - 110 kPa,
- nie będzie LDO, który wytwarzał napięcie 5 V, bo teraz nie ma niczego, co byłoby zasilane z 5 V (ale cały czas są przetwornice, które wytwarzają 5,2 V, które ładuje kondensator do wyzwalania zapalników,
- wyzwalanie tylko dwóch zapalników zamiast trzech,
- brak zewnętrznego ADC - wszystko jest teraz próbkowane wewnętrznym ADC mikrokontrolera, ale oba czujniki są cyfrowe (w praktyce to tylko teraz termistor jest próbkowany wewnętrznym ADC mikrokontrolera zamiast zewnętrznym, reszta jest bez zmian),
- jeden termistor zamiast dwóch,
- nie ma wyprowadzonych dodatkowych wejść analogowych,
- nie ma wyprowadzenia do dodatkowej płytki - córki,
- zamiast złącza dip-switch są goldpiny.

To chyba wszystkie zmiany. W razie czego mogę jeszcze dorzucić złącze z wejściami analogowymi i do dołączenia płytki - córki albo trzecie wyjście do zapalnika, jakby ktoś potrzebował. Mogę też wywalić zasilanie wysokim napięciem (6,2 V - 20 V) - oszczędność 10,73 zł (wejścia niskiego napięcia nie ma sensu wywalać, bo to oszczędność tylko 3,70 zł), ale chyba oszczędność jest zbyt mała w stosunku do funkcjonalności.
Awatar użytkownika
PIOTR
PROFI
Posty: 933
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:31
Lokalizacja: Białystok

Re: Rejestrator

Post autor: PIOTR »

No i proszę jest kolejna wersja rejestratora - może nazwę zaakcentować ... krótszą : ARECOR 2
arekp pisze: ... Postaram się też niedługo napisać wstępnie o uproszczonej wersji rejestratora (ale najpierw trochę odpocznę, bo jestem trochę zmęczony ...

a ja myślałem że zrobisz jakąś przerwę :grin:
to the open space
Awatar użytkownika
arekp
Supersonic PROFI
Posty: 139
Rejestracja: niedziela, 17 kwie 2011, 00:31
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: arekp »

PIOTR pisze:No i proszę jest kolejna wersja rejestratora - może nazwę zaakcentować ... krótszą : ARECOR 2
arekp pisze: ... Postaram się też niedługo napisać wstępnie o uproszczonej wersji rejestratora (ale najpierw trochę odpocznę, bo jestem trochę zmęczony ...

a ja myślałem że zrobisz jakąś przerwę :grin:
Zrobienie schematu polegało na wzięciu schematu wersji normalnej i zdecydowaniu co wyrzucić :) , zajęło mi to ze dwie godziny. Płytkę będę projektował później.
A skoro jest to uproszczona wersja, to planowałem go nazwać w stylu "Arecorder mini", "Arecor" zbytnio się jednak kojarzy z wersją normalną i mogłoby to być mylące.
Awatar użytkownika
ArturroKRK
Podniebny Filmowiec
Podniebny Filmowiec
Posty: 381
Rejestracja: poniedziałek, 4 kwie 2011, 12:32
Lokalizacja: Kraków , Łagiewniki

Re: Rejestrator

Post autor: ArturroKRK »

Arek :) Po prostu szykuje się świetny sprzęt :) I muszę przyznać że strzałem w dziesiątkę jest okrojona wersja rejestratora, głównie ze względu na cenę. 90zł a ponad 200 to zasadnicza różnica i myślę że tutaj co najmniej kilka osób mnie poprze :P

Zastanowię się i po Drawsku dam czy sie zdecyduje na minicorder :D
Awatar użytkownika
jaskiniowiec
Administrator
Posty: 2379
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: jaskiniowiec »

Wejście analogowe na płytke umożliwiło by np wykorzystanie Arekcodera jako rejestratora do prób na hamowni.
Awatar użytkownika
arekp
Supersonic PROFI
Posty: 139
Rejestracja: niedziela, 17 kwie 2011, 00:31
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: arekp »

"Minicorder" - świetna nazwa :grin:
I gwoli ścisłości - 90 zł + koszt płytki drukowanej (jakieś 20-25 zł) czyli 110-115 zł. Do tego oczywiście karta micro SD.
200 zł to była podana cena za cały Arecorder, łącznie z płytką drukowaną, bez karty micro SD.
A główna różnica cenowa między tymi dwoma rejestratorami, to brak akcelerometru +-50 g, brak zewnętrznego ADC oraz tańsze pozostałe dwa czujniki. Trzy czujniki i ADC to 2/3 ceny części :/ .
Wejście analogowe na płytke umożliwiło by np wykorzystanie Arekcodera jako rejestratora do prób na hamowni.
Do tego celu zaprojektowałem złącze na płytkę-córkę, gdzie mógłby być zewnętrzny ADC oraz wzmacniacze dla zwiększenia dokładności. Choć oczywiście można również wykorzystać w tym celu wejście analogowe (są już dwa wejścia wyprowadzone złącza śrubowe).
Awatar użytkownika
arekp
Supersonic PROFI
Posty: 139
Rejestracja: niedziela, 17 kwie 2011, 00:31
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: arekp »

Niestety nie wyrobię się z zamówieniem, polutowaniem płytki i przepisaniem kodu nowej wersji Arecordera do spotkania w Drawsku Pomorskim, więc w rakiecie RTP4 poleci jeszcze stara wersja. Ponieważ nie będę mógł przetestować nowej wersji rejestratora, to płytki dla każdego zrobię później, po tym jak nadarzy się okazja do przetestowania jej w rakiecie.
Z drugiej strony będę miał czas na napisanie instrukcji obsługi oraz uwzględnienie kolejnych poprawek (jeśli by jakieś jeszcze przyszły wam do głowy). Być może również później dolar spadnie poniżej 2,8 zł, co umożliwi mi zamówienie części u amerykańskiego dostawcy, co by obniżyło jeszcze cenę rejestratora.
Awatar użytkownika
pitlab
*
Posty: 10
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: pitlab »

Arku, fajna konstrukcja. Od kilku lat robię podobne urządzenia dla modelarzy lotnicznych i mam już spory bagaż doświadczeń.
Jeżeli płytka nie poszła jeszcze do wykonania to mam kilka sugestii technologicznych.
Przede wszystkim kwestia wytrzymałości. Podłużne płytki mają znacznie mniejszą sztywność w dłuższej osi, więc w sytuacjach awaryjnych (modele szybowców też czasem spadają) płytka potrafi się wygiąć niszcząc elementy. Pierwsze co się w takiej sytuacji uszkadza to kondensatory ceramiczne bo są kruche. Walszej kolejności lecą układy beznóżkowe (QFN, BGA). Inne elementy są bardziej wytrzymałe. Rezystory są dosyć elastyczne. Duże układy z nóżkami mają pewien margines bezpiecznego odkształcenia. Przy niewielkich odkształceniach wyginają się nóżki, lecz przy
większych
pęka struktura krzemowa i po ptakach.
Teraz jak to się ma do layoutu płytki.
Bardzo dobrze że prawie wszystkie elementy bierne SMD są ułożone wzdłuż krótszego boku. W ten sposób naprężenia działają na krótszej dźwigni i na dłuższy, mocniejszy bok. Są jeszcze dwa elementy położone w drugą stronę, te obok 20 nóżkowego scalaka - sugerował bym je zmienić. Miejsca na płytce masz bardzo dużo.

Same elementy bierne są rozmiaru 0805 lub nawet 1206. Rozmiar jest kwestią możliwości technologicznych, ale metodą chałupniczą spokojnie daje się montować rozmiar 0603. Im mniejszy element tym mniejsze naprężenia na niego działają.

Spora część ścieżek jest bardzo cienka, na oko 0,2mm. Ścieżki też przenoszą naprężenia, więc przy tak luźnej płytce sugerował bym nie schodzić z 0,3mm a nawet więcej. Zupełnie inaczej naprawia się takiego mikruska 0,2mm gdzie każde narzędzie jest za duże niż solidną ścieżkę 0,4mm.

Pod procesorem widzę kostkę w obudowie QFN. Tuż obok masz idące wzdłuż złącze. Takie złącze bardzo usztywnia płytkę i ewentualne naprężenia będą kumulowały się właśnie za złączem na tym układzie mającym zerową sprężystość. Sugerowałbym schowanie go za obrys złącza tak aby był chroniony przez nie.

Ogólnie złacza zajmują bardzo dużo miejsca. Nie czuję specyfiki branży, więc nie chcę sugerować żadnych konkretnych typów, ale tą ilość elektroniki spokojnie można zmieścić na 2/3 tego miejsca. Mniejsza płytka to korzyść dla wszystkich, zarówno dla tych, którzy mają ją wozić w rakietach, jak i dla mniejszy koszt produkcji dla Ciebie. Warto o tym pomyśleć.
W profesjonalnym modelarstwie lotniczym gdzie zamontowany układ często lata aż do śmierci często rezygnuje się z zawodnych złącz na rzecz padów do połączeń lutowanych. Tutaj może być z tym ciężko, bo rakieta jest jak podejrzewam jednorazowa a przynajmniej przez kolejnym startem wymaga sporo pracy na przezbrojenie i złącza pewnie są niezbędne, ale być może nie wszystkie.

Bardzo irytuje mnie ten wielki kondensator elektrolityczny na środku. To jest rozwiązanie skrajnie nieodporne na duże przeciążenia. Jeżeli koniecznie jest tam potrzebny, to może kilka mniejszych, niższych, albo nawet tantalowych zamiast elektrolitycznych. Będzie trochę drożej, ale wysokość z ok. 40mm zejdzie do 5mm.
Przemyślał bym jeszcze rozmiar tych przełączników. DIP-switche są również w wersji SMD, sporo niższe. Alternatywą dla niezbyt często zmienianych parametrów są pola lutownicze, gdzie kropelką cyny zwiera się odpowiednie pady na druku. Trudne do zmiany na lotnisku, ale niezawodne w każdych warunkach środowiskowych a pewnie i tak konfiguruje się w domu a taka lutowalna zworka nie zajmuje miejsca.

Karta SD jest fajna, sam używam, tyle że ja loguję koszmarne ilości danych z wielogodzinnych lotów. Potrafię logować pomad setkę parametrów na 10Hz przez cały weekend. Tutaj być może rozsądniej było by użyć zwykłego flasha np. z serii AT45DB. Tak mam zrobione w SkyAssistancie gdzie 8 parametrów przy 5Hz loguję przez cały weekend. Sporo pracy trzeba aby to odczytać, trzeba podłączać urządzenie do komputera. Nie nalegam, ale przedstawiam alternatywę wobec delikatnej konstrukcji mechanicznej jaką jest czytnik kart micro-SD.

Tyle przychodzi mi do głowy przy pierwszym obejrzeniu urządzenia.
Awatar użytkownika
arekp
Supersonic PROFI
Posty: 139
Rejestracja: niedziela, 17 kwie 2011, 00:31
Kontakt:

Re: Rejestrator

Post autor: arekp »

Bardzo dobrze że prawie wszystkie elementy bierne SMD są ułożone wzdłuż krótszego boku. W ten sposób naprężenia działają na krótszej dźwigni i na dłuższy, mocniejszy bok. Są jeszcze dwa elementy położone w drugą stronę, te obok 20 nóżkowego scalaka - sugerował bym je zmienić. Miejsca na płytce masz bardzo dużo.
To, że są ułożone wzdłuż krótszego boku, to przypadek. Po prostu staram się kłaść wszystkie elementy bierne skierowane w jedną stronę. Tamte dwa są skierowane odwrotnie dlatego, że wolałem nie kłaść ich zbyt blisko otworów (myślałem, że mogą się tam pojawiać naprężenia) i scalaka (żeby nie przeszkadzało w lutowaniu scalaka).
Same elementy bierne są rozmiaru 0805 lub nawet 1206. Rozmiar jest kwestią możliwości technologicznych, ale metodą chałupniczą spokojnie daje się montować rozmiar 0603. Im mniejszy element tym mniejsze naprężenia na niego działają.
Zdażało mi się już lutować nawet 0402. Po prostu tak standardowo używam 0805 i nawet się nie zastanawiałem nad innymi wielkościami. Ale masz rację, jeśli będę zamawiał elementy dla wielu sztuk rejestratorów, to warto by kupić mniejsze. Z drugiej strony projektując płytkę miałem na myśli udostępnić jej schemat i projekt płytki każdemu, żeby każdy mógł sobie zrobić rejestrator, przez co z niechęcią dodawałem na płytce element w obudowie QFN, którego przylutowanie może być dla wielu osób problematyczne.
Spora część ścieżek jest bardzo cienka, na oko 0,2mm. Ścieżki też przenoszą naprężenia, więc przy tak luźnej płytce sugerował bym nie schodzić z 0,3mm a nawet więcej. Zupełnie inaczej naprawia się takiego mikruska 0,2mm gdzie każde narzędzie jest za duże niż solidną ścieżkę 0,4mm.
OK.
Pod procesorem widzę kostkę w obudowie QFN. Tuż obok masz idące wzdłuż złącze. Takie złącze bardzo usztywnia płytkę i ewentualne naprężenia będą kumulowały się właśnie za złączem na tym układzie mającym zerową sprężystość. Sugerowałbym schowanie go za obrys złącza tak aby był chroniony przez nie.
"za obrys złącza" tzn. w którym miejscu?
Ogólnie złacza zajmują bardzo dużo miejsca. Nie czuję specyfiki branży, więc nie chcę sugerować żadnych konkretnych typów, ale tą ilość elektroniki spokojnie można zmieścić na 2/3 tego miejsca. Mniejsza płytka to korzyść dla wszystkich, zarówno dla tych, którzy mają ją wozić w rakietach, jak i dla mniejszy koszt produkcji dla Ciebie. Warto o tym pomyśleć.
W profesjonalnym modelarstwie lotniczym gdzie zamontowany układ często lata aż do śmierci często rezygnuje się z zawodnych złącz na rzecz padów do połączeń lutowanych. Tutaj może być z tym ciężko, bo rakieta jest jak podejrzewam jednorazowa a przynajmniej przez kolejnym startem wymaga sporo pracy na przezbrojenie i złącza pewnie są niezbędne, ale być może nie wszystkie.
Jedno złącze + włącznik to zasilanie. Do dwóch kolejnych złączy dołącza się zapalniki, które dołącza się na krótko przed startem. Kolejne złącze jest na dodatkowe wejścia analogowe/cyfrowe, również śrubowe ze względu na łatwość dołączenia jakiegoś czujnika. Kolejne złącze jest do debuggingu - OK, to wykorzystuję głównie ja i to mogą być pady do połączeń lutowanych. Dalej jest złącze na termistor do pomiaru temperatury w jakimś odleglejszym miejscu.
Są jeszcze dwa złącza goldpinowe - złącze do programatora oraz złącze do zewnętrznej dodatkowej płytki (Hmm, chyba mógłbym je zintegrować w jedno 8-pinowe złącze.). Złącze do programatora mógłbym zmienić również na połączenie lutowane (w części płytek projektowanych przeze mnie tak robię), ale myślałem również o tym, żeby móc łatwo uaktualnić oprogramowanie (przychodzi ktoś do mnie na zlocie modelarzy z rejestratorem, podpinam programator, 10 sekund i już program uaktualniony; do połączenia lutowanego musiałbym nosić ze sobą lutownicę i trwało by to znacznie dłużej). Złącze do dodatkowej płytki mogłoby w zasadzie być nieobsadzone w większości przypadków, ale jeśli już by było używane, to raczej do połączenia z drugą płytką potrzebny byłby goldpin (chyba, że do połączeń lutowanych byłyby dołączone kabelki zakończone goldpinem, nie jest to może super trwałe, ale nie powodowałoby zmian w sprężystości płytki tak jak goldpin montowany na płytce).
Jest teraz trochę pustego miejsca, bo zrezygnowałem z koszyka na baterię AAA a zamiast tego dołożyłem brzęczyk. Nie chciałem za bardzo zmieniać ułożenia wszystkich elementów na płytce, żeby szybciej ją zaprojektować. Teraz mam w sumie czas, żeby zrobić to od początku.
Bardzo irytuje mnie ten wielki kondensator elektrolityczny na środku. To jest rozwiązanie skrajnie nieodporne na duże przeciążenia. Jeżeli koniecznie jest tam potrzebny, to może kilka mniejszych, niższych, albo nawet tantalowych zamiast elektrolitycznych. Będzie trochę drożej, ale wysokość z ok. 40mm zejdzie do 5mm.
Niestety w kondensatorze elektrolitycznym magazynowana jest energia do wyzwolenia zapalników - jest to kondensator o pojemności 4,7 mF. Wystarcza on na jednoczesne wyzwolenie dwóch zapalników, choć od czasu, gdy dopisałem w programie czekanie na ponowne naładowanie kondensatora (do ok. 70%), to chyba mogę zastosować jakiś 3,3 mF - Andrzej, jak myślisz?
Sprawdziłem na farnellu - o kondensatorach tantalowych nawet nie ma co myśleć, ich ceny zaczynają się od 3,13 zł + VAT za 330 uF i 10 zł + VAT za 1000 uf. Można by zastosować trzy kondensatory elektrolityczne 1000 uF - cena 2,16 zł + VAT, choć jest to obudowa G - 10x10 mm, więc nie wiem czy tak naprawdę warto.

[quote]Przemyślał bym jeszcze rozmiar tych przełączników. DIP-switche są również w wersji SMD, sporo niższe. Alternatywą dla niezbyt często zmienianych parametrów są pola lutownicze, gdzie kropelką cyny zwiera się odpowiednie pady na druku. Trudne do zmiany na lotnisku, ale niezawodne w każdych warunkach środowiskowych a pewnie i tak konfiguruje się w domu a taka lutowalna zworka nie zajmuje miejsca.[/quote][/highlight]

Miałem przełącznik w wersji SMD, ale usłyszałem od Jaskiniowca, że patrząc z góry na rejestrator (a to będzie chyba najczęstszy widok na rejestrator zamontowany w rakiecie), to nie widać które przełączniki są włączone (przełącznik był przełączany z boku, nazywa się to chyba fortepianowy).
W zasadzie te opcje nie będą chyba aż tak szczególnie często zmieniane - tryb testu i tryb kalibracji mogą być chyba na goldpinach a tryb wyboru zapisywanych danych (surowe, prosto z ADC czy też zamienione już na przyspieszenie, ciśnienie i temperaturę) może być wybierany przylutowując kropelkę cyny - ale tutaj już raczej użytkownicy musieliby się wypowiedzieć który sposób by woleli.
Karta SD jest fajna, sam używam, tyle że ja loguję koszmarne ilości danych z wielogodzinnych lotów. Potrafię logować pomad setkę parametrów na 10Hz przez cały weekend. Tutaj być może rozsądniej było by użyć zwykłego flasha np. z serii AT45DB. Tak mam zrobione w SkyAssistancie gdzie 8 parametrów przy 5Hz loguję przez cały weekend. Sporo pracy trzeba aby to odczytać, trzeba podłączać urządzenie do komputera. Nie nalegam, ale przedstawiam alternatywę wobec delikatnej konstrukcji mechanicznej jaką jest czytnik kart micro-SD.
Kartę SD zastosowałem dlatego, że nawet jeśli cała rakieta i rejestrator by uległy zniszczeniu, karta SD raczej nie uległaby uszkodzeniu i wciąż dałoby się odczytać dane - przy zastosowaniu jakiegoś flasha nie byłoby to możliwe nawet jeśli by przeżył, dopóki nie dolutowałoby się go do jakiegoś innego rejestratora. Karta SD również nie jest zbyt droga (ja nie potrzebuję karty o wysokiej wydajności, wystarczy najtańsza) oraz pozwala na łatwe odczytanie danych - wystarczy wsadzić ją w jakikolwiek czytnik kart i otworzyć plik CSV.

Dzięki wielkie za te wszystkie przemyślenia, o wielu rzeczach nigdy wcześniej nie pomyślałem. Właśnie dla takich postów publikuję to wszystko na tym forum.
Awatar użytkownika
Kacper
Supersonic PROFI
Posty: 912
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Gdynia

Re: Rejestrator

Post autor: Kacper »

pitlab pisze: W profesjonalnym modelarstwie lotniczym gdzie zamontowany układ często lata aż do śmierci często rezygnuje się z zawodnych złącz na rzecz padów do połączeń lutowanych. Tutaj może być z tym ciężko, bo rakieta jest jak podejrzewam jednorazowa a przynajmniej przez kolejnym startem wymaga sporo pracy na przezbrojenie i złącza pewnie są niezbędne, ale być może nie wszystkie.
W przypadku rakiet nieraz w ciągu jednego dnia elektronika jest przekładana kilka razy z jednego modelu do drugiego mimo, że w założeniu rakiety nie mają być jednorazowe. Dlatego wszystkie połączneia z elementami zewnętrznymi muszą być wygodne w łączeniu (wliczając w to kilkustopniowe mrozy i drętwiejące palce) czyli tutaj bez zmian.
Ogólnie 5g masy czy 10mm wymiaru w tą czy tamtą stronę nie robi znaczącej różnicy, szczególnie gdy coraz częściej rakiety ważą po kilka kilo. Ważniejsza jest sprawa wytrzymałości samej elektroniki i otworów montażowych, może da się zastosować jeszcze grubszą płytkę żeby była sztywniejsza?

Osobiści chcę ten układ zasilać z ogniwa lub dwóch Li-po i przypinać je do złącza wyprowadzonego z płytki na przewodach. Wtedy można by pominąć zupełnie kondensator i prąd na zapłonniki puszczać bezpośrednio z baterii. Wiem, że sporo trzeba by zmienić ale da to zupełną dowolność jeśli chodzi o zapłonniki. W tym momencie nie ma szans żeby odpalić takie zapłonniki jakie ja stosuję (ręcznie robione - podwójny drucik NiCr 0,1mmx8mm).

Arek, odwaliłeś kawał dobrej roboty! Myślę (i nie tylko ja), że nie warto od razu udostępniać całego opracowania. Głupio by było gdyby ktoś na przykład z zagranicy wpadł na pomysł żeby przywłaszczyć sobie projekt i robić na tym pieniądze. Szczególnie, że już układ bije na głowę inne istniejące układa jeśli chodzi o cenę, możliwości i wygodę obsługi. Poczekaj z tym aż jako tako wypracujesz sobie znaną "markę".
ODPOWIEDZ