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Système de télémétrie pour modèle réduit. version 1.3 le 29 juin 2001

Et oui, dans le même esprit que la découpe numérique de noyaux de polystyrène (Cnc@Net), il a été décidé de lancer un projet similaire dans son esprit : la création, l'étude et la mise en oeuvre d'un système de Data-loging pour notre usage modéliste.

Vous trouverez donc ci-joint un descriptif et un cahier des charges de ce projet. Bien sûr, cette description technique n'est pas et de loin, exhaustive et sera complète en fonction des évolutions du projet. elle est présente juste pour permettre une recherche commune et de travailler ensemble sur un projet commun.

Si le projet vous intéresse, si vous avez du temps libre, des connaissances ou seulement une soif de comprendre, alors n'hésitez pas à venir nous rejoindre sur l'email list Dataloger sur www.egroups.fr

1. But :

Réaliser un système de télémétrie à installer dans un modèle réduit pour permettre d'étudier son comportement dans des phases de vols critiques ou spécifiques.

  • En F3B : étudier la phase de treuillage et son fameux zoom (faut-il conserver une vitesse maxi ou une portance maxi pour monter le plus haut ?
  • En F3F : étudier l'ensemble du vol pour déterminer la meilleure technique de virage pour une performance maximum.
  • En F3K : étudier la phase de lancer et la fameuse technique du SAL
  • En F5B : étudier lors des montées, les caractéristiques du moteur et ses performances.

Il doit être petit, léger (moins de 40 grs) et consommer le moins possible et bien sûr réalisable par une grande majorité de modélistes avec des composants simples et faciles à trouver
2. Concept :

Les idées étant sans limite, il ne sera sûrement pas possible de faire un système unique et polyvalent.
L'esprit serait de concevoir un système extensible en fonctionnalités et applicable à plusieurs types de microcontrôleurs et systèmes d'exploitation ( PC, Palm ..).

Dans cet esprit, ce document se limitera à la définition des interfaces et protocoles d'entrée / sortie.
Le projet pourra être découpé en 3 sujets :
                 

                    - Les capteurs
                    - Le système d'enregistrement des données
                    - Le système d'exploitation des données

3. Description:

3.1. Capteurs/ mesures

Exemple de capteurs.
 
 

Mesures Capteurs
Altitude Capteur de pression absolue type MPX 5100 ou équivalent
Vitesse Capteur de pression relative + tube de Pitot
Inclinaison Inclinomètre (à définir)
Accélération verticale Accéléromètre 

Alimentation par la carte microcontrôleur
Connecteur : type universel 3 points
Signal : tension continue entre 0 et 5V ( à définir, 4096 mV …)
 

3.2. Système d'enregistrement des données:

Le système d'enregistrement des données sera fait autour d'un microcontrôleur du type PIC, Atmel, 68HC11 ou autre.  (Toutefois le PIC est recommandé mais chacun programme dans la solution qu'il maîtrise :o))
Il sera associé à une mémoire non volatile du type EEPROM, compact-flash ou autre.
La capacité de stockage min est à définir.

Pour un échantillonnage, on se doit d'avoir plusieurs possibilités suivant le type de recherche effectuée.

le minimum entant de 10 valeurs / secondes jusqu'à 1 valeur / minute et ce, pour 8 valeurs analogiques maxi.

 
F3B étude du zoom 10 valeurs / secondes pendant 20 secondes 10*20*8 soit 160 valeurs
F3F étude du vol 5 valeurs / secondes pendant 60 secondes 5*60*8 soit 240 valeurs
Lancer main 5 valeurs / secondes pendant 30 secondes 5*60*8 soit 120 Valeurs
F5B 5 valeurs / secondes pendant 20 secondes (5 montées) 5*20*8*5 soit 400 valeurs
Étude d'un vol 6 valeurs / minutes pendant 10 minutes 6*10*8 soit 480 valeurs
Étude d'un vol de durée 1 valeurs / minutes pendant 60 minutes 1*60*8 soit 480 valeurs

 

A)  Entrée mesures :

Entrée de convertisseurs A/D au nombre de 1 à 8. Les convertisseurs peuvent être intégrés aux microcontrôleurs ou externes.
La dynamique d'entrée est de 0 à 5V.
Le nombre de bits pourra être entre 8 et 12 bits.
Un port du contrôleur pourra être configuré en port digital 0/5V.
Il pourrait être connecté à une sortie du récepteur de radiocommande. Cette entrée serait utilisée pour commander le démarrage et arrêt des mesures.

B) Port série :


Le port série sera utilisé pour lire et effacer les données en mémoire.
Le signal électrique sera 0-5V . Si interface avec PC, le convertisseur de niveau 5V-RS232 sera un module externe.
Format des données : 9600 bauds, 8 bits, sans parité, 1 Stop bit ( 9600N81)
Protocole : voir § 5
Connecteur type universel 3 points.
Le port série pourrait être utilisé à la fois pour le GPS ou pour lire les données.
La configuration du port pourrait se faire par un strap.

C) Alimentation :


- Externe via le récepteur de radiocommande.  Attention ! dans ce cas, la tension peut ne pas être suffisamment stable pour le microcontrôleur ( attention aux appels de courant et chute de tension quand plusieurs servos sont actionnés).
- Interne par batterie dédiée ou pour système de faible taille au moyen d'un simple pile au lithium.

D) mémoire non volatile :


Type EEPROM ou type compact-flash . Dans ce cas, définir l'interface électrique et protocole.
 

E) Led de signalisation

Une led de signalisation permettra de visualiser certains états de la carte.

  • Mise sous tension: 1 éclat de durée compris entre 0,5 et 1s
  • Fin d'exécution commande effacement EEPROM: 2 éclats de 0,5 s
  • fin lecture EEPROM : 3 éclats de 0,5s
  • En cycle de mesure/mise en mémoire: 1 éclat < 0,5 s (mais suffisant pour voir l'eclat !) toutes les 5 secondes
  • En cas d'anomalie ( peut on le détecter ?) dans la lecture ou effacement EEPROM , la Led est mise en clignotement continue ( 0,5 s allumé / 1 seconde éteint).

 

4. Système d'exploitation des données.

Le système d'exploitation de données pourra être un PC, un Palm ou encore un système de lecture simple à base d'un afficheur LCD.
5.Protocole de communication sur le port série.

 

5.1.Commandes PC -> micro contrôleur .


Les commandes dans le sens PC -> micro contrôleur seront de la forme

XXXX CR
X étant un caractère ASCII
CR = Carier Return

XXXX Signification
READ Demande de transfert des données en mémoire
ERAS Efface les données en mémoire
EECH10 Écriture Échantillonnage à 10 valeurs par seconde par exemple
LPARAM  Lecture de paramétrage du data loger : version, échantillonnage, ...

Utilité de mettre des commandes pour décharger de façon unitaire ? Par exemple, que les valeurs de la mesure 1 ou demande de la valeur min, max. ou moyenne de la mesure 1.
Rien n'empêche de rajouter ces commandes par la suite.

Nota: on aurait pu faire des commandes avec un seul caractère, mais il y a un risque d'effacer les données si on est un peu nerveux sur le clavier...
 

5.2. Réponse micro contrôleur -> PC

>,YYYY,ZZZZ
>,M1X,M2X,M3X,M4X,M5X,M6X,M7X,M8XCRLF
>,M1X,M2X,M3X,M4X,M5X,M6X,M7X,M8XCRLF
>,M1X,M2X,M3X,M4X,M5X,M6X,M7X,M8XCRLF
>,M1X,M2X,M3X,M4X,M5X,M6X,M7X,M8XCRLF
>,M1X,M2X,M3X,M4X,M5X,M6X,M7X,M8XCRLF
>,FTR


La trame commencera par un caractère d'identification : >
Il sera suivi par la suite des mesures. Chaque mesure est séparée par une virgule ou une tabulation.
Les mesures M1X,... pourront avoir 2 caractères ( cas de convertisseurs 8 bits) ou 3 caractères (cas de convertisseurs 12 bits).

Le premier bloc YYYY de télémétrie pourrait être un indicateur d'heure ( valeur d'un compteur interne ou de l'heure en provenance d'un circuit dédié et ZZZZ la période d'échantillonnage.
Remarque:  l'heure n'est pas indispensable. En effet, le but recherché étant de l'analyse non datée.
FTR fin de transmission.

Je pense qu'il est utile de mettre un caractère d'identification en tête de trame de façon à pouvoir laisser la possibilité de transmettre d'autres types de trames par la suite.
 
 Lors de l'utilisation du dataloger avec moins de 8 mesures, le protocole sera respecté et seulement les capteurs connecteurs seront bien sûr complétés avec des valeurs plausibles.

 

 

Document basé sur la spécification de Gérard Auvray v1.3 du 29/06/2001 et du schéma de principe de Dominique Allart .

 

 

 

 


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