MIO400 s integrovaným variem.Hardware a integrace

Létat s jediným přístrojem, nahrazujícím GPS, VARIO, MAPU, KOMPAS?

S touto myšlenkou jsem jednoho večera asi 3 týdny zpátky začal procházet internetová fóra a blogy. Řešení existují na profesionální úrovni. Náklady na pořízení jsou ovšem v řádech desetitisíců. Amatérským řešením se zabývá velmi málo lidí a jejich počet bychom nejspíš spočítali na prstech našich rukou a nohou. Jak tedy probíhá výroba použitelného varia? Co se děje uvnitř varimetru? Jak se získá hodnota stoupání či klesání? Na tyto a další otázky se pokusím odpovědět v této sérii článků.




Zajímavá řešení jsem nalezl na blogu GO FLY, jehož autor zveřejnil popis svojí tvorby. Návod, který uvádí, je řešen pomocí základní desky Arduino PRO. Tato verze desky je ovšem poměrně veliká a tak autor své první řešení provedl do samostatné jednotky s vlastním zdrojem. Ve svém článku ovšem později zmiňuje, že se mu podařilo integrovat vario přímo do přístroje MIO400.  Tato možnost mi přišla velmi elegantní.

Přístroj MIO400 mi ležel doma na stole a přímo prosil o to, pokusit se z něj udělat dokonalou lítací hračku. Byl rozhodnuto. Autor blogu Gofly, pan Jaroš, byl velmi ochotný v komunikaci a i přesto, že návod na integraci přímo neuvádí, po nocích odpovídal na moje mailové dotazy a poskytnul cenné rady. Jeho cesta k integrovanému variu nebyla jednoduchá, podařilo se mu totiž několik navigací naprosto zničit. Mě se naštěstí, i díky jeho konzultaci a zkušenostem s elektronikou mého táty, podařilo vše napoprvé.

První kus byl minulý týden úspěšně otestován za letu a funguje, až na drobnosti, dle mých představ. Myslím, že moje "komerční" vario DIGILFY brzy uvidíte na některém z inzertních serverů.

Funkce, které jsem vyžadoval:

  • variometr s dostatečnou citlivostí obdobnou s komerčně prodávanými přístroji
  • zvuková signalizace variometru se zvukem podobným Digifly, na který jsem zvyklý
  • posílání dat přímo do LK (vario hodnota, výška, teplota) - díky tomu funguje systém LK naprosto přesně, hlavně co se týče kontroly prostorů a výšky
  • vypínací zvuk tlačítkem na boku přístroje (dvojklikem na tlačítko)
  • přepínání profilů citlivosti (podržením tlačítka na déle než 2s)
  • funkce "buzzer", motivováno Flymaster B1 - pro upozornění na velmi slabé stoupání v rozmezí -0,4 do +0,1 m/s. Funkci lze tlačítkem vypnout či zapnout.
  • integrování do navigace, napájení společným jedním zdrojem

Bonus pro řidiče!

Protože s MIO jezdím také v autě, mám navíc instalováno kromě LK8000 také naprosto fantastickou autonavigaci IGO primo. Přistane-li někdo, sundám přístroj z pultíku a podle autonavigace můžu jet na svoz.

Hardware - vybavte se lupou a chirurgicky klidným stiskem ruky!

Vše začíná výběrem součástek. Po přečtení snad většiny dohledatelných článků na internetu v několika jazycích jsem se rozhodl pro:
  • Arduino PRO mini (extrémně malá deska s chipem ATmega328)
  • Barometrický senzor BMP085. Senzor má rozlišení zhruba 20 cm a je schopen poslat až 25 měření za vteřinu. Podle letových testů je při správně naprogramovaném software dostačující. (je potřeba si uvědomit že i analogové variometry křídélkové konstrukce měli zpoždění 1-3 s a lítalo se s nimi bez problémů jde jen o zvyk. U nás v PG je situace ještě jednodušší, protože za vteřinu či dvě uletíme o dost menší vzdálenost než větroň) Přesto nyní ze zvědavosti testuji citlivější čidlo, jehož parametry jsou přesnost na 10 cm, 50 vzorků za vteřinu (MS5611). O výsledky upgradu se s Vámi podělím v pokračování.
Hlavní výhodou tohoto řešení je extrémně snadná stavba samotného varia. Ještě jednodušší je nahrání software. Programování samotného varia je díky možnosti psát kód v C++ lahůdkou pro každého programátora.  Nevýhodou je snad jen vyšší cena, oproti použití a implementaci čistě na bázi volného chipu.

Barometrická čidla o kterých se dá v konstrukci uvažovat



Za vhodné čidla můžeme považovat BMP085, MS5611 (rychlé dobré rozlišení). Zajímavé by bylo i MPL3115A2, bohužel je velmi špatně k sehnání. (při dobré ceně by bylo vhodným kompromisem mezi MS a Bosh čidlem)

Stavba

Sestavení fungujícího variometru nebyl velký problém. Díky využití programu, který poskytl p. Jaroš vario prakticky za hodinu pípalo na externím zdroji. Problém ale nastává při samotné integraci. Největším problémem je jednoznačně napojení na port USB MINI. Největším pomocníkem byla velká lupa a chirugicky klidná ruka mého táty.

Piny USB mini portu, pohledem přes fotoaparát v režimu makro a lupu.
Cívka, kterou vidíte, má velikost cca jedné koruny.

Jednotlivé porty jsou velmi malé, rozteč je menší než 0,5 mm a je potřeba být při jakékoliv manipulaci velmi opatrný. V tomto bodě mohlo velmi snadno dojít k naprostému zničení přístroje. Kvůli velikosti pinů je nutné použít tenkého cívkového drátu, pomocí kterého jsme napojili vývody. Nakonec se po několikahodinové práci pod lupou ve dvou lidech podařilo vývody napojit. To byla první výhra!

Zbývalo pouze uložit všechny díly varia tak, aby se vešly dovnitř MIA. Délku drátů jsem přizpůsoboval i umístění, tak aby nebyly dlouhé a nedošlo k jejich poškození při zavírání. Prostor v MIO400 vychází naprosto ideálně. Oproti řešení p. Jaroše jsem  otočil piny USB konektoru Arduina. Do krabice MIA jsem vyfrézoval otvor pro přímý přístup připojení do PC. Software varia lze snadno a rychle upgradovat, bez nutnosti rozebrání celého obalu přístroje. Také je nutné vyfrézkovat otvory pro tlačítko a přepínač a tyto komponenty pečlivě zalepit. Tím jakákoliv nutnost "destrukčních" úprav prakticky končí. Jednotlivé desky jsem přilepil oboustrannou pěnovou lepicí páskou.

O konstrukci ve fotografiích:

Potřebné součástky
Otevřené MIO před úpravami
Uspořádání všech částí v MIO400

Zapuštění tlačítka do vyfrézovaného otvoru
Otvor pro přímé napojení do PC pro upgrade software

V další části článku uvedu detaily ohledně nového software, který jsem pro vario přepracoval. Psát budu také o praktických zkouškách a použití varia v praxi....



Zdroje:


Okomentovat