Pomiary w modelarstwie część III - telemetria HiTec

POMIARY W CZASIE RZECZYWISTYM - TELEMETRIA HiTec
 
Telemetria w modelarstwie RC to dziedzina, która w ostatnim czasie staje się może nie tyle co modna, a raczej przyszłościowa i bardzo rozwojowa.
Czymże jest ta telemetria ?.
To jeden ze sposobów wykonywania, obrazowania, a później analizowania parametrów lotu.
Obecne systemy RC już zazwyczaj w podstawowej formie pozwalają na obrazowanie i kontrolowanie z poziomu pilota parametrów zasilania samego modelu. Wspominałem o tym w poprzednim artykule, który traktował o pomiarach parametrów elektrycznych.
Samych systemów telemetrii na rynku jest obecnie cała masa.


 
Foto. 1
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Generalnie producent każdego systemu RC coś nam proponuje. Firmy Spectrum, Futaba, Graupner, FrySky, Multiplex i inne tworzą własne opracowania i komponenty telemetrii.
Oczywiście prócz tego istnieje i wciąż się rozwija rynek układów producentów nie zależnych, które możemy przy odpowiednim dostosowaniu użyć z aparaturą, która aktualnie posiadamy.
W poradniku naszym opisywany już był pod adresem : https://modelmotor.pl/webpage/pl/telemetria-frsky-w-komorce-obrazowanie-i-komunikaty-glosowe.html system telemetrii firmy FrySky i sposób obrazowania danych na ekranie telefonu, tabletu wyposażonego w system operacyjny ANDROID, zapraszam do zapoznania się z nim.
 
Telemetria pozwala nam na pomiary i odczyt danych następujących parametrów lotu :
- temperatury poszczególnych elementów modelu takich jak regulator, silnik, pakiet
- pobór prądu
- wartość napięcia
- ilość paliwa w zbiorniku
- prędkość obrotową śmigła ( śmigieł ) na zasadzie optyczne lub ( i ) magnetycznej
- prędkość modelu
- wysokość, prędkość wznoszenia modelu
- prędkość, pułap i położenie z sygnału GPS
 
W artykule tym postaram się przedstawić i opisać system telemetrii, który dostarcza swym odbiorcom firma Hitec. Oczywiście system ten oparty jest o transmisję w paśmie 2,4 GHz i pracuje tylko z nadajnikami i odbiornikami tej firmy. Są to nadajniki typu AURORA 9 i ECLIPSE 7 PRO

Firma Hitec stworzyła jtrzy systemy kierowane do konkretnych zastosowań, są to :
 
- HTS-SS Blue – system telemetrii dla modeli z napędem elektrycznym
- HTS-SS Nitro – system telemetrii do modeli z napędem spalinowym
- HTS-SS Advanced - system telemetrii uniwersalny, najbardziej rozbudowany używany zarówno w modelach elektrycznych i spalinowych oraz w modelach szybowców i motoszybowców.
 
HTS-SS Blue pozwala nam na monitorowanie wielkości prądu w zakresie do 50A lub 200A w zależności od czujników, wielkości napięcia, obrotów śmigła z wykorzystaniem sensorów optycznych lub magnetycznych oraz temperatury.
 
HTS-SS Nitro monitoruje obroty śmigła optycznie lub magnetycznie, temperaturę, ilość paliwa w zbiorniku oraz dane położenia, prędkości, wysokości w oparciu o GPS.
 
HTS-SS Advence dodatkowo pozwala na odczyt parametrów pracy serwomechanizmów – 4 sztuki, odczyt wysokości lotu modelu w oparciu o czujnik barometryczny, odczyt aktualnej prędkości.
Na fotografii 1 widzimy pudło, którego zawartość stanową komponenty systemu HTS-SS Advance Glider Combo, numer katalogowy 11 0853 i właśnie ten wyrób postaram się tu przedstawić.
 
HTS-SS ADVANCE GLIDER COMBO firmy MULTIPLEX ( HITEC)
 
Głównym elementem każdego z systemów telemetrii Hiteca jest stacja odbioru sygnałów z poszczególnych czujników. W zestawie GLIDER COMBO znajduje się stacja HRS-SS Advance ( numer katalogowy 55853 – fotografia 2 ). Wyposażona jest ona w 16 gniazd służących do podpięcia następujących sensorów :
 
Gniazdo D – transmisja danych do odbiornikami
Gniazdo P – zasilanie stacji
Gniazdo G – czujnik HTS-GPS ( antena GPS )
Gniazdo M1 – HTS-AIR SPEED sensor prędkości



Foto.2
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Gniazdo M2 – HTS-SERVO MANAGER – czujnik poboru prądu przez serwomechanizmy w zakresie
od 0,1A do 10A, obsługa 4 serwomechanizmów
Gniazdo M3 – HTS-VARIOMETER – barometryczny czujnik ciśnienia powietrza o rozdzielczości 1 m
Gniazdo R1 – HTS-ORPM – optyczny sensor prędkości od 0 do 50 000 obrotów
Gniazdo R2 – HTS-MRPM – magnetyczny sensor prędkości głównie do modeli typu INDOOR
Gniazdo T1 do T4 – HTS-TEMP – czujniki temperatury od -40 C do +200 C
Gniazdo T5 HTS-ENGINE TEMP – czujnik temperatury silnika spalinowego od -40 C do 200 C
Gniazdo F HTS-FUEL – czujnik poziomu palowa wskazujący 5 różnych wartości ( pełny zbiornik, ¾, ½, ¼ , pusty zbiornik )
Gniazdo C – HTS-C50, HTS-C200 tutaj możemy podpiąć któryś z dwóch czujników prądu, gdzie HTS-C50 ma rozdzielczość 0,1 A i wartość maksymalną 50A, natomiast HTS-C200 ma rozdzielczość 1A i wartość maksymalną 200A
Gniazdo V – HTS-VOLT – czujnik napięcia do 100V
Waga stacji z okablowaniem – 14,1 g
 
Kolejnymi składowymi zestawu GLIDER COMBO są :
- Serwo menadżer – waga 14,7 g. - fotografia 3
- dwa czujniki temperatury – waga 4 g. - fotografia 4
- wariometr – waga 4,5 g. - - fotografia 5
- prędkościomierz z przewodem elastycznym i rurką Pitota – waga 14,3 g. - fotografia 6
- antena GPS – waga 6,7 g. - fotografia 7
 
 
 
Foto. 3                                                                   Foto. 4
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
 
 
Foto. 5                                                                   Foto. 6
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
 
 
Foto. 7                                                                  Foto. 8
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"             Źródło: Internet

Wszystkie parametry lotu transmitowane do nadajnika wyświetlane są na jego wyświetlaczu (fotografia 8).
 
SPOSÓB PODŁĄCZENIA I KONFIGURACJA.
 
Podłączenie systemu jest bardzo proste i ogranicza się praktycznie do połączenia ze sobą wszystkich komponentów. Instrukcję i sposób podłączenia znaleźć można w sieci na stronach Hiteca, postaram się jednak w miarę przystępnie to zobrazować.
 
Po pierwsze pamiętamy jednak o ogólnej kolejności postępowania, czyli zawsze wpierw włączamy nadajnik a po nim odbiornik, przy wyłączaniu postępujemy w kolejności odwrotnej. Zwracam na to uwagę, gdyż zauważyłem, że gro pilotów/modelarzy postępuje w tym momencie czasami dość nonszalancko.
Posługiwał się będę „ekranami” z nadajnika Aurora 9.
 
Wspomnieć należy o tym, że telemetria w Aurorze działa dopiero od wersji 1,07 oprogramowania.
Jeśli posiadamy soft wcześniejszy musimy zaktualizować system. Wersję oprogramowania sprawdzamy w zakładce INFO menu SYSTEM.
 
Na początku samo połączenie ze sobą stacji i odbiornika. Odbiorniki Hiteca posiadają dodatkowe gniazda odznaczone symbolem DATA. Z pomocą tego gniazda łączymy stację i odbiornik, stacja też wymaga zasilania.
Do tego celu służy drugi kable zakończony z obu stron wtyczkami do serwomechanizmów.
Zasilanie stacji pobieramy z dowolnego wolnego gniazda odbiornika.

W przypadku gdy w odbiorniku brakuje nam gniazd, zasilanie stacji wpinamy poprzez Y-kabel.

Skąd ten pomysł ?. Załóżmy, że chcemy „monitorować” model motoszybowca w pełni wyposażony w lotki, klapy, usterzenie i napęd, a posiadamy odbiornik siedmio – kanałowy.
Sześć kanałów zabiorą nam wszystkie serwa i jeden kanał na silnik. W tym momencie możemy zmienić odbiornik na większy 9-cio kanałowy lub wpiąć się w kanał silnika poprzez Y-kabel.
 
Sposób spięcia ze sobą odbiornika Optima 7 i stacji czujników. Lewy górny róg stacji to gniazdo D ( Data ), spinamy je z gniazdem DATA w odbiorniku, odpowiedni kabel znajduje się na wyposażeniu stacji. Natomiast drugim kablem zakończonym wtyczkami serw z obydwu stron spinamy gniazdo P ( Power ) stacji i dowolny wolny slot serwa w odbiorniku.
Po włączeniu zasilania odbiornika i zbindowaniu z nadajnikiem dioda w stacji powinna zapalić się na kolor niebieski i pulsować. Stan ten widzimy na fotografii 9.
 
 
 
Foto. 9
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Stan wyświetlacza nadajnika.
 
System telemetrii w Aurorze uruchamiamy a raczej wywołujemy w menu SYSTEM klawiszem SENSOR.
Co ciekawe, jeśli nawet używamy odbiorników bez telemetrii w menu tym znajdziemy dostępny jeden klawisz BATTERY, który ma aż trzy zakładki pomimo tego, ze nie mamy podpiętej stacji do odbiornika.
 
 
 
Foto. 10                                                                 Foto. 11
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Fotografia 11 ilustruje fakt podpięcia telemetrii do odbiornika, po włączeniu menu SENSOR pojawiły nam się klawisze dostępu do poszczególnych opcji i ustawień telemetrii.
Od lewej klawisz GPS do obsługi tej opcji, następnie klawisz monitora RPM czyli wskaźników prędkości obrotowej śmigieł, wskaźniki temperatury, zasilania, kokpitu, widoku rozszerzonego ( duże cyfry i symbole ) , serwo monitora i klawisza Advance, czyli ustawień odczytu mierników wznoszenia ( VARIO ) i prędkościomierza.
 
 
MONITOROWANIE SERWOMECHANIZMÓW
 
 
 
Foto. 12                                                                 Foto. 13
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Fotografie 12 i 13 ilustrują ten fakt. Menadżer serw obsługuje i monitoruje cztery serwomechanizmy w modelu, podpinamy go do stacji w gniazdo odznaczone symbolem M2, natomiast kable serwomechanizmów wpinamy w odbiornik. Z drugiej strony menadżera serw wpinamy w odpowiednie gniazda same serwomechanizmy. Wchodzimy w menu SERWMO M nadajnika i widzimy na wyświetlaczu obciążenie prądowe poszczególnych serw. Nazwy serw możemy przemianować i nazwać je stosownie do funkcji, czyli np. WYSOKOSC, KIERUNEK itd.
 
MONITOROWANIE TEMPERATURY
 
Pomiar temperatury odbywa się poprzez wpięcie czujników w gniazda T1,T2,T3, T4 lub T5 stacji. Gdzie T5 służy do wpięcia czujnika HTS-ENGINE.
 
Menu TEMP daje nam dostęp do opcji podglądu temperatury. Czujniki znów możemy sobie odpowiednio nazwać, np. PAKIET, SILNIK, REGULATOR. Możemy mierzyć i kontrolować cztery różne punkty w modelu.
Mamy możliwość wyświetlania temperatury w stopniach Celsjusza lub Fahrenheita.

 
 
Foto. 14
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"

Na fotografii 14 widzimy monitorowany stan czujników Temp-1 i Temp-2, oraz uzyskane maksymalne, minimalne i wyliczoną średnia temperaturę.
 
POMIAR PRĘDKOŚCI I WYSOKOŚCI CZUJNIKAMI BAROMETRYCZNYMI.
 
Pomiar tych dwóch parametrów w przypadku Hiteca, a myślę ze i innych systemów też odbywać się może na dwa sposoby. Jeden z nich to pomiar w oparciu o sygnał GPS.
Drugi zaś opiera się o pomiary ciśnienia statycznego i dynamicznego powietrza z wykorzystaniem odpowiednich czujników. O sposobie pomiaru decyduje menu ADVANCED nadajnika. Określamy tam sposób pomiaru wysokości ( Altitude ) gdzie jako źródło wskazań możemy wybrać wariometr lub GPS.
Sposób pomiaru prędkości daje nam trzy opcje, są to : AIR ( czujnik z rurka Pitota ) , GPS lub GPS&AIR.
Klawisz SETTING pozwala nam określić sposób powiadamiania dźwiękowego faktu wznoszenia , opadania.
Czym różnią się wskazania GPS od wskazań czujników barycznych ?
Szybkością. Co akurat w modelu szybowca , gdyż szukamy noszeń ma nie bagatelne znaczenie.
Fotografia 15 pokazuje pomiar prędkości i szybkości wznoszenia.
 
W momencie pisania tego artykułu biurko moje jak widać leciało z prędkością maksymalną 249 km/h.
 
Jest to drugi ekran menu EZ-VIEW na którym pokazywane są odczyty z czujników barycznych, odczyty na podstawie danych GPS znajdują się na ekranie pierwszym.
 

 
Foto. 15
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
WSKAZANIA POZYCJI I POMIARY W OPARCIU O GPS
 
Menu GPS daje nam wskazania aktualnej pozycji, wysokości i prędkości na podstawie danych uzyskanych z systemu satelitarnego GPS. Jak widać na fotografii 16 mamy tutaj akurat same zera.
Jest to związane z faktem, iż w momencie fotografowania i pisania antena znajdowała się „pod dachem”, czyli nie nawiązała połączenia z satelitami GPS. Wysokość możemy wskazywać jako ABSOLUTE – czyli nad poziomem gruntu lub jako RELATIVE, czyli w odniesieniu do poziomu morza w jednostkach metrycznych lub imperialnych ( anglosaskich )


 
Foto. 16
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
WSKAZANIA NA KOKPICIE
 
Wskazania kokpitowe to nic innego jak obrazowaniu kilku parametrów w tym samym czasie na jednym ekranie.
W tej opcji mamy dostęp do dwóch zakładek, gdzie na zakładce pierwszej ( fotografia 17 ) możemy obserwować od razu wskazania prędkości obrotowych śmigieł z dwóch źródeł ,
prędkość i wysokość aktualną oraz temperatury w pięciu miejscach. Zakładka 2 daje nam dostęp do wskazań monitora serw, aktualnego napięcia w mierzonym miejscu, poboru prądu, mocy i pojemności zbiornika.
 
 
 
Foto. 17
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"
 
Prócz tych elementów system telemetrii Hiteca można wyposażyć w oprzyrządowanie dodatkowe.
 
Są to :
 
Monitor dźwiękowy – moduł dźwiękowy dopinany do nadajnika, który informuje nas właśnie głosowo o parametrach lotu. Moduł ten uwidoczniony jest na fotografii 18
 
 
 
Foto. 18                                                                 Foto. 19
Źródło: archiwum Tomasz Motyl "Motylasty"             Źródło: Internet

Moduł HPP-22 służący do transmisji danych i jednocześnie programator nadajników i odbiorników.
Możemy z jego pomocą dane z lotu transmitować przewodowo do komputera. Widać go na fotografii 19.



Foto. 20                                                                 Foto. 21
Źródło: Internet                                                        Źródło: Internet

Moduł Hitec Navi pozwalający na bezprzewodowe obrazowanie danych bezpośrednio na ekranie komputera – laptopa, oraz zbieranie i zapis danych z lotu, fotografia 20
 
Moduł HTS-iView ( fotografia 21 ) - jest to interfejs do odczytu wszystkich danych w czasie rzeczywistym na ekranie telefonu ( tabletu ) firmy Apple.
 
Jak widać, możliwości takiego systemu są ogromne i nie są one związane z lataniem typu FPV, a raczej z normalnie pojętym „lotnictwem RC”, gdzie mamy dodatkowe możliwości odczytu i późniejszej analizy naszych poczynań w powietrzu.
 

styczeń, 2016,  Tomasz Motyl "Motylasty", Zdjęcia: archiwum własne, fotografie: 8,19, 20 i 21 – internet.