RandomRace.ru - Peilung für ein paar Dollar (Fortsetzung)
Beginnen Sie dort .Und dann finde ich plötzlich die HC-11-Module auf aliexpress. Dies ist ein UART-Extender, der aus demselben digitalen Sub-Gigahertz-Sub-Gigahertz-Transceiver STM8S003F3P6 und TI hergestellt wird. Die Kosten für das Modul erfreuten sich ebenfalls - 3,5 bis 8 US-Dollar zusammen mit der Lieferung.Und los geht's. Datenblatt, Kratzrüben, wieder Datenblatt, Möwe, Datenblatt, wo ist meine Kreditkarte? Tracker, Tracker, Tracker ... Was zum Teufel, wie wurde es nach Singapur geliefert ??? Entgegen den Gewohnheiten habe ich zum ersten Mal in meinem Leben die Lieferadresse nicht überprüft ... Durch eine seltsame Laune von aliexpress ging das Paket mit den Testkarten an die Adresse des Hotels, in dem ich vor einem Jahr übernachtet hatte, und bestellte gleichzeitig etwas. Also in Singapur ein abgeordneter Kollege. Kannst du ins Hotel gehen? Vielleicht. Alle, ist das ein Hotel? Haben Sie ein Paket in meinem Namen erhalten? Mein Kollege wird zu Ihnen kommen und ... und sie haben bereits zurückgeschickt ... Danke, alles ist in Ordnung, entschuldigen Sie die Mühe ... :-(Es gibt nichts zu tun, die Zeit läuft ab, ich musste erneut eine Testcharge bestellen, die für die säuerlich überbezahlt war. Nachdem ich die erforderliche Anzahl von Nerven abgewickelt hatte , das geschätzte Paket kam endlich an.
Versuch Nr. 2
Elektronik, Sender.
Eine Stunde Kommissionieren mit einem Tester und teilweises Reverse Engineering ist abgeschlossen. Das Board machte einen guten Eindruck - die Leistung wurde gefiltert, die Pegelwandler an den Signalausgängen sind kollektiv, funktionieren aber recht gut. Grundsätzlich stellte sich heraus, dass alles zu erwarten war - der Mikrocontroller-Hardware-SPI (PC5-PC7) blickt auf den Transceiver, UART (PD5, PD6) schaut durch Pegelwandler, die blinkenden Beine werden von der Unterseite des Moduls zu den Testfeldern geführt. Engineering Intelligence meldete nur Feinheiten - welches Bein dem CS (PD4) -Signal des Transceivers zugeordnet ist und welches - dem SET (PC3) -Eingang des gesamten Moduls. Der nächste Schritt sind nun Raumkarten, die in Tablets geladen werden
Daher läuft die Herstellung des Senders darauf hinaus, eine blanke LED, ein Stromkabel und eine Standardantenne zu löten. Um die Drähte vor Beschädigung und den Stromkreis selbst vor Dämpfung zu schützen, wurden die versiegelten Sender mit Schmelzklebstoff gefüllt und in Schrumpfschlauch gezogen.Firmware, Sender.
Der C1101-Chip wird durch das Standard-SPI-Protokoll durch Lesen und Schreiben von Registern gesteuert. Es gibt auch einen FIFO-Puffer für den Paketdatenaustausch. Es wird empfohlen, die Chipparameter (d. H. Die Werte dieser Register) nicht durch sorgfältiges Schauen, sondern mithilfe des von der TI-Website heruntergeladenen Dienstprogramms SmartRF Studio zu konfigurieren. Das Dienstprogramm ist wirklich gut, intuitiv und ermöglicht es Ihnen sogar, Quellcode aus einer Vorlage zu generieren.
Nach einer Reihe von Experimenten mit dem Chip war es möglich, ihn dazu zu bringen, in jedem Kanal des LPD-Bereichs mit unterschiedlichen Kapazitäten zu arbeiten. Der nächste Schritt ist die tatsächliche Struktur der übertragenen Daten. Einerseits möchte ich, dass der Klang des Leuchtturms durch das Hören vom Radio eindeutig identifiziert wird. Andererseits ist es dumm, die Fähigkeiten des Chips nicht zu nutzen und nichts Nützliches zu vermitteln. Auf der dritten Seite sollten alle diese Spiele mit dem Radio den Akku nicht überladen. Der Chip selbst ist digital und überträgt zuerst das Bitmuster der Präambel, dann das Synchronisationswort, dann das Datenpaket und die optionale CRC. Das Übertragungsformat wurde wie folgt erfunden - etwa alle 3 Sekunden sendet der Sender eine Reihe von Impulsen mit 5 Paketen. Jedes Paket besteht aus 2 Bitmustern zwischen ihnen - 3 Byte Nutzlast. Dies ist die Anzahl und die aktuelle Sendeleistung in dB und das Steuerbyte ist die Leistungsinversion.Die Modulation ist GFSK, die Bitmuster sind 101010 ... und 110110 .... Wenn ein solches Signal den FM-Empfangspfad des Radios durchläuft, ist der Ton zweifarbig, ungefähr 300 und 200 Hz, und ist vor dem Hintergrund natürlicher und künstlicher Geräusche leicht zu erkennen. Jedes Paket wird mit einer anderen Leistung übertragen: -30, -20, -10, 0, 10 dB. Wenn sich eine Person mit einem Walkie-Talkie dem Sender nähert, überwiegen immer mehr Pakete aus der Serie das Rauschen, und das Walkie-Talkie hört eine längere Reihe von Signalen. Somit ist es möglich, die Entfernung zum Leuchtturm mit dem banalen LPD-Walkie-Talkie sehr grob abzuschätzen, was aufgrund seiner FM-Natur der Arbeit als Peiler widerspricht.und ist vor dem Hintergrund natürlicher und künstlicher Geräusche leicht zu erkennen. Jedes Paket wird mit einer anderen Leistung übertragen: -30, -20, -10, 0, 10 dB. Wenn sich eine Person mit einem Walkie-Talkie dem Sender nähert, überwiegen immer mehr Pakete aus der Serie das Rauschen, und das Walkie-Talkie hört eine längere Reihe von Signalen. Somit ist es möglich, die Entfernung zum Leuchtturm mit dem banalen LPD-Walkie-Talkie sehr grob abzuschätzen, was aufgrund seiner FM-Natur der Arbeit als Peiler widerspricht.und ist vor dem Hintergrund natürlicher und künstlicher Geräusche leicht zu erkennen. Jedes Paket wird mit einer anderen Leistung übertragen: -30, -20, -10, 0, 10 dB. Wenn sich eine Person mit einem Walkie-Talkie dem Sender nähert, überwiegen immer mehr Pakete aus der Serie das Rauschen, und das Walkie-Talkie hört eine längere Reihe von Signalen. Somit ist es möglich, die Entfernung zum Leuchtturm mit dem banalen LPD-Walkie-Talkie sehr grob abzuschätzen, was aufgrund seiner FM-Natur der Arbeit als Peiler widerspricht.Dies widerspricht aufgrund seiner FM-Natur der Arbeit als Peiler.Dies widerspricht aufgrund seiner FM-Natur der Arbeit als Peiler.Die Impulse werden alle drei Sekunden übertragen, die Dauer der Serie beträgt ungefähr eine halbe Sekunde. Der CC1101 im Übertragungsmodus verbraucht je nach Sendeleistung 20 bis 30 mA. Somit beträgt der durchschnittliche Verbrauch des gesamten Senders etwa 5 mA. Wir haben verschiedene Batterien für die Sender verwendet, aber die beste Option in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verhältnis waren Ersatzbatterien für Mobiltelefone. Die Nokiev-Batterie kostet 250 Rubel und hat eine Kapazität von 1350 mAh, d.h. Es reicht für ca. 11 Tage Senderbetrieb. Um den Verbrauch zu reduzieren, versetzt der Controller den Transceiver nach dem Senden einer Reihe von Impulsen in den Standby-Modus und schaltet in den Stoppmodus. Zum Neustart des Controllers wird der IWDG-Watchdog verwendet, der über einen eigenen Generator arbeitet und einen gestoppten und sogar fest hängenden MK wecken kann. Ein taubes Einfrieren kann nicht ausgeschlossen werdenda die Sonde zusammen mit dem Leuchtturm eine beträchtliche Höhe erreicht, wo die Temperatur bis zu -60 ° C betragen kann. Leider beträgt die maximale Dauer dieser Uhr in stm8s-Controllern etwas mehr als eine Sekunde, was eindeutig nicht ausreicht. Daher müssen Sie den Zähler des Betriebs des Hundes im Auge behalten und eine Reihe von Impulsen einmal von drei senden.Elektronik, Empfänger
Als Empfangsknoten des Empfänger-Peilers wurde das gleiche HC-11-Modul verwendet, jedoch natürlich mit einer anderen Firmware. Er hat nicht genug Ausgangsschenkel, um sowohl den LED-Treiber als auch den Sound zu starten, aber ich hatte bereits einen ungelöteten experimentellen Peiler der Generation 1+ auf einer industriellen Leiterplatte, bereits mit Mikrofon, Treiber und Anzeige.
Infolgedessen wurde der Peiler zum "Doppelkern". Ein STMka als Teil des Transceivers empfängt ein Signal, das Ergebnis wird über die UART-Schnittstelle an den zweiten STMka übertragen, der wiederum dem Indikator dient und in den Piezo-Emitter bläst. Die Antenne blieb unverändert, der alte Empfänger riss die Platine ab und riss die Antennenspur ab. Das neue Modul wurde an die Füße des Controllers und der Antenne gelötet und in einem zweiseitigen Galopp auf die Platine geklebt.Sowohl das HC-11-Modul als auch der MK, der Informationen empfängt, arbeiten perfekt mit einer Versorgungsspannung von 3,0 bis 5,5 V, sodass Sie alles über eine einzellige Lithiumbatterie (wieder eine Telefonbatterie) mit Strom versorgen können und der Spannungsregler den Stromkreis verlassen hat.Das endgültige Schema sah ungefähr so aus:
Wie immer zog mich die Zeit brutal in die Länge, und der Fall für den elektronischen Teil des Empfängers musste im letzten Moment aus irgendetwas gemacht werden. Es stellte sich heraus, dass es sich (auf den ersten Blick) um eine ekelhafte „Schmuckschatulle“ im Geschäft „Alles für 37 Rubel“ handelte. Der Rushechki und der Spiegel, mit dem er ausgestattet war, ließen mich Blut schreien, aber sie gingen sehr schnell in den Müll. Ansonsten ist die Box ein ebenso gutes Wunder - durchscheinender weißer Kunststoff verbirgt die "Implementierungsdetails", ermöglicht es Ihnen jedoch, die leuchtenden Indikatorzahlen perfekt zu sehen. Die Größe ist ideal, nur die Platine + Batterie + Schalter und sogar der Deckel mit einem Riegel.
Empfänger, Firmware.
Wie bereits erwähnt, stellte sich heraus, dass es sich bei dem Empfänger um einen Dual-Core-Empfänger handelt, und es sind auch zwei Firmware-Versionen enthalten. Das umgedrehte hc-11-Modul liest ständig den RSSI-Wert und prüft, ob das vom Transceiver identifizierte Datenpaket mit drei Nutzdatenbytes, die dem Übertragungsformat entsprechen, eingetroffen ist (siehe oben). Er meldet alle seine Beobachtungen über die UART-Schnittstelle an „Vorgesetzte“. Der zweite MK hört auf die Daten des ersten, zählt die RSSI-Werte in den nächsten "Papageien" auf, bildet die Zahlen auf dem Indikator und quietscht. Wenn ein Datenpaket vom Sender nicht erkannt wird, wird der gelesene RSSI als Anfangswert verwendet, und wenn das Paket erkannt wird, werden die Summe aus dem gelesenen RSSI und dem Senderleistungswert aus dem empfangenen Paket verwendet. Die Priorität sind natürlich die Daten, die vom Sender empfangen werden.Wenn für einen bestimmten Zeitraum mehrere Pakete angenommen werden, nehmen wir den größten Betrag.Wie in der ersten Version des Empfängers liest der Empfänger den berechneten Wert des "Approximationskoeffizienten" und zeigt ihn auf dem Indikator an. Die Anzeige zeigt abwechselnd entweder einen Koeffizienten oder eine Sendernummer an. Wenn die Sendernummer nicht akzeptiert wird, werden anstelle der Nummer Striche angezeigt. Die Tonsignalisierung hängt auch von der Art des empfangenen Signals ab - die Häufigkeit der Wiederholung von „Signaltönen“ hängt davon ab, ob das empfangene Signal ein erkanntes Signal des Senders ist - in diesem Fall folgen „Signaltöne“ doppelt so oft. Die Steifheit der „Pieptöne“ ist nach wie vor ein Indikator für die Annäherung.Feldversuche.
Leider wurden aus Zeitgründen keine vollständigen Vorversuche durchgeführt. Alles wurde direkt "vor Ort" getestet. Einige Tests wurden jedoch in der Stadt durchgeführt. Zusammen mit dem Sender wurde eines der günstigsten LPD-Walkie-Talkies zum Testen verwendet - Midland LTX-325.Stadt
Die maximale Hörreichweite des Senders in gerader Linie zum Walkie-Talkie beträgt 600 m bei ausgeschaltetem Rauschschneider, 280 m bei eingeschaltetem Rauschschneider. Natürlich ist in der Stadt der 433-MHz-Bereich ziemlich laut mit Autoalarmanlagen, Walkie-Talkies von Bauherren und Sicherheitspersonal. Der Empfänger zeigt ständig 15 „Papageien“ an.Außerhalb der Stadt
Außerhalb der Zivilisation ist das Hintergrundinterferenzsignal etwas niedriger, normalerweise 12-13 Einheiten. Normalerweise kann in einem Wald ein Leuchtfeuer mit einem Walkie-Talkie aus einer Entfernung von etwa 300 Metern gehört werden. Ein Konkurrent behauptete, den Leuchtturm aus einer Entfernung von 1.500 Metern durch das Yaesu-Walkie-Talkie gehört zu haben. Einmal hörte ich einige Minuten lang ein Leuchtfeuer einer abgefeuerten Sonde. Angesichts der Windgeschwindigkeit an diesem Tag (ca. 50 km / h) lag die Hörentfernung in der Größenordnung von mehreren Kilometern. Der Peiler verfolgt die Station normalerweise aus einer etwas kürzeren Entfernung als das Walkie-Talkie, im Wald sind es 150-300 Meter. Die Richtwirkung der Antenne ermöglicht es Ihnen, im Allgemeinen zu erfassen, wo sich das Leuchtfeuer befindet. Die Peilanzeige zeigt ungefähr 12-15 Einheiten am Rand des Empfangsbereichs an, ungefähr 80-90 in der Nähe des Leuchtturms. In einigen Fällen lag diese Zahl bei etwa 60.Ergebnisse
Wir haben dieses Gerät sowohl für randomrace.ru-Wettbewerbe als auch für andere Starts verwendet. Das gesamte System hat seine Zuverlässigkeit und Nützlichkeit bei sehr moderaten Kosten und Komplexität bewiesen. Es gab Zeiten, in denen die Peilung uns von der langen und langweiligen Suche nach einer gefallenen Sonde in einem sumpfigen Wald befreite. Grundsätzlich kann das gesamte Projekt von jedem Amateur durchgeführt werden.Geld
Jeder Sender kostet ungefähr 10 US-Dollar - ein Modul mit Antenne (3,5 US-Dollar) + Batterie (~ 5 US-Dollar) + Power Tail + Shrink + Hotmelt.Die Kosten des Empfängers sind schwieriger zu berechnen, da sie nicht in Massenproduktion hergestellt wurden und viel Geld und Aufwand für Experimente aufgewendet wurde.Links:Erster Teil: geektimes.ru/post/270168Ungefähr das Gleiche auf Englisch: www.randomrace.ru/2015/gsbc/preparation/transmitter/engRandomRace: randomrace.ru (die nächsten Wettbewerbe: www.randomrace.ru/2016/ Frühling )Quellcode für alle Firmware: sourceforge.net/projects/randomracebeaconGBSC: www.balloonchallenge.org/teams/15Source: https://habr.com/ru/post/de389771/
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