RandomRace.ru-几美元的方向寻找(续)



那里开始

然后我突然在速卖通上找到了HC-11模块。这是一个UART扩展器,由相同的STM8S003F3P6和TI CC1101亚千兆赫数字收发器组成。模块的成本也令人满意-$ 3.5- $ 8与交付。

走开了。数据表,白萝卜,数据表,海鸥,数据表,我的信用卡在哪里?跟踪器,跟踪器,跟踪器...到底是什么,如何交付给新加坡的???与习惯相反,这是我一生中第一次没有检查送货地址。由于速卖通的一种奇怪的想法,带有试用卡的包裹转到了我一年前住的酒店的地址,并同时点了些东西。因此,在新加坡,借调了一位同事。可以去酒店吗?也许吧 Alle,这是酒店吗?您收到我名字的包裹了吗?我的同事会来找你,而且……他们已经发回了……谢谢你,一切都很好,很抱歉打扰你……:-(
无事可做,时间不多了,我不得不再次订购一个测试批次,为这笔钱付出了高昂的代价。 ,珍贵的包裹终于到了。


尝试#2


电子,发射器。

用测试人员挑选一个小时,完成部分反向工程。电路板给人留下了深刻的印象-电源被滤波,信号输出上的电平转换器是集中的,但工作正常。原则上,所有事情都可以预料到-微控制器硬件spi(PC5-PC7)查看收发器,UART(PD5,PD6)通过电平转换器查看,闪烁的引脚从模块底部引出到测试焊盘。工程智能只报告了细节-哪条腿分配给收发器的CS(PD4)信号,哪一条-分配给整个模块的SET(PC3)输入。现在,下一步是将空间地图加载到平板电脑中德州数据仓库该模块可以在大约300-900 MHz的宽频率范围内接收和发送数据,支持各种调制,速度和功率。制造商承诺稳定的频率,选择性以及所有这些,收发器需要3.3伏,控制器需要3 ... 5.5伏,当电压较低时,控制器会自行关闭。 LDO焊接在模块上,因此可以将模块直接连接到1s锂电池上,据了解,其最大电压为4.2V。 TX UART输出用于连接发出短脉冲的LED。制造商在那里放置了一个简单的电平转换器和一个电阻,幸运的是,该电阻成功地限制了二极管电流。我想在TTX二极管的极限下提供更多电流,但结果很好。

因此,发射器的制造归结为焊接裸露的LED,电源线和标准天线。为了保护电线不受损坏,并使电路本身不受阻尼,密封的变送器中填充了热熔粘合剂,并拧紧成热收缩层。

固件,发送器。

C1101芯片通过读取和写入寄存器,由标准spi协议控制,还有一个用于数据包数据交换的FIFO缓冲区。建议不要通过仔细的观察来配置芯片参数(即这些寄存器的值),而应使用从TI网站下载的SmartRF Studio实用程序。该实用程序非常好,直观,甚至允许您从模板生成源代码。


在对该芯片进行一系列实验之后,有可能让他在LPD范围的任何通道上以不同的能力工作。下一步是传输数据的实际结构。一方面,我希望通过收听广播来唯一标识灯塔的声音。另一方面,不利用芯片的功能并且不传达有用的东西是愚蠢的。第三,所有带有收音机的游戏都不应将电池电量过剩。芯片本身是数字的,首先传输前同步码的位模式,然后传输同步字,然后传输数据包和可选的CRC。传输格式的发明如下-大约每3秒发送一次,发送器发送一系列5个数据包的脉冲。每个数据包由2个位模式组成,在它们之间-3个字节的有效负载。这是数量和当前发射器功率(以dB为单位),控制字节是功率倒数。调制是GFSK,位模式是101010 ...和110110...。当此类信号通过收音机的FM接收路径时,声音为两音,大约为300和200 Hz,并且在自然和人为噪声的背景下容易识别。每个数据包以不同的功率发送:-30,-20,-10、0、10 dB。当具有对讲机的人接近发射机时,来自该系列的越来越多的数据包开始在噪声中占优势,并且该对讲机听到更长的信号序列。因此,可以使用普通的LPD对讲机非常粗略地估计到灯塔的距离,由于其FM特性,它与用作测向仪的工作相矛盾。并且在自然和人为噪音的背景下很容易识别。每个数据包以不同的功率发送:-30,-20,-10、0、10 dB。当具有对讲机的人接近发射机时,来自该系列的越来越多的数据包开始在噪声中占优势,并且该对讲机听到更长的信号序列。因此,可以使用普通的LPD对讲机非常粗略地估计到灯塔的距离,由于其FM特性,它与用作测向仪的工作相矛盾。并且在自然和人为噪音的背景下很容易识别。每个数据包以不同的功率发送:-30,-20,-10、0、10 dB。当具有对讲机的人接近发射机时,来自该系列的越来越多的数据包开始在噪声中占优势,并且该对讲机听到更长的信号序列。因此,可以使用普通的LPD对讲机非常粗略地估计到灯塔的距离,由于其FM特性,它与用作测向仪的工作相矛盾。由于其调频特性,它与定向仪的工作相矛盾。由于其调频特性,它与定向仪的工作相矛盾。
脉冲每三秒发送一次,该序列的持续时间约为半秒。传输模式下的CC1101消耗20至30 mA的电流,具体取决于传输的功率。因此,整个发射器的平均功耗约为5 mA。我们为发射器使用了不同的电池,但就价格容量比而言,最好的选择是手机备用电池。 Nokiev电池的成本为250卢布,容量为1350 mAh,即足够运行变送器约11天。为了降低功耗,控制器在发送一系列脉冲后将收发器置于待机模式,然后进入停止模式。为了重新启动控制器,使用了IWDG看门狗,该看门狗通过其自己的发电机工作,并且可以唤醒停下来甚至紧紧悬挂的MK。不能排除聋哑因为探头和灯塔一起上升到了相当高的高度,所以温度可能高达-60。不幸的是,在stm8s控制器中,该手表的最长持续时间仅超过一秒,这显然是不够的。因此,您必须牢记狗的操作计数器,并每三个发送一次脉冲。

电子,接收器


作为接收器方向查找器的接收节点,采用了相同的HC-11模块,但是当然采用了不同的固件。他没有足够的输出支路来启动LED驱动器和声音,但是我已经在工业印刷电路板上安装了带有麦克风,驱动器和指示器的1+代未经焊接的实验性测向仪。


结果,测向仪成为“双核”。作为收发器一部分的一个STMka接收信号,结果通过UART接口传输到第二个STMka,继而用作指示器并吹入压电发射器。天线保持不变,旧接收器撕下了电路板并撕下了天线轨道。新模块被焊接到控制器和天线的脚上,并以两面胶粘在板上。
HC-11模块和信息接收MK都可以在3.0..5.5V的电源电压下完美工作,因此您可以使用单节锂电池(再次使用电话)为所有电池供电,并且稳压器已离开电路。
最终方案如下所示:


与往常一样,时间在残酷地困扰着我,接收器电子部分的外壳必须在最后一刻由任何东西制成。在“ 37卢布应有尽有”商店中,原来是一个令人作呕的“珠宝盒”。rushechki和它配备的镜子让我哭了出来,但他们很快就丢到了垃圾箱。否则,该框同样是一个奇迹-半透明的白色塑料隐藏了“实现细节”,但使您可以完美地看到发光指示器的编号。尺寸非常理想,只有板子+电池+开关,甚至是带有闩锁的盖子。



接收器,固件。

如前所述,接收器原来是双核的,其中也有两个固件。翻转的hc-11模块不断读取RSSI值,并检查收发器标识的数据包是否包含与传输格式相对应的三个有效载荷字节(请参见上文)。他通过UART接口将所有观察结果报告给“上级”。第二个MK侦听来自第一个的数据,重新计算下一个“鹦鹉”中的RSSI值,在指示器上形成数字并发出吱吱声。如果未检测到来自发送器的数据包,则将读取的RSSI用作初始值,如果检测到该包,则使用读取的RSSI的总和和来自接收到的包的发送器功率值。当然,优先级是从发送器接收的数据。如果在一定时期内接受了多个包裹,那么我们将取最大数额。
与接收器的第一个版本一样,接收器读取“近似系数”的计算值并将其显示在指示器上。指示器交替显示系数或变送器编号。如果不接受发射机编号,则显示破折号而不是编号。声音信号还取决于接收到的信号的性质-“哔哔”的重复频率取决于接收到的信号是否是发射机的可识别信号-在这种情况下,“哔哔”的跟随频率是原来的两倍。像以前一样,“嘟嘟声”的刚度是和睦的指示。

现场试验。




不幸的是,仅由于时间不足,没有进行全面的初步测试。一切都直接在“现场”进行了测试。但是,该城市进行了一些测试。与发射器一起,使用了最实惠的LPD对讲机之一进行测试-Midland LTX-325。

城市名

发射器在对讲机直线上的最大可听范围为600m(在关闭噪音切割器的情况下为280),并且在打开对讲机的情况下。自然地,在城市中,433MHz范围内的噪声很大,其中包括汽车警报器,建筑商的对讲机和保安人员。接收器不断显示15个“鹦鹉”。

出城

在文明之外,背景干扰信号略低,通常为12-13个单位。通常在森林中,可以使用对讲机从约300米的距离听到信标。一名竞争对手声称通过八重洲对讲机从1,500米的距离听到了灯塔。有一次,我听到了发射探针的信标,持续了几分钟。给定当天的风速(约50 km / h),听力距离约为几公里。测向仪通常比对讲机在更短的距离内(大约在150-300米内)跟踪电台。天线的方向性通常使您可以捕获信标的位置。测向仪指示器在接收区域的边缘显示大约12-15个单位,在灯塔附近大约80-90个单位。在某些情况下,该数字约为60。

结果


我们将此设备用于randomrace.ru比赛和其他发布会。整个系统已经以非常适中的成本和复杂性显示了其可靠性和实用性。有时候寻找方向使我们摆脱了在繁茂的森林中漫长而无聊的寻找下落的探针的麻烦。原则上,整个项目可以由任何业余爱好者执行。

钱款


每个发射器的成本约为10美元-一个带有天线的模块(3.5美元)+电池(〜5美元)+电源线尾+收缩+热熔胶。
接收器的成本更难计算,因为它们不是批量生产的,并且在实验上花费了大量金钱和精力。

链接:

第一部分:geektimes.ru/post/270168
围绕英语同样的事情:www.randomrace.ru/2015/gsbc/preparation/transmitter/eng
RandomRace:randomrace.ru(下一个活动:www.randomrace.ru/2016/春季
所有固件源:sourceforge.net/projects/randomracebeacon
GBSC:www.balloonchallenge.org/teams/15

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN389771/


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