30 декабря 2016

Паровой микродвигатель!

Зашел сегодня к другу в магазин и увидел такое чудо - паровой микродвигатель! Еще и рабочий! Да, это вам не проводки паять!

28 декабря 2016

pepperF1SH - по настоящему комнатный квадрик на бесколлекторных моторах

Тема миниатюрных летательных аппаратов мне всегда была интересна. Сегодня попался в сети интересный проект супер-миниатюрного FPV-квадрика на бесколлекторных моторах pepperF1SH.


Квадрик построен на самодельной раме из карбона толщиной 0.8мм. На раме установлены двигатели RacerStar BR1103 10000kV. Квадрик питается от однобаночного аккумулятора на 200мА/ч. Взлетный вес с аккумулятором всего 32.4 грамма. По настоящему комнатный вариант!

Разработчик квадрика pepperF1SH пошел настолько далеко, что кроме рамы спроектировал и собственный миниатюрный блок регуляторов tinyPEPPER ESC на 5А с поддержкой прошивки BLHeli_S весом 1.4 грамма!


Но и это еще не все. Умелец сделал и собственный полетный контроллер tinyFISH FC весом 1.7 грамм! Полетный контроллер построен на базе процессора STM32F303, имеет на борту встроенный приемник FrSky, гироскопы MPU6000 на шине SPI, блэкбокс, датчик тока и контроль напряжения, выход для пищалки.


И все это богатство автор проекта планирует сделать в открытом доступе. Вот уж по настоящему щедрый подарок! Я даже знаю, кто тут же наладит производство клонов и будет продавать их на BangGood:) Видимо 2017-й год будет годом миниатюризации.


27 декабря 2016

HUBOSD - почему пропадает видео?

Собрав новый квадрик, обнаружил проблему с пропаданием видео при резкой подаче газа, о чем там ниже и написал. Пришло время разобраться с проблемой и решить ее. Тем более, судя по сообщениям из социальных сетей и с тематических форумов, проблема массовая, но решения пока нет, только различные костыли. Все списывают на плохое качество плат, с чем я не согласен.

На квадрике использовалась PDB HUBOSD. Квадрик имеет возможность передавать телеметрию на пульт. В том числе и напряжение на приемнике, то есть на всей шине 5 вольт, так как приемник питается от BEC на 5 вольт, расположенного на плате PDB. При резкой подаче газа, пульт изредка попискивал, сигнализируя о низком напряжении на шине 5 вольт. В эти моменты у квадрика пропадало видео. Пилоту на короткое время был виден просто черный экран.

Стал анализировать ситуацию. Если виден только черный экран, а не помехи, значит передатчик работает исправно. Так как с отключенной камерой видно так же черный экран. Если бы были проблемы с камерой, то был бы виден черный экран с данными OSD, но данных не было. Значит камера не причем, а видео пропадает на выходе с OSD.

Хорошо, виновник установлен - это блок OSD. Большинство современных OSD построены на микросхеме MAX7456. Это и популярная платка micro MinimOSD, и PDB HUBOSD, и другие платы PDB и полетные контроллеры со встроенным OSD. Отличается только полетный контроллер BrainFPV RE1, у него вывод OSD реализован мощностями процессора STM32F446RET6.


Посмотрев характеристики микросхемы MAX7456, обнаружил, что у нее очень узкий диапазон рабочего напряжения 4.75-5.25 вольта. То есть при резкой подаче газа, напряжение на шине 5 вольт проседало ниже 4.75 вольта и OSD просто отключалось! Стал выяснять, почему так происходит.

Для начала измерил напряжение на шине 5 вольт у трех различных плат HUBOSD. На одной из них было напряжение 5.13, на второй 4.90, а на третьей 4.95 вольт. Нормальный такой разброс! Так вот, на квадриках стояли только две платы с крайними значениями. У квадрика с напряжением 5.13 вольт никаких исчезновений видео не было, даже при самой жестокой нагрузке на аккумулятор (там стоят двигатели DYS SE2205 2300kV). А у квадрика с напряжением 4.90 видео пропадало даже при резком развороте!

Импульсный стабилизатор напряжения на 5 вольт у большинства популярных плат PDB, типа Matek PDB и HUBOSD, построен на микросхеме MP2315. По документации, микросхема способна выдерживать ток до 3А. Так что вряд ли полетный контроллер, приемник, OSD, светодиоды, пищалка и камера, висящие на шине 5 вольт, вместе могут потреблять больше трех ампер.


То есть провал напряжения обусловлен не большой нагрузкой на шину 5 вольт, а особенностями работы стабилизатора MP2315. Может он не успевает среагировать на изменение внешнего напряжения, может еще что - не вникал. Для себя просто сделал вывод, что надо поднять напряжение на шине 5 вольт чуть выше, до 5.10-5.15 вольт, тогда, как показала практика, видео пропадать не будет.

Можно еще использовать костыль в виде дополнительного большого конденсатора на шине 5 вольт. Частично это решит проблему - проверено. Но если квадрик будет совершать какой-либо длительный силовой маневр, то при его завершении вас будет ждать сюрприз - исчезновение видео:) Да, конденсатор необходим, но он не решит проблему радикально.

В общем, путь решения проблемы определен - буду поднимать напряжение на шине 5 вольт. Рассматривая документацию микросхемы MP2315, нашел схему типового подключения. Выходное напряжение задается связкой резисторов, подключенных к восьмой ноге микросхемы. Здесь же была и формула расчета управляющего сопротивления.


Пройдясь тестером по плате HUBOSD, обнаружил все три резистора из типовой схемы подключения.


Резисторы были промаркированы: RT - 30C, R1 - 54C, R2 - 682. Обратившись к таблице кодов, узнал номиналы резисторов: RT - 20кОм, R1 - 35.7кОм, R2 - 6.8кОм. Попробую рассчитать выходное напряжение для этого набора резисторов, используя формулу из документации MP2315, которую привел выше, приведя ее к соответствующему виду:

V = 0.8*((R1/R2) + 1)
V = 0.8*((35700/6800) +1) = 5В

Да, в теории номиналы резисторов подобраны правильно, расчетное напряжение получается 5 вольт. Но не учитываются такие факторы, как разброс значений при производстве резисторов:) Не все резисторы, промаркированные одинаково, будут иметь одинаковое сопротивление. Из-за этого и происходит разброс значений напряжения у одинаковых плат. Нет вины производителя, нет вины проектировщика платы, проблема исключительно в разбросе значений сопротивления компонентов. Так что, кому-то достанется плата с напряжением на шине 5 вольт в 5.13, а кому-то может и с напряжением в 4.90. Как повезет.

Так же не учитывается нагрузка на стабилизатор напряжения. Если посмотреть документацию на микросхему MP2315, то там есть графики падения выходного напряжения в зависимости от нагрузки. Оно хоть и небольшое, но есть и это надо учитывать.

Напряжение буду регулировать резистором R2 согласно схеме. Для этого, используя формулу выше, рассчитаю величину сопротивления резистора R2 для напряжения 5.15 вольт.

R2 = R1/((V/0.8) - 1)
R2 = 35700/((5.15/0.8) - 1) = 6565Ом

Сопротивление с таким номиналом найти будет крайне трудно, поэтому пойду по другому пути. Вспомнив курс электротехники, решил просто подобрать дополнительное сопротивление и припаять его сверху к резистору R2, который на 6.8кОм. При параллельном соединении резисторов значение результирующего сопротивления вычисляется по формуле:

R = 1/(1/R1 + 1/R2)

Поскольку результат-то уже известен, то есть R = 6565Ом, надо вычислить величину дополнительного сопротивления. Пусть дополнительное сопротивление будет R1, а известное нам R2 = 6.8кОм:

R1 = 1/(1/R - 1/R2)
R1 = 1(1/6565 - 1/6800) = 189965Ом

Да уж, резистор и с таким номиналом будет не найти:) Но тут уже допустимы приблизительные величины. Просто надо найти резистор на 180кОм - это возможно. Перерыв весь свой хлам, я нашел резистор! Он промаркирован цифрой 184. Попробую вычислить величину итогового сопротивления:

R = 1/(1/R1 + 1/R2)
R = 1/(1/180000 + 1/6800) = 6552Ом

Подставлю результат в формулу расчета выходного напряжения, где R2 = 6552Ом:

V = 0.8*((R1/R2) + 1)
V = 0.8*((35700/6552) +1) = 5.15В

Ну вот, все вполне подходит! Смело припаиваю резистор на 180кОм поверх резистора на 6,8кОм и проверяю результат.


Как и ожидалось, напряжение на шине 5 вольт немного поднялось и составило 5,10 вольт. Немного меньше расчетного, но вполне достаточное, чтобы микросхема MAX7456 перестала отключаться. Хотя на этой плате напряжение и было 4.95, а поднялось до 5.10, то есть вполне расчетно и с учетом погрешности:) На второй плате, уже установленной на квадрик, с помощью резистора на 150кОм удалось поднять напряжение с 4.90 до 5.12 вольт.

Экспериментальным путем выяснил, что напряжения в 5.10 вольт недостаточно, видео все равно пропадает при резком сбросе газа и напряжение просаживается до 5.01-5.02 вольта. Надо поднимать еще выше, до 5.15 вольта.

Таким способом можно регулировать выходное напряжение на любом импульсном BEC с микросхемой MP2315, да и с большинством других, если найти их документацию.

При неправильных расчетах и неверно подобранном резисторе можно легко и непринужденно спалить микросхему MAX7456. Так что снимаю с себя всю ответственность:) Если кто-нибудь будет повторять сей эксперимент, то будет делать это на свой страх и риск!

Теория подтвердилась практикой. Видео больше не пропадает при любых нагрузках! Напряжение на шине 5 вольт так же больше не просаживается ниже пяти вольт:) Не нужны никакие дополнительные конденсаторы. Проблема решена навсегда!



Подведу итог. Если вы используете OSD на микросхеме MAX7456 и у вас при резкой нагрузке пропадает видео на квадрике, то обеспечьте надежное питание микросхеме в 5 вольт и следите за тем, чтобы напряжение не опускалось ниже порогового значения в 4.75 вольта. Вот и все, удачных полетов!

26 декабря 2016

RunCam3 - анонс камеры форм-фактора GoPro Session

Экшен-камера GoPro Session - несомненный лидер для съемки с борта гоночного квадрика. Ударопрочный корпус, удобный форм-фактор, отличный звук, бесподобное видео. Но... есть одно но - это космическая цена! Я все ждал, когда же появятся камеры других производителей в таком же форм-факторе. И вот дождался! Компания RunCan анонсировала камеру RunCam3 HD!


Производитель обещает появление камеры RunCam3 HD в начале 2017-го года. Размеры камеры будут такими же, как у GoPro Session. Камера будет совместима со всеми аксессуарами для GoPro Session. Корпус камеры будет покрыт эластичным прорезиненным материалом, так что для ее установки на квадрик не потребуется дополнительный защитный каркас. Камера RunCam3 HD будет легче GoPro Session. Разработчики делают основной упор на создание ударопрочной камеры именно для FPV-полетов. Звук обещают с фильтрацией шума ветра. Видео будет честным 1080p/60FPS, без интерполяции и повтора кадров. Время записи от одного заряда аккумулятора предполагается больше часа!

Хорошее начало 2017-го! Может и другие производители подтянутся:)

25 декабря 2016

Heli-X-6.1 - новая версия отличного вертолетного симулятора

Недавно великолепный вертолетный симулятор Heli-X обновился до версии 6.1. Изменений немного, в основном были исправления.


Из того, что удалось найти - это дополнительная опция "Из стороны в сторону" в режиме тренировки зависания.


Если включить эту опцию и передать управление руддером компьютеру, то вертолет будет медленно поворачиваться из стороны в сторону. Такая тренировка полезна, чтобы не привыкать к повороту модели только в одну сторону.

Скачать обновления можно по ссылке. Новые модели вертолетов обещают немного позже. Симулятор по прежнему работает во всех основных операционных системах.