FRsky Taranis und Variometer FVAS-02H

Hallo,

in diesem Thema sollen Informationen, Erfahrungen und Modifikationen von Hard- und Software
über den Sensor Frsky FVHS-02H gebündelt werden. (Vornehmlich in deutscher Sprache.)



Für mich stellt das Gerät zunächst einen Ducksensor dar, der erst mit passender Software zu einem guten Variometer werden kann.

Aus der Beschreibung des Herstellers
http://www.frsky-rc.com/product/pro.php?pro_id=111
und
http://www.frsky-rc.com/download/vi...file=Instruction Manual for Variometer Sensor
und
http://www.eflightwiki.com/eflightwiki/index.php?title=FrSky_Telemetry#FVAS-02_Variometer_Sensor
kann man folgendes entnehmen:

Sensor, der direkt an Telemtrie-Emfpänger der Firma Frsky angeschlossen werden kann, welche die Sensordaten an die Bodenfunkstelle senden.
Es gibt den Sensor in zwei Sensorausführungen: Entweder mit 1m Höhenauflösung oder mit 10cm Höhenauflösung.

Zum einen liefert er ein analoges Signal für den Differenzdruck, dem die barometrische Höhe zugeordnet werden kann. Diese Analogsignal kann für die Telemtrieempfänger älterer Bauart von Frsky genutzt werden, die noch analoge Eingänge für Sensoren haben.

Zum anderen liefert er ein digitales Signal für Höhe und für eine nicht näher beschriebene Höhendifferenzierung, die als Variometersignal bezeichnet wird.

Digitale Signale von Sensoren werden über einen Datenbus, der beim Hersteller Frsky "Smart Port" heißt, den entsprechend ausgerüsteten Empfängern bereitgestellt.

Es können offenbar noch weitere analoge Sensoren an das Gerät angeschlossen werden, deren Signal dann im Gerät digitalisiert und auf den "Smart Port"-Datenbus geleitet wird.

Geräteangaben:
Abmessungen: 31.1mm x 18.3mm x 6mm (L x B x H) (Herstellerangaben)
Masse: 3,1g
Drucksensor: MEAS5611 (10cm Druckhöhenauflösung) bzw. Bosch bmp085 (1m Auflösung)
Mikrokontroller: STM32F051C6T6
Sensorbus: 57600 Baud;Half Duplex;(Herstellerbezeichnung "Smart Port"); Protokoll siehe da: #92 http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=497104&viewfull=1#post497104
Datenaufzeichnungsrate : Einstellbar in 0.1-Sekundenschritten von 0.1s bis 25.5s . Siehe da: #103, #104, #108 http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=512797&viewfull=1#post512797
Einstellung des Vario-Tongenerators: #110 http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=516160&viewfull=1#post516160

!! Variometerfunktion derzeit nicht implementiert oder fehlerhaft
!! Siehe da: http://fpv-community.de/showthread.p...l=1#post489688

Noch unbekannt:
Wie wird der Variometerwert aus dem Höhenmesserwert im Gerät ermittelt ?
Gibt es irgendwo schon einen open-source-Ansatz für eine Audioauswertung in der Taranis ?

(Berichtigungen und Ergänzungen, die an dieser Stelle eingepflegt werden sollen bitte per PN)

Wer hat den Sensor schon vor sich liegen und kann Auskunft geben, welcher Drucksensor auf der Platine verbaut ist und welcher Mikrokontroller auf der Platine sitzt ?

Du hast zwar selber noch keinen vorliegen und hattest noch nie einen in der Hand und weisst aber jetzt schon dass er mit der Taranis so nicht gescheit als vario nutzbar ist?!

Du bist ja ein Schelm.

Ich habe 2 hier liegen. Schrumpfschlauch bleibt aber dran. Mir reicht er wie er ist

helle fasst hier

http://fpv-community.de/showthread....nTX-8-Sprachen&p=440493&viewfull=1#post440493

die Inbetriebnahme an der Taranis zusammen.

Es gibt 2 Versionen, normal Precision mit dem Bosch bmp 085 Sensor und high Precision mit dem MS Sensor.
Prozessor wird ein kleiner 32bit sein wie bei allen FrSky sachen und Sensor hub auch.
Hab auch einen hier liegen, aber nicht nicht viel getestet.


Wenn du ne eigene Firmware schreiben wilst schau dir das mal an:
https://code.google.com/p/openxvario/
kommt in etwas auf die selben Kosten.

Aha, also die üblichen Sensoren. Ist es der Drucksensor MS5611 (http://www.amsys.de/products/ms5611.htm) ?

Ja, die Alternative "openxvario" habe ich mir schon angeschaut.
Die Hardwareausführung des FVAS-02H finde ich im Vergleich allerdings interessanter.

Jepp, meines Wissens ist der MS6511 drin.
Da du über Modifikation von Hard und Software schriebst dachte ich das openTX könnte interessant sein, da sollte die Modifikation leichter fallen.

Hier Bilder vom high precision:







(Jeweils Klick und nochmal Klick für groß)

uC ist ein STM32.

@nachbrenner

Deine Fotos liefern aussagekräftige Informationen:
Drucksensor ist definitiv der MEAS5611 (MS6511 war oben ein Druckfehler).
Der Mikrokontroller ist der STM32F.

Das sieht interessant aus. Den STM32F könnte man ablöten und einen frischen frei programmierbaren wieder auflöten.

Smart Port und Datenrate

Ist die Software für das "Smart Port"-Protokoll schon frei zugänglich ?
Mit welcher maximalen Datenrate können Telemetriedaten des FRsky-Systems an die Bodenstation z.B. dem in der Taranis eingebauten Modul, übertagen werden?

Schau mal auf dem ersten Bild rechts oben: Evtl ist das ja eine Programmierschnittstelle für den stm32.

S.Port Protokoll Sensoren<-> Empfänger ist 57600 Baud half Duplex, mehr Infos und Beispielcode hier:

http://fpv-community.de/showthread.php?31352-Telemetrie-Konverter-HOTT-gt-FrSky

Fast alle FrSky Empfänger und auch der Sensorhub lassen sich immer per serielle Updaten. denke das geht bei dem Sensor auch.

Rate für Sensorabfrage

@der-Frickler@nachbrenner: Danke für eure Infos. Werde mich da durcharbeiten.


Nächste Sache: Mit welcher Rate werden die Sensoren abgefragt bzw. mit welcher maximalen Rate kann ein Sensorwert an der Taranis ausgegeben werden? Wo ist das dokumentiert?

(Die Datenrate auf dem SmartPort-Bus mit 57600 Baud ist etwas anderes.)

Mir wurde die Frage gestellt: "wo hast Du die Information zur sample-Rate von 10Sample/sec her ?"

Die Samplerate resultiert aus den aufgezeichneten Höhendaten, die ich von der SD Karte holte. Dort sieht man schön, dass die Höhendaten sich mit jedem Sample kontinuierlich ändern. Die Variodaten ändern sich nur alle 2 oder 3 Samples. Mit welcher Samplerate im Vario intern gearbeitet wird, weiss ich nicht.
Da die Variodaten nur ein über die Zeit abgeleitete Grösse der Höhendaten sind, kann man im Sender ( ich habe es jetzt in Excel gemacht ) die Variodaten neu generieren und beeinflussen (verrechnen).
Ich verstehe nicht, warum du mir private Nachrichten sendest - die Frage ich doch allgemein interessant. Werde sie im auch Forum veröffentlichen.

Ein Ziel für Softwaremodifikation: open-source Variometer für Thermikjagd

Mein Interesse am FVAS-02H ist folgendes:

Ein für die Thermikjagd gut einsetzbares open-source-Variometer mit sehr kleinen Abmessungen, das z.B. bequem in einen 1,5m-DLG-Segler passt.

Gut einsetzbar bedeutet für mich eine Variometerqualität, wie es z.B das bietet: http://wstech.de/. ( Siehe dort unter " Variometerkunde" an der linken Leiste.)
Der Hersteller führt dort unter "Auflösung und Stabilität des Variometersignals" aus:
"Diese beiden technischen Werte bestimmen im wesentlichen die Qualität eines Variometers!
Bei der Auflösung handelt es sich um den Wert, mit welchen Stufen die Sinken/Steigen-Änderung systembedingt erfassbar ist, und reproduzierbar in Variotonänderungen umgesetzt wird. Die Feinfühligkeit der Tonänderung hängt direkt von der Auflösung ab.
Gängige Werte der Tonänderung sind bei wstech Variometern 1Hz pro 0,01m/s Sinken/Steigen-Änderung. Dies muss nicht mehr sein, da das menschliche Gehöhr sehr sensibel auf Frequenzänderungen reagiert. Größe Änderungen oder gar Sprünge der Frequenz werden eher als aufdringlich und störend empfunden."

Eine TEK-Düse ist sehr nützlich. Dafür wäre z.B. mit einem 3D-Plotter ein kleiner Kunststoffadapter machbar, der dichtend über den Drucksensor auf der Platine passt und einen Steckanschluß für einen 2 bis 3mm-Schlauch bietet.

Die Auswertung der Höhenänderung und die akkustische Ausgabequalität ist entscheidend.
Die Hardware und der Hardwarepreis des FRsky FVAS-02H wäre geeignet, es als Basis für ein open-source-Projekt zu verwenden. Einige Dinge vom openxvario könnten übertragen werden. Wichtig wäre noch eine offene Dokumentation des "Smart Port", sonst braucht es Zeit für ein re-engineering.

Die Variometerdatenaufarbeitung könnte im Variometer an Bord erfolgen, die akkustische Auswertung in der open-source-Software der Taranis.
Eine Zahlen- oder Balkenanzeige im Display der Taranis ist für ein Thermikfliegen mit Variometer völlig ungeeignet. Ein Thermikflieger muß Thermikindikatoren und das Flugzeug beobachten.


(Information für Nicht-Thermikflieger:
Mit einer TEK-Düse wird die kinetische Energie des Segelflugzeuges abgezogen, d.h. eine Wandlung von Fahrt in Höhe wird im Variometer als "Null Steigen" ausgegeben. Nur Energiezufuhr durch Aufwinde wird im Variometer ausgegeben. Derart kann man z.B. direkt aus dem schnellen Suchflug in Thermik einkreisen und diese zentrieren. Das macht richtig Spaß und ist effektiv ! )

Nicht-Thermikflieger wie Copterflieger, Flugzeugschlepper, o.a. haben andere Anforderungen.

Vielen Dank Tempo,
für das zusammentragen der Informationen. Diesen Tread halte ich für sehr sinnvoll, da die Varioauswertung aus meiner momentanen Kenntnis das schwächste Glieder der Taranis ist. Der Höhensensor hat eine Auflösung von 10cm bei einer Samplezeit von 8ms.
Man darf aber minimale Sink/Steigrate z.B. 1cm/sec nicht mit Genauigkeit oder Auflösung verwecheln, da dieses eine berechnete Grösse ist. Z.B. steigen von 10 cm / 10 sec entspricht einer Sink/steigrate von 1cm/sec.
Genau da liegt das Problem bei der Ausgabe der Taranis, nur andersherum. Ein Wechsel der Höhenwerte von 5 cm bei einer Datenrate von 10 Hz wird als Änderung von 0.5m /sec interpretiert. Und ein Pipser ertönt. Das liegt aber locker im Bereich des Rauschens. AUch hier gilt, das Rauschen kann durch statistische Berechnungen relativ einfach elimeniert werden.

Hier ein paar Messwerte aus der Telemetrie der Taranis ( Höhenwerte):
1.68
1.66
1.66
1.56
1.56
1.5
1.44
1.44
1.41

Es fällt auf, das die Sprünge nicht im 10 cm Bereich sind, sondern kleiner. Das hängt vermutlich damit zusammen, das immer 10 Messwerte gemittelt und ausgegeben werden. ( samplerate Sensor 8ms - Übertragungsrate Taranis 100 ms)

Nun noch ein kleines Diagramm, das ich im Keller machte ( um Störgrössen auszuschließen - habe auch etliche Realtelemetriedaten).




Hier habe ich den Segler einfach mehrfach zwisch 30 cm bis 1,8 mtr über dem Boden angehoben und abgesenkt. Die maximale Änderung war etwa 0,5mtr/sec. Man sieht deutlich, dass bei den gegätteten Daten eine Schwelle von +/- 0,1 m/sec genügt, um Fehler zu unterdrücken. Das kann man noch deutlich verbessern, wenn man in langsamere Reaktionszeiten in Kauf nimmt.

Die Glättung der Daten in Excel ist relativ einfach - den Orginalsample plus 0.9 mal den davor und dahinterliegen Sample plus 0.8 mal 2 sample davor und dahinter usw.
=(I11+(I10+I12)*0.9+(I9+I13)*0.8+(I8+I14)*0.7+(I7+I15)*0.6+(I6+I16)*0.5)*0.9355

So das war jetzt eine kurze Übersicht, was ich getan habe.

Jetzt würde mich interessieren:
1) Werden die Variodaten digital übertragen ( steigen und sinken )? Einen analogen Varioausgang gibt es auf jeden Fall.
2) Wird die Verarbeitung des Vario in der Taranis gemacht oder gibt die Taranis einfach die Variodaten aus?
3) Wo muss in der Software der Taranis angesetzt werden, um die Daten nachzubearbeiten - spricht wie wird die Firmware bearbeitet - wo finde ich das - und wo sind die Programmzeilen des Varios.

Für hilfreiche Informationen wäre ich sehr dankbar.
Wenn die Variosauswertung ordentlich läöuft, werde ich mich um eine TEK Düse kümmern

interessantes Thema.

Sprech doch mal @helle an. Er sollte Dir wohl einige Informationen über die Software der Taranis geben können. So viel ich weiss ist er mit der Opensource für die Taranis involviert.

Beispiel für Datenglättung mit FIR-Filter

Mit einem FIR-Filter lassen sich schön differenzierbare Messkurven ausfiltern.
Der Preis dafür ist allerdings eine zeitliche Verzögerung. Bei einem gut ausgelegten Filter ist das aufeinander abgestimmt.

Ein Beispiel aus meinem Projekt, das sinngemäß auf ein Vario übertragbar wäre:




In meinem gezeigten Beispiel verwende ich einen Differenzdrucksensor, der bis hinab zu 5 Pascal Druckdifferenz messen kann. Den setze ich zur Zeit für Schiebewinkelmessungen an Flugzeugen ein.

Variometersignal: Auflösung und Stabilität

Gleich noch zwei Diagramme zum diskutieren, wohin die Reise gehen soll ( Quelle: wstech.de "Variometerkunde" ):

Hallo Tempo,
vielen Dank für die Diagramme. Wir liegen Gedanklich auf einer Ebene.

Hier als Vergleich, was ich eben aufgenommen habe:




Zur Glättung ebenfalls meine oben dargestellte Methode. Klar lässt sich das deutlich verbessern, aber dann braucht man mehr Datenpunkte, dann verzögert sich das ganze mehr. Im Prinzip ist das ein digitaler Filter. Die Gewichtung kann man anders legen, ich mache es linear. Werde mal spasseshalber meine alten Unterlagen nach den Faktoren bei 9 oder 11 Stützstellen nachrechnen und das Ergebnis vergleichen. Wird sich aber denke ich nicht viel tun. Ausserdem müssen wir die Rechenbelastung der CPU im Sender berücksichtigen. Eine andere Nummer währe, wenn wir die Berechnung in das Vario verlegen. Dann haben wir in der Zeit wesentlich mehr Datenpunkte und die CPU Belastung ist ausgelagert. Setzt aber ein freilegen der Vario Firmware oder revers Engenierung voraus.

Kann einer meine Treppen zählen? Schön sieht man wo ich mit meinem Segler ( 1,5mtr Nuri) hängen blieb und innenhielt.