[Projekt] FrSky AllinOne Ground-Station

AllinOne Ground-Station

Guten Abend

Ich suche schon einige Zeit nach der perfekten Ground Station / Antennen Tracker / Telemetrie Lösung für "mich".
Ich bin absoluter FrSky Fan und von der Qualität für diesen Preis auch absolut überzeugt.

Daher die Idee auf dieses System mit einer "Eierlegenden Wollmilch Sau" aufzusetzen.

Ich habe mir für die Semesterferien folgende Idee zurecht gelegt:
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All in One Board:

- 3-4 x Foxtech Video RX

- 3-4 x Diversity Controller nach RSSI

- 433Mhz RS232 Brücke von meinem Sender ( Th9x mit FrSky ) zur GroundStation , sodass die Telemetrie-Daten sowohl in meiner Funke angezeigt werden , als auch in der Groundstation verwendet werden können.

- Mit Hilfe der FrSky GPS Daten --> 3 Fach Antennentracking (2x Helix + 1 x feste CPW )

- Tracking wenn möglich mit Schrittmotoren und Schleifring um 360° drehen zu können.

- Eigenbau OSD mit MAX7456 ( hat den Vorteil ,dass kein extra OSD im Flieger mitfliegen muss .. Telemetriedaten werden erst in der GroundStation eingeblendet )

- Sprachausgabe ( Telemetrie ) mit SpeakJet

- Notfall Tracking nach RSSI Signal falls GPS ausfällt

- Android App bzw. schnittstelle um Google Earth nutzen zu können , notfalls auch Laptop.

Und das alles auf einer Platine.. würde diese aus Platzgründen gerne 2 lagig konstruieren und nach einem Prototyp auch ätzen "lassen". Allerdings muss dazu erstmal alles funktionieren.

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Außerdem habe ich mich genügend darüber geärgert, dass FrSky keinen Stromsensor im Programm hat bzw. im Sensor Hub + Offenem Protokoll keiner vorgesehen ist.

Ich werde versuchen mir eine kleine Schaltung zu bauen , welche mittels Stromsensor ( Shunt oder Hall Sensor ) den strom misst und ihn in ein für FrSky verständliches Signal konvertiert. Sodass die "Benzintank Füllstand Anzeige" Zur Restkapazitätsanzeige verwendet werden kann. Dabei müsste allerdings die Kapazität vor dem Flug per Dipp Schalter am Flieger eingestellt werden. ( Bei verschiedenen Akkus ).


Ich habe soweit zu jedem Punkt zumindest eine "Idee.." Und bin auch noch recht motiviert. Ich werde es nicht schaffen in 5 Wochen einen Prototyp zu erstellen aber zumindest ein konzept sollte stehen Bis auf das ausrichten der Antenne nach GPS Daten.. aber dazu wird sich auch etwas finden lassen...

Es würde mich freuen , falls sich der ein oder andere Interessent für dieses Projekt zwecks Erfahrungsaustausch finden lassen würde..

Auch über Anregungen und Tipps würde ich mich sehr freuen.

Falls ich irgendwo total auf dem Holzweg bin bzw. euch etwas "Unmöglich" erscheint , teilt es mir bitte mit.

Grüße,
Somebuddy

Hi,

Unmöglich ist es sicher nicht, wenn du dich mit Elektronik und uControllern auskennst (kommt jedenfalls so rüber, als ob dem so ist. ).

Ich finde dein Vorhaben teilweise nur unnötig kompliziert.
Wofür brauchst du 3 Helix Antennen? Polarisations-Diversity brauchts ja bei zirkularer polarisierten Antennen nicht; für den Nahbereich eine SPW und dann auf dem Tracker eine Helix reicht meiner Meinung nach.

Zur GS: Kennst du die Happykillmore GCS? Das würde genau zu deinen Anforderungen passen (Tracking(!), Google Earth, Sprachausgabe): http://code.google.com/p/happykillmore-gcs/

Schrittmotoren und Schleifringe im Tracker halte ich für eine sehr gute Idee; wenn das sauber konstruiert ist, müsste das wirklich die ideale Trackingmechanik sein.

Ich will dir deine Ideen auf keinen Fall zerreden, nur ein paar Anregungen/Fragen.
Bin schon gespannt, wie du das Projekt umsetzt!

1. Vielen Dank für die Anregungen ! Die GCS war mir noch nicht bekannt.. ist nur leider "noch" nicht FRSky kompatibel.. Vielleicht kann ich da ansetzen.

2. Sollte der Thread vielleicht in das Projekt Forum verschoben werden.

3. Dachte ich an zwei verschiedene Helix ( verschiedene Öffnungswinkel ) Wird wenn dann sowieso modular.. wer keine 2 will.. brauch diese auch nicht zu installieren

Vielleicht sollte ich wirklich den FunktionsUmfang überdenken.. wenn die Software schon alles "erledigt" bräuchte ich ja den Tracker nicht implementieren.
Darüber muss ich nochmal schlafen

Naja.. ich bin gelernter Elektroniker und studiere Elektrotechnik im 5 und Informatik im 3 Semester.. sehe das ganze daher eher als "Übungsprojekt.." Bastel gerne

mal sehen.. werd bei den elementaren dingen anfangen.. mein Ansatz war eben bei so wenig Technik wie möglich "im Fluggerät.." Bei einer fähigen FlightControl im MultiCopter deren Daten zu nehmen ist natürlich besser ! aber selbst da ist eine RS232 Brücke ja schön.. würde bedeuten.. sämtliche Daten welche von den Platinen kommt wird ueber den FRSky Kanal übertragen. Es wäre also kein weiteres DatenModem notwendig.. ( alternative zum Audio Modem )

Naja.. in einer Woche sind die Semester Klausuren rum.. Dann dürften so langsam die ersten Teile zum Basteln kommen. Vielleicht sagt mir ja HappyKillmore mit welchem Stream seine Software gefüttert werden will.. das wäre natürlich ein Traum

Grüße !

hm.. nächster Rückschlag... -.- ich war wohl zu voreilig..
habe gerade "bemerkt" ,dass der Sensor zur FrSky Telemetrie ja "nur" ein BeschleunigungsSensor ist. Somit kein Gyro und somit werde ich ohne Zusätzliche Technik wohl auch keinen künstlichen Horizont hinbekommen.. Sehr sehr schade..

Was hat sich FRSky dabei gedacht.. ? gerade ein Gyro und ein StromSensort sind elementar naja..

Wozu brauchst du ein Gyro?
Für den Horrizont ist doch der genaue Winkel zur Erdoberfläche Wichtig, die Geschwindigkeit der Änderung ist dabei unerheblich, also genau das , was der Sensor liefert, oder nicht?

soweit "ich" weiß ist der Gyro für die Lage und der ACC Für die relative Beschleunigung zuständig..

http://de.wikipedia.org/wiki/Beschleunigungssensor

Verbessere mich ,wenn ich mich täusche !

es ist genau andersherum! Der Gyro misst die Winkelgeschwindigkeit. Um mit der die Lage des Fluggerätes rauszubekommen muss diese erst aufintegriert werden was ziemlicher Käse ist wegen den Integrationsfehlern. Der ACC kann (wenn er 3-Achsen hat) als Elektronische Wasserwage genutzt werden, da er auch die Erdbeschleunigung misst und somit immer weis wo unten ist. So weit ich weiß ist der Nachteil am ACC aber, dass er relativ träge ist weshalb bei den Multikoptern immer eine Kaskadenregelung aus Winkelgeschwindigkeit und ACC eingesetzt wird.

Vielen Dank für die Aufklärung !

Es geht um diesen Sensor:

http://www.my-rc.ch/index.php?main_page=product_info&products_id=1289&language=de

Die "Trägheit" sollte für einen künstlichen Horrizont allerdings ausreichend sein..das macht mir wieder ein wenig Mut
Nun gilt es "nur" noch die Sensor Lücke " Strommesser" zu füllen um das FRSky System brauchbar zu machen.

Auf dem 3Achs Beschleunigungssensor ist ein Bosch BMA150 ( I²C Bus )..

Dieses Video macht dann auch etwas mut einen künstlichen Horizont implementieren zu können..

http://www.youtube.com/watch?v=73kXujmWJ94

sollte der 180 verbaut sein, den hat schon einer als Ersatz für den BMA020 eingesetzt

Was den Strommesser betrifft, da ist wohl ein Strom-Spannungswandler vorgesehen, am A1/2, zumindest im DHT-U und evtl auch im 2. Display sind ja schon Strom/Leistung als Angaben möglich, evtl kommt da ja noch was

sollte der 180 verbaut sein, den hat schon einer als Ersatz für den BMA020 eingesetzt

Was den Strommesser betrifft, da ist wohl ein Strom-Spannungswandler vorgesehen, am A1/2, zumindest im DHT-U und evtl auch im 2. Display sind ja schon Strom/Leistung als Angaben möglich, evtl kommt da ja noch was

Warum nimmst du nicht ein BT Modul in die Funke?
Habe ich bei mir schon eingebaut, muss nur bei GLB noch ein Master BT bestellen, Paul hat leider nur die Slave, die sich nicht auf Master umstellen lassen

hm.. ich habe noch etliche RFM12 Module hier rumliefen daher die Idee mit den 433Mhz Brücke.. Bluetooth wäre natürlich noch einfacher.. wollte nur wegen der Frequenznähe nicht unbedingt mit Bluetooth INS gehäuse..

Für die verbindung GroundStation --> Android / Laptop hätte ich dann der Einfachheit halber natürlich ein Bluetooth Modul genommen.

mein DHT-U ist noch nicht da.. von daher ist mir das mit Strom und Leistung auch "neu". Habe es nur ausgeschlossen ,da am Sensor Hub nichts dafür vorgesehen ist und im Protokoll für den Fuel Sensor nur 25 / 50 / 75 und 100 % angegeben sind als "Mögliche" Werte. Nunja.. abwarten !

Bin im Kopf schon die ganze Zeit am Entwurf zeichnen.. wohin mit der ganzen Technik.. Der Schleifring soll möglichst wenig Signale übertragen.. etc..

Ich muss mich noch etwas in die Tracking "Software" eindenken..
Sicher wäre es mit Schrittmotor auf PAN elegant.. allerdings weiß ich nicht genau wie man dort am besten die Position bestimmt..

Einfach bei jedem Start auf einen Startpunkt initialisieren !? mit Lichtschranke !?

Wie läuft das bei den anderen Groundstations ( habe da noch keine Erfahrung ).
Wie lernen diese wo sie sich in relation zum Flugzeug selbst befinden ? Bzw. woher kennen die GC's ihre Ausrichtung zum Flugzeug ?

Vielen Dank schonmal für die rege Beteiligung !

Hier stehen die verschiedenen Ausgabeformate für das Tracking und wie man den Tracker initialisiert, falls du auf der Happykillmore GCS aufbauen willst:
http://code.google.com/p/happykillmore-gcs/wiki/Tracking

Oder man könnte z.B. dem Tracker ein eigenes GPS-Modul und ein Kompass-Modul verpassen; dann spart man sich das Kalibrieren vor jedem Flug.

werde es erstmal ohne HK machen.. aber mir die Schnittstelle offenhalten..

Ich meinte ja generell wie eine solche initialisierung abläuft..
mit sämtlichen Ground Stations..

und kompass+ gps ist notiert

Zum Thema künstlicher Horizont:
Ein Beschleunigungssensor alleine ist NICHT ausreichend (wirklich nicht, gar nicht, überhaupt nicht).
Im stationären Zustand ist das natürlich super, Flugkörper drehen wie man möchte und der künstliche Horizont steht (Trägheit ist übrigens kein Thema).

Das Problem ist der Flug, und nur hier macht der künstliche Horizont ja Sinn, oder?
Im Flug hast Du alle Arten von Beschleunigungen und ein Beschleunigungssensor misst nicht nur die Erdbeschleunigung, sondern die Summe aller Beschleunigungseffekte. Das ist der Grund, warum für einen künstlichen Horizont IMUs gebaut werden (Inertial Measurement Unit). Die bestehen üblicherweise aus mindestend Drehratensensor 3-Achsig (Gyro) und Beschleunigungssensor (ACC). Dann gibts noch welche zusätzlich mit Magnetometer und ggf. Baro-Sensor, GPS usw....
All das wird genutzt, um mit einem geeigenten Algortihmus (DCM- discrete cosine matrix, Kalman-Filter usw....) die absolute Lage des Flugkörpers im dreidimensionale Raum zu berechnen.

Beispiel: Stell dir einen "sustained turn", also eine langezogene Kurve im Flug vor. Das wird nur mit Beschleunigungssensor dazu führen, dass der künstliche Horizont sich irgendwo zwischen Realität und der durch die Tragflächen aufgespannten Ebene einpendelt.

Google mal nach IMU Algorithmen, wenn Du sowas selber machen möchtest. Ansonsten würde ich Dir eventuell ArduIMU V3 empfehlen als Sensor.

Zum Thema FrSky Telemetry-Downlink:

Etwas mehr Infos findest Du hier:
http://fpv-community.de/forum/showthread.php?tid=7194

Hinweis: die Datenrate ist, naja, bescheiden... ~120byte/s
Ansonsten bin ich selbst von FrSky natürlich auch mit gutem Grund angetan.

mal ne ganz andere Sache: wie siehts eigentlich mit der Reichweite vom FRSky Rückkanal aus? Beim Jeti ist die Reichweite vom Rückkanal ja eher bescheiden im Vergleich zu der RC Reichweite. Wäre ja blöd wenn der Tracker aussteigt lange bevor die RC Reichweite erreicht ist.

Das ist ein Gerücht!

Mista schon getestet?
Beim Spectrum DX3S ist das ja leider die WAhrheit, keine Ahnung wie das da in der Luft ausschaut

Beim FRSky habe ich die Grenze zumindest noch nicht erreichen können