FrSky Taranis und Variometer openxvario bzw. openxsensor

[Tempo]

Nachdem ich mich ausführlich mit dem originalen FrSky-Variometer FVAS-02H beschäftigt habe,
wende ich mich dem opensource-Variometer zu.
https://code.google.com/p/openxvario/
In diesem Thema sollen Informationen, Erfahrungen und Modifikationen von Hard- und Software
über den Sensor openxvario bzw. openxsensor gebündelt werden. (Vornehmlich in deutscher Sprache.)



Es gibt einen wesentlichen Vorteil: Als opensource-Projekt ist die Soft- und Hardware vollkommen offengelegt und für Veränderungen und Optimierungen dokumentiert. Im Gegensatz zum FVAS-02H von FrSky funktioniert die Variometersoftware von Anfang an und es ist kein Geheimnis, was die Software macht. Die Software-Routinen für die Gewinnung des Variometersignals sind in der openxsensor-Version durch die opensource-Gemeinde besser und schneller optimiert worden.

Beachte:
openxvario und openxsensor haben zunächst die gleiche Hardware.
Der Unterschied liegt hauptsächlich in der Software. Der openxsensor lässt das Herz der Sensor- und Telemetriebegeisterten höherschlagen und löst das ursprüngliche openxvario ab.
https://code.google.com/p/openxvario/source/browse/#svn/branches/openxsensor

Geräteangaben:

Abmessungen, Gewicht und Preis gleichen dem Frsky-Variometer FVAS-02H
http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=485967&viewfull=1#post485967

Abmessungen: 33mm x 18mm x 6mm (L x B x H)
Masse: ca. 3g
Drucksensor: MEAS5611 (10cm Druckhöhenauflösung)
Mikrokontroller: Atmega328
Sensorbus: 57600 Baud;Half Duplex;(Herstellerbezeichnung "Smart Port"); Protokoll siehe da:
http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=497104 viewfull=1#post497104

Taranis-Einstellungen:
Siehe aktuelles deutsches Handbuch zur Taranis
http://openrcforums.com/forum/viewtopic.php?f=92&t=3563&p=80732#p80732
Datenaufzeichnungsrate : Einstellbar in 0.1-Sekundenschritten von 0.1s bis 25.5s .
Einstellung des Vario-Tongenerators: Taranis-menu "Grundeinstellungen 1/8" und "Telemetrie 12/12"

 

[coolchaos]

Prima Tempo da bin ich dabei 😉

 

[MarenB]

Hab das gerade mal überflogen. Im Wiki steht, dass man einen Empfänger mit RS232 benötigt, bzw. dass das Vario einen RS232-Ausgang hat. Das ist so nicht richtig, oder? Ich nehme an, es ist UART gemeint?

 

[Jogijo]

Hab das gerade mal überflogen. Im Wiki steht, dass man einen Empfänger mit RS232 benötigt, bzw. dass das Vario einen RS232-Ausgang hat. Das ist so nicht richtig, oder? Ich nehme an, es ist UART gemeint?

S-Port ist doch ein single wire rs232

 

[MarenB]

S-Port ist doch ein single wire rs232

Ich dachte, RS232 hat +/-12V Pegel? Deswegen werden da doch immer Ladungspumpen wie MAX232 usw. verbaut?!
S-Port hat jedenfalls keine symmetrischen Pegel, insofern wäre es eher single-wire UART, eben auf TTL-Level?

 

[StompSC]

Also,

das "Problem" - sofern es denn eins ist - ist folgendes:

Mit den Bezeichnungen TTL/RS232 legt man im Allgemeinen die Pegel UND die Signallage fest.

RS232 hat +/12V Pegel und die Ruhelage der Leitung ist low - hier also -12V Pegel

TTL beschreibt die "Transistor-Transistor-Logik", also das was "früher" üblicherweise die µController Seite war.
Das war ein 0/+5V Pegel, aber mit Ruhepegel high (+5V).

Der S.PORT hat nun aber 0/+3,3V Pegel, da µController seitig ein Cortex mit 3,3V zum Einsatz kommt.
Trotzdem spricht man hier oft noch von TTL Pegeln, meint da aber nur noch dessen Signallage (high = Ruhepegel).
Die Signallage enspricht beim S.PORT aber der RS232 Signallage (low=Ruhepegel).

Genau genommen ist also beides etwas richtig und etwas falsch.

Wichtig ist in diesem Zusammenhng einzig allein die Tatsache, dass man das 1-Wire Duplex S.PORT Signal nicht einfach an einen Atmel AVR Controller anschließen kann, da dessen Hardware UART mit dem low-Ruhepegeln nichts anfangen kann. Entweder muss man also den (invertierten) UART in Software nachbilden, oder das Signal vor dem µC durch geeignete Hardware invertieren.
Einige moderne µC (z.B. STM32 F3 Serie oder NXP LPC15er) sind in der Lage, auch mit den invertierten Pegeln der Taranis arbeiten zu können...

Alle Klarheiten beseitigt?

StompSC

 

[MarenB]

Japp! Danke für die Aufklärung

Für mich war RS232 bislang eine für größere Distanzen modifizierte UART, eben mit symmetrischen und quasi invertierten Spannungspegeln (5V @µC -> -12V @RS232; 0V @µC -> +12V @RS232). Jedenfalls hatte ich die üblichen Quellen so verstanden.

Im Hinblick auf den S.Port finde ich die Invertierung fast vernachlässigbar. Wie du schon schriebst, hängt es vom µC und der UART (HW oder SW) ab und sie ist ggf. schnell re-invertiert.

Aber symmetrische Pegel sind etwas aufwändiger darzustellen und würden den RX sicher in den Silizium-Himmel schicken, sollte jemand auf die Idee kommen, sowas zu basteln.
Insofern finde ich es etwas bedenklich, in dem Zusammenhang von RS232 zu sprechen. Zumal es logischer scheint, den S.Port als Abweichung von der UART zu beschreiben, als als Abweichung von RS232, welche wiederum eine Abweichung von UART ist. Warum der Umweg? Mich hat's verwirrt, mir war Anfangs wirklich nicht klar, was nun gefordert ist.

 

[Jogijo]

Also ich bin ja auch kein Schnittstellenexperte, aber ich kann mit einer normalen RS232 Schnittstelle mit S-Port Sensoren sprechen.
http://openrcforums.com/forum/viewtopic.php?f=97&t=4003#p58236

Was den Pegel angeht, so wundert mich das auch gerade.

 

[MarenB]

Also ich bin ja auch kein Schnittstellenexperte, aber ich kann mit einer normalen RS232 Schnittstelle mit S-Port Sensoren sprechen.
http://openrcforums.com/forum/viewtopic.php?f=97&t=4003#p58236

Was den Pegel angeht, so wundert mich das auch gerade.

Öööhm. Krass! DAS hätte ich jetzt absolut nicht erwartet. Waren MAX232 und Konsorten vielleicht nur auf Grund guter Marketingexperten ein Verkaufsschlager?


Eine Idee: die interne Schutzbeschaltung im Sensor besteht aus einem Reihenwiderstand und einer (3,3V?) Zenerdiode gegen Masse. Damit werden die viel zu hohen RX-Pegel für den µC automatisch auf einen zulässigen Wert begrenzt. Das ganze funktioniert natürlich nur in eine Richtung, der Sensor kann die RS232-Pegel niemals ausgeben.
Ein RC-Empfänger, der RS232 erwarten würde (hypothetisch, scheint's ja nicht zu geben), würde den Sensor dann natürlich nicht verstehen können.

 

[helle]

Hy,

nein, das kannste eben nicht!

Vorsicht!!

Eine "normale" vollwerteige RS232-Schnittstelle hat +/-12V Pegel

Aber:
Je nach PC-Hardware, meist bei Notbooks, haste zwar eine seriellenSchnittstelle
aber es ist keine echte "normale" vollwertige RS232
sondern eine abgespeckte serielle Schnittstelle die mit 0V und 5 V arbeitet!

und nur dann, wenn du so eine hast, dann kannste wie oben verlinkt drauf mit der Diodenanpassung

Ansonsten kommen kurz Rauchwölkchen, das wars dann.

----------------------
Da es heute meist keine seriellen Schnittstellen am Notbook/PC mehr gibt,
gibt es Adapter.
Auch hier aufpassen bei den USB to RS232 Adapter
auch da gibt es Typen mit 0/5V und -12V/+12V

Helle

 

[Jogijo]

Ist vielleicht schon etwas OT, aber interessant.

helle, das klingt einleuchtend was du da schreibst.
Mir scheint als seien die 5V bei RS232 (also das unechte RS232) schon sehr lange üblich, denn ich habe den Adapter schon jahrelang mit unzähligen professionellen Geräten im Einsatz und da gab es nie Probleme.
Ich konnte auch nach einer kurzen Suche keine Normen für das "unechte" RS232 finden.

Das ist das übrigens das Ding:
http://www.reichelt.de/DIGITUS-DA-7...&GROUPID=5253&ARTICLE=99617&SHOW=1&OFFSET=16&

 

[helle]

Hy,


die "unechte" RS232 ist auch nicht genormt, war einfach nur Einsparung an der Hardware
und weil 0V 5V noch im logischen Pegelbereich der RS232 liegt.

Seit min 5-6 Jahren haben fast alle Notebooks (falls überhaupt noch) nur die 0V / 5V Pegel

Aber eben nicht alle, vor allen Industriegeräte haben eine/zwei echte RS232

Einfach Ruhepegel messen und Oszi drauf, dann weiß man was los ist.

FTDI 232RL-Chipsatz ist nur der Wandler USB to Seriell, er kann selbst nur 0V/5V

Das sagt somit noch gar nichts über den Pegel aus


Helle

 

[Tempo]

Konfigurator für openxsensor

Schaut mal da: http://openrcforums.com/forum/viewtopic.php?f=86&t=5882&p=83225#p83223
Wenn das fertig ist, kann der openxsensor auch mit seiner Variometerfunktion von fast jedermann bedient werden

Bisher schreibt man die gewünschte Konfiguration direkt in die Datei oxs_config.h , kompiliert das z.B. mit der arduino-Entwicklungsumgebung (http://arduino.cc/en/Main/Software) und flasht es dann auf den Prozessor.

 

[Tempo]

Bereit zur Thermikjagd ?

Bilderbuchanleitung von Tempo zur Erweiterung des openXsensors zum TEK-Variometer

Total Energie Kompensation = nur aufsteigende oder absinkende Luftmassen aufspüren.
Wer es genauer wissen will liest das: Anhang anzeigen TEK-Duese_deutsch.pdf



Zuerst braucht der openXsensor ein Gehäuse für den Sensor MS5611 mit Schlauchanschluß:


Die Umwicklung mit einem Faden sorgt für dauerhaften Halt zwischen Platine und Anschlußröhrchen.
Das Ganze mit langsam härtendem Epoxydharz versiegeln. Das Epoxydharz muß mit Füllstoffen elastisch eingestellt werden z.B. mit Balsaholzstaub oder gleich Uhu-endfest-300 verwenden. Abschließend eine sehr leichte Glasgewebelage aufbringen, die die Platinenkante umfasst und hinreichend weit über die Elektronikkomponenten geht. Das Ganze wird auf diese Art dauerhaft und absolut druckdicht.


Im zweiten Schritt folgt eine Dichtigkeitsprüfung.
Dazu habe ich im Beispielbild einen Unterdruck mit einer arretierten Spritze erzeugt, der 5361 Höhenmetern entspricht Bleibt die Anzeige mindestens 5 bis 10 Minuten stabil, ist das Ganze dicht.
Diese Taranis-Telemtrieanzeige ist gut geignet: LUA Telemtry Screen #2 http://www.open-tx.org/2014/06/30/telem2-lua/


Und zum Dritten braucht man eine TEK-Düse, die möglichst ausserhalb des Strömungsfeldes von Rumpf und Tragflächen angebracht sein sollte. Wer eine selbst bauen will, schaut da nach: http://fpv-community.de/showthread....meter-FVAS-02H&p=643923&viewfull=1#post643923

 

[Tempo]

openXsensor-Vario verglichen mit wstech-link-Vario

Die Eigenschaften des openXsensor-Variometer können sich sehen lassen.
Im Gegensatz zum FrSky-Vario FVAS-02H liegt die Software offen und diverse Parameter können im Variometer selbst voreingestellt und verändert werden.
Der Autor "mstrens" hat als Glättungsalgorithmus eine "exponentielle Glättung" im openXsensor implementiert, die deutlich bessere Ergebnisse liefert als das im ursprünglichen openXvario verwendete 1-dimensionale-Kalmanfilter.

Die Referenz für die zu vergleichenden Variometer ist für mich das wstech-Variometer.


========================================================
Vergleichsergebnisse von Tempo:

openXsensor_r220 (default values in oxs_config.h)
vertical speed noise about +-0,07m/s
reaction time about 1s
altitude drift about +0,01m/s

wstech_linkvario
vertical speed noise about +-0,04m/s
reaction time about 5s
=========================================================

openXsensor_r220
default values in oxs_config.h
#define VARIO // set as comment if there is no vario

#define SENSITIVITY_MIN 50
#define SENSITIVITY_MAX 50
#define VSPEED_MIN 20
#define VSPEED_MAX 100

#define PPM_RANGE_MIN 981
#define PPM_RANGE_MAX 1999
#define SENSITIVITY_PPM_MIN 20
#define SENSITIVITY_PPM_MAX 100

#define VARIOHYSTERESIS 5

#define OutputClimbRateMin -3
#define OutputClimbRateMax 3




wstech-linkvario

 

[Jogijo]

Nachdem du nach Daten des FVHS-02H gefragt hast, und ich auf meine Anfrage damals auch von keinem Daten bekommen habe ......

Die Beschriftung habe ich mir gespart, aber ich denke das das auch so recht klar ist, zumindest für jene die sich mit dem Baro genauer beschäftigen, und wenn du möchtest kannst du die Beschriftung gerne ergänzen.

Da erstmal der "Schreibtischtest" (unbewegt).


Und da dein "Stiegenhaustest", nur bin ich nach unten gelaufen und nicht nach oben.


Auch bei mir sind die einzelnen Stockwerke gut zu erkennen.

 

[Tempo]

Qualität Variometer FVAS-02H

@Jogijo Welche Softwareversion hast du auf dem FVAS-02H geladen ?

====================================
FrSky Variometer FVAS-02H (Softwareversion VARIO2_140124.frk; V1.1)
vertical speed noise about +-0,075m/s
reaction time about 3s
altitude drift about -0,01m/s
====================================

Das FrSky FVAS-02H-Variometer ist (inzwischen) vergleichbar mit dem openXsensor-Variometer.
Auch wenn die Rauschbreite in etwa gleich ist, ist allerdings die Rauschintensität beim Algorithmus des openXsensor-Variometers deutlich geringer, womit dieses weniger "jault".
Außerdem sind beim openXsensor-Variometer noch diverse Parameter in der Signalglättung einstellbar, da die Software offen liegt.Beim FrSky-FVAS-02H-Variometer ist unbekannt und unveränderbar, was in der firmware gemacht wird. Beide benutzen den gleichen digitalen Sensor MS5611, der sehr preiswert ist. Sämtliche Signalglättung und Signalaufbereitung erfolgt per Software mit diskreten Messwerten.

Das wstech-linkvario hat aber nur ein halb so großes Rauschen und kann daher Vertikalgeschwindigkeiten besser auflösen. Es verfolgt ein anderes Konzept der analogen Signalglättung und Aufbereitung.

 

[Jogijo]

@Jogijo Welche Softwareversion hast du auf dem FVAS-02H geladen ?

Da ist die aktuelle Version "VARIO2_140124.frk" drauf, V1.1 wird angezeigt.

 

[Tempo]

Gibt es hier noch jemand, der das openXsensor-Variometer gebaut hat und benutzt ?

Falls sich jemand nicht entscheiden kann, so nur Mut, die wenigen Lötarbeiten sind sehr überschaubar und einfach. post #1 lesen !
Beim Chinesen gibt es die zwei Platinen sehr billig und das openXvario kostet dann um die 10 Euro
http://www.ebay.com/itm/New-Pro-Min...666?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item2ec9f971f2
http://www.ebay.com/itm/MS5611-high...86277567&tpos=unknow&ttype=price&talgo=origal

Und wer zum ersten mal den Prozessor mit openXsensor flashen will, braucht noch
einen USB-Seriell-Adapter (für Anfänger mit Arduino geeignet)
http://www.ebay.com/itm/USB-RS232-T...65980256&tpos=unknow&ttype=price&talgo=origal
oder
http://www.ebay.com/itm/6Pin-USB-2-...256?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item5d4397cc60
oder diesen universellen ISP-Programmieradapter
http://www.ebay.com/itm/USBASP-USBI...410?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item484ba76ee2
oder

 

[East-Field]

Hallo Tempo,

vielen Dank für die Links, für den Preis kann man es ja sicherlich probieren. Bin mir nur noch nicht so sicher, ob ich einen Unterschied merken würde zum FVAS-02H mit der neuen Software.

Kurze Verständnisfrage: Der Ton wird ja in der Taranis erzeugt, so dass es bei beiden Varios keinen Unterschied geben sollte, oder? Was mich nämlich beim FVAS-02H stört ist, dass der Sinkton nicht schön gleichmäßig und stufenlos in der Frequenz sinkt, sondern so abgehackt. Das hat im FVAS-02 Thread schon Norbert bemängelt. Wenn ich es verstanden habe, könnte es mit einem besseren Filter geändert werden. Ist der OpenXSensor da besser, ist der Ton da stufenloser?

In diesem Video wäre der Sinkton genau so wie ich ihn mir wünschen würde (auch wenn ich nicht weiß, ob er dort von der Taranis erzeugt wird):
[video=youtube;KXN8sJ1Bhrk]https://www.youtube.com/watch?v=KXN8sJ1Bhrk[/video]


Gruß Martin