Mikrokontroler AVR w hamowni silników rakietowych

[Mortan]

Witam,
napisałem temat w tym dziale, ponieważ nie mogłem go dopasować do żadnego innego, a mikrokontroler AVR może być wykorzystany w tym projekcie.
A więc do rzeczy.

O co chodzi?
Od dłuższego czasu przymierzam się do wykonania hamowni elektronicznej do silników rakietowych. Hamownia miała by za zadanie odczytywać zmiany ciągu silnika zapisywać je w pamięci, aby potem móc je łatwo odczytać na komputerze.


Od strony mechanicznej:
Rozwiązanie kolegi

"Waga łazienkowa taka jak tu ma cztery nóżki, w każdej jest stalowy element sprężysty z tensometrami. Te tensometry są podpięte do malutkiej płytki, która ma 4 końcówki: zasilanie, masa i wyjście różnicowe. Robiąc dość prosty wzmacniacz pomiarowy na dwóch LM358, uzyskuje sie przy wzmocnieniu 1000 około 4 V napięcia po obciążeniu wagi ciężarek 86 kilo (tyle ważę). Tak więc część analogową można w miarę prosto zrobić. "


Teraz elektronika:
No i tu właśnie zaczyna się problem, dlatego zwracam się do was o pomoc, bo kompletnie się na tym nie znam. Zakładając, że hamownie będzie wykonana wg wyżej opisanego projektu - jaką elektronikę mam zastosować, aby spełniała moje wymagania (zapis siły ciągu w czasie i późniejsze odczytywanie wykresów na komputerze).
Na innym znów forum znalazłem takie rozwiązanie: procesor AVR, wyniki pomiarów po I2C do szeregowego EEPROMa.

Jednak nie wiem czy jest ono słuszne do tego celu, bo kompletnie się na tym nie znam. Jeżeli byłby ktoś tak miły i wytłumaczył mi jak taka elektronika działa i jak to wszystko podłączyć i zaprogramować (lub wskazał materiały gdzie mógłbym się nauczyć podstaw programowania mikroprocesorów (chodzi konkretnie o cel zbudowania wspomnianej hamowni)) byłbym bardzo wdzięczny.

Proszę o pomoc
Pozdrawiam

P.S.
Jeżeli temat nie pasuje do tego działu, to bardzo proszę o przeniesienie go do właściwego, a nie kasowanie, bo włożyłem w niego sporo pracy i czasu.

[pajaczek]

Odnośnie programowania, może zacznij od mikroprocesorowej oślej łączki, albo jakiejś (prawie dowolnej) książki dotyczącej popularnych uC ('51/AVR/PIC) ew. też poszukać kursów na łamach EP/EdW lub internetu (np. na stronach EP zajrzeć do linków a stamtąd na strony forumowiczów) i radze narazie 8 bitowe, choć z uwagą szybkiego przestawienia się na ARM (albo w miare ambicji zaczęcia od armów). Jeśli z lutownicą nie jesteś za pan brat, to możesz wyłożyć trochę więcej pieniędzy, i zafundować sobie starter-kit, przeważnie można na ich podstawie zbudować i własne całkiem rozbudowane konstrukcje.

Odnośnie projektu. Powinieneś odpowiedzieć sobie (i nam) na kilka pytań. Jak długo wykonujesz pojedynczy pomiar (tzn jak długi czas rejestracji Cie interesuje), jaka jest wymagana dokładność (rozdzielczość) pomiaru, oraz z jaką częstotliwością wymagane są pomiary. Wówczas można będzie powiedzieć coś więcej o tym jak i na jakich układach zrobić to najlepiej (i czy wogóle się da).

[Mortan]

Odnośnie programowania, może zacznij od mikroprocesorowej oślej łączki, albo jakiejś (prawie dowolnej) książki dotyczącej popularnych uC ('51/AVR/PIC) ew. też poszukać kursów na łamach EP/EdW lub internetu (np. na stronach EP zajrzeć do linków a stamtąd na strony forumowiczów) i radze narazie 8 bitowe, choć z uwagą szybkiego przestawienia się na ARM (albo w miare ambicji zaczęcia od armów). Jeśli z lutownicą nie jesteś za pan brat, to możesz wyłożyć trochę więcej pieniędzy, i zafundować sobie starter-kit, przeważnie można na ich podstawie zbudować i własne całkiem rozbudowane konstrukcje.

Gdzie znajde takie mikroprocesorowe ośle łączki - może jakiś link?

Odnośnie projektu. Powinieneś odpowiedzieć sobie (i nam) na kilka pytań. Jak długo wykonujesz pojedynczy pomiar (tzn jak długi czas rejestracji Cie interesuje), jaka jest wymagana dokładność (rozdzielczość) pomiaru, oraz z jaką częstotliwością wymagane są pomiary. Wówczas można będzie powiedzieć coś więcej o tym jak i na jakich układach zrobić to najlepiej (i czy wogóle się da).

Czas zapisu: 15s
Nie wiem o co chodzi z tą rozdzielczością i częstotliwością.

Dzięki z góry za odpowiedź
Pozdro

[pajaczek]

Przez częstotliwość rozumiem jak często mają być wykonywane kolejne pomiary, co 1 sek, co 1 ms, czy może 1 us (mikrosekunde).

Rozdzielczość... oczywiście liczba możliwych do zarejestrowania poziomów... czyli czy masz zamiar ważyć tą swoją rakietę (załóżmy że skala jest do 100 kg) z dokładnością do 1 kg, 100g czy może 1 mg.

Oślej łączki można szukać w archiwach EdW, albo w postaci książki. Ew. fragmenty można znaleźć w internecie. Polecam jednak jakąś książkę bazującą na programowaniu w C - jakiego mikroprocka... to już zależy od upodobań.

[Mortan]

Częstotliwość może być co 1ms (1/100 sekundy)
Dokładność do 0,1kg, chociaż większa dokładność jest jak najbardziej wskazana. Zakładam minimalnie do 0,1kg.

Czyli książka "Mikrokontrolery dla początkujących" P.Góreckiego. Nie wiem czy lepiej kupić samą książkę (za 60zł), czy wraz z całym układem za 250zł (sklep.avt.pl)?

[pajaczek]

1 ms to 1/1000 sek (chyba że to miało być "w ostateczności").
Ok... to dokładność podałeś, a jaki zakres maksymalny pomiaru... dopiero to pozwoli nam określić rozdzielczość. Bo jeśli myślisz o tym co podałem zakresie 100kg (wogóle to pewnie chciałbyś mierzyć ciąg poprostu) to już mamy 100*1000, czyli musielibyśmy mieć pomiary z rozdzielczością 17 bit realną (131072 unikalne wartości), więc założona ok 20 bit. A to jest już dość dużo. Powiedzmy że popularne przetworniki A/C (zwłaszcza wersje wbudowane w uC) mają rozdzielczość teoretyczną 8/10/12 czasem 16 bit, są jednak dostępne wersje również wbudowane 24 bitowe.

Co do książki - wersja z układem jest dobrym wyborem (zwłaszcza dla początkujących), chyba że nieźle radzisz sobie z lutownicą oraz wykonaniem płytek pcb - wówczas mógłbyś zaoszczędzić budując układ ściśle dopasowany do Twoich potrzeb. Tylko nie zapatrz się wyłącznie na bascoma, i miej świadomość istnienia innych (bardziej uniwersalnych) języków. Bascom jest dobry na poczatek.

[Mortan]

Kolega z forum pirotechnicznego wspominał że 8 bitowy procek starczy. Maksymalny pomiar może być 20kg.

Lutownica nie jest mi obca, ale płytek nigdy nie wykonywałem Więc najlepszym rozwiązaniem będzie chyba ten komplet. Będę do tego jeszcze czegoś potrzebował? Jak programator wziąć (portu drukarki nie posiadam)?

[pajaczek]

Oki... 8 bitowy procek jak najbardziej, ale ja mówiłem o przetworniku analogowo-cyfrowym (opisywanym ADC lub A/C) o rozdzielczości min x bitów. I faktycznie jestem Ci winny przeprosiny, bo pomyliłem założenia, jeśli 0,1 kg to w poprzednim poście powinno być 10*100, co daje nam min 10 bit rzeczywistej rozdzielczości. Tutaj mamy 10*20 (10 działek na każdy kg * 20 kg skali => 200 unikalnych wartości) - teoretycznie 8 bit rzeczywistej rozdzielczości (256 unikalnych wartości), ale ponieważ przetworniki opisywane są bez uwzględniania błędów pomiaru, stąd często rzeczywista rozdzielczość takiego 8 bitowego to jest 6-7 bit. Ogólnie nie jest wiec tak źle. Można zastosować kilka kruczków - np. uśrednianie kilku pomiarów.

Brak portu drukarki... faktycznie problem. Wiele tanich (prawie darmowych konstrukcyjnie) programatorów jest podłączanych właśnie przez LPT. Masz 2 wyjścia, albo programator USB (względnie RS) albo jeśli to laptop z PCMCIA to karta portów LPT (tu jadnak warto było by wypróbować gdyż zdarzają się problemy z niektórymi), oba wyjścia jednak już troche kosztują (a jeśli stacjonarny - również istnieją karty portów LPT - nie wiem jednak jak wygląda sprawa z ich "poprawnością przy programowaniu"). Jest jeszcze 1 wyjście ale to już nie na początek dla bascom/avr - skorzystać z tzw. bootloadera przez RS, nie będę więc tego proponował teraz.

[Mortan]

Tutaj mamy 10*20 (10 działek na każdy kg * 20 kg skali => 200 unikalnych wartości) - teoretycznie 8 bit rzeczywistej rozdzielczości (256 unikalnych wartości), ale ponieważ przetworniki opisywane są bez uwzględniania błędów pomiaru, stąd często rzeczywista rozdzielczość takiego 8 bitowego to jest 6-7 bit. Ogólnie nie jest wiec tak źle. Można zastosować kilka kruczków - np. uśrednianie kilku pomiarów.

Można jeszcze zmniejszyć skalę np na max 10kg - do mniejszych silników, na początek.


Kupiłem programator USB na Allegro za 30zł oraz książkę "Mikrokontrolery dla początkujących" P.Góreckiego wraz z całym niezmontowanym zestawem. Mam nadzieje, że to dobry wybór.

Ciekawe kiedy będę w stanie zaprogramować taki mikrokontroler na potrzeby tej hamowni...

[Mortan]

Dzisiaj otrzymałem zestaw oraz programator. Okazuje się, że zestaw AVT3500 nie ma gniazda ISP. Wobec tego jak mam podłączyć ten programator?

[pajaczek]

Alez ma ... może nie jawnie opisane jedynie Złącza MOSI/MISO/SCK/RST czyli komplet linii SPI przez które jest wykonywane programowanie ISP.

[Mortan]

Ale to gniazdo ma całkowity układ:
.
.
.
.
.
.
.
.

a wtyczkę od programatora mam taką:
. .
. .
. .
. .
. .




Jak to w takim razie połączyć?

[pajaczek]

Programator ma złącze standardowe, a na płytce masz niestandardowe... podłącz sygnały zgodnie z nazwami i tyle... kawałki przewodów się przydadzą.

[Mortan]

Dzięki serdeczne za pomoc.
Jeszcze ostatnie trzy pytania:
1) Co mam wpiąć do gniazda Uref?
2) Gdzie podpinam "piezo 12V z generatorem"?
3) Czy zamiast zasilacza 5V, którego nie posiadam mogę zastosować 3 zwykłe baterie 1,5V w koszyczku? Ewentualnie czy taki zasilacz będzie dobry?

[pajaczek]

1) Uref to napięcie odniesienia dla przetwornika A/C. Jeśli nie wykorzystujesz przetwornika, albo jeśli wystarczy Ci wbudowane napięcie odniesienia to nie podłączasz nic.

2) a czym chcesz to piezzo sterować ?? podłącz pod ten port (pin)

3) generalnie AVR (w tej wersji - o ile pamiętam 90S2313) działają od 4,5 do 5,5 V, jednak ponieważ na tej płytce może być dalej stabilizator, może to nie wystarczyć. Generalnie trzeba by przyjrzeć się schematowi (w wolnej chwili). Jeśli jest stabilizator to najlepiej będzie użyć 4 baterii (6V łącznie), jeśli nie ma, można próbować na 3 szt (4,5V).

[Mortan]

1) Uref to napięcie odniesienia dla przetwornika A/C. Jeśli nie wykorzystujesz przetwornika, albo jeśli wystarczy Ci wbudowane napięcie odniesienia to nie podłączasz nic.

Przetwornik A/C jest. Zgodnie ze zdjęciem zmontowanego układu w miejscu Uref powinno byc coś wmontowane. Ale mi już nic nie zostało, opórcz jednego rezystora, kawałka listwy goldpinów i gniazdek oraz tego pieza.
Zdjęcie prawidłowo zmontowanego układu:

3) generalnie AVR (w tej wersji - o ile pamiętam 90S2313) działają od 4,5 do 5,5 V, jednak ponieważ na tej płytce może być dalej stabilizator, może to nie wystarczyć. Generalnie trzeba by przyjrzeć się schematowi (w wolnej chwili). Jeśli jest stabilizator to najlepiej będzie użyć 4 baterii (6V łącznie), jeśli nie ma, można próbować na 3 szt (4,5V).

Oto wykaz części:
Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .680Ω
R2−R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82Ω
R10−R14,R19−R23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3kΩ
R15−R18,R24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330Ω
R25,R26,R31,R32 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R27−R30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1MΩ
PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ PR miniaturowy
PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ PR helitrim
Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220μF/10V
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C3,C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF
Półprzewodniki
D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N5822
D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED zielona 3mm
T1−T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC516
T7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548B
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S2313
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .PCF8591
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL431
W1,W2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DA56−11EWA
Pozostałe
5 jumperków, czyli nasadek zwierających
brzęczyk piezo 12V z generatorem
listwa goldpinów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50 szpilek
listwa z gniazdami goldpin . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 punkty
K1,K4−K9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARK2 mały
K2,K10−K12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARK3 mały
S1,S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .uswitch 2...4mm
W3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .moduł LCD 16*2
X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .rezonator kwarcowy 4MHz
30cm pojedynczego przewodu (np. kynar)
Podstawki (mogą być zwykłe):
40pin
20pin
16pin

Nie wiem czy nie lepiej zastosować zasilacza...

[pajaczek]

1) TL431 ??
Faktycznie w projekcie chcesz użyć A/C więc Uref się przyda, zwłaszcza do docelowego urządzenia (w testowym mógłbyś korzystać z mniej dokładnego wewnetrznego).

3) Lepiej, i to stabilizowanego 3 Baterie przy dużym obciążeniu i/lub rozładowaniu dadzą mniej niż 4,5V a to jest dolna granica podawana przez producenta (chyba żeby użyć zamiennie ATTinny2313 z sufixem L - low voltage, startują od 2,5-3V). Za to przy 4 bateriach mamy 6V w stanie normalnym... co znacznie przewyższa górną dopuszczalną wartość (wg. producenta), można by podłączyć przez zwykłą diodę (spadek na niej o 0.6V da mniej niż żądane 5.5V).

[Mortan]

1) TL431 ??
Faktycznie w projekcie chcesz użyć A/C więc Uref się przyda, zwłaszcza do docelowego urządzenia (w testowym mógłbyś korzystać z mniej dokładnego wewnetrznego).

TL 431 jest już wmontowany w tym miejscu:


Ten zasilacz będzie dobry? :
http://www.aphelektra.com/p/pl/679v517p ... 71-7+.html

EDIT:
Dowiedziałem się, że w miejscu Uref nalezy wlutować jeden goldpin. Jeszcze prosze o odpowiedź w sprawie tej ładoarki, czy będzie dobra. Chciałbym jak najszybciej zacząć to programować

[pajaczek]

Myślę że powinien wystarczyć, zwłaszcza jeśli nie będziesz podłączał pod płytkę żadnych silniczków czy diod superjasnych (mocy).

A zerknij np. na taki ZS1.5-12/1000MA (w TME - tmp.pl). Albo kup w sklepie za rogiem (chyba wyjdzie taniej jeśli chcesz kupić tylko zasilacz)

Co do Uref, też pięknie... myślałem czy nie zostawić tam po prostu punktu lutowniczego

[Mortan]

Cześć,

Książkę "Mikrokontrolery dla Początkujących" przerabiam... idzie mi to trochę wolno (str. 115). Co raz trudniejsze ćwiczenia i coraz bardziej niezrozumiałe. Po za tym zrobienie zegarka, czy programu zliczającego naciśnięcie przycisku nie jest zbyt ciekawe:) Nie to żebym marudził, ale trochę mi się już to nudzi. Nim przerobie całą tą ksiege minie trochę czasu.

Dlatego, proszę wskażcie mi potrzebne podstawowe "pojęcia", które muszę znać, aby zaprogramować taki mikrokontroler do spełnienia wymagań hamowni. Na jakiej zasadzie urządzenie to sczytywało by dane (impulsy elektryczne) płynące z mostka tensometrycznego? Jak to wszystko było by połączone? Muszę to zrozumieć

Na razie to co wiem:
Czujniki tensometryczne, były by wymontowane z wagi elektronicznej (np takiej jak tu. Taka waga łazienkowa ma cztery nóżki, w każdej jest stalowy element sprężysty z tensometrami. Te tensometry są podpięte do malutkiej płytki, która ma 4 końcówki: zasilanie, masa i wyjście różnicowe.


Wy1 i Wy2 są wyjściami mostka tensometrycznego (całościowego, złożonego sumarycznie z czterech elementów pomiarowych - czyli nóżek). Zasilanie oryginalnie jest na 3V, ale tensometry wytrzymują 9V. Opór mostka w linii zasilanie-masa to około 1,8 kilooma.

Do tego trzeba dołożyć chyba jakiś wzmacniacz i wszystko to podpiąć, tak aby mikroprocesor zliczał i zapamiętywał wyniki.

Dane techniczne hamowni:
zakres pomiarowy do 180kg z rozdzielczością 60g przy częstotliwości 250 próbek na sekundę