Kompletní uživatelská příručka pro čidlo
Úvod Anotace Záznam hodnot relativní výšky s nastavitelným intervalem měření PC program pro správu a prezentaci získaných údajů Společník leteckého modeláře který poslouží i cyklistům a turistům Nadmořská výška a atmosferický tlak ALAM00 je mikroprocesorem řízené barometrické čidlo se záznamem údajů do stálé (na napájení nezávislé) paměti. V nastaveném intervalu ukládá atmosferický tlak a k němu dopočtenou nadmořskou výšku. Výpočet probíhá podle vzorce, který modeluje závislost nadmořské výšky na atmosferickém tlaku. ALAM00 je se zajímavou přesností schopen sledovat výšku relativní tedy vztaženou k jinému čidlem změřenému bodu. Typicky je to místo startu modelu, začátek výletu, místo se známou nadmořskou výškou a podobně. K tomuto účelu byl ALAM00 navržen, vyvinut a testován. Je ale třeba pamatovat na to, že s narůstající délkou měření se přesnost údajů snižuje z důvodu přibývajícího vlivu faktorů které modelový výpočet nemůže zohlednit. Technické parametry - Váha 3 gramy - Rozměry 30mm x 11mm x 9mm - Vstupní napětí 3.7V - 13V (1-3 články LiPo) - Spotřeba (2-6mA) - Četnost zaznamenaných vzorků až 10x za vteřinu - Délka záznamu 3.5h až 1 měsíc - Uložená data data nejsou závislá na napájení - Konfigurovatelný auto-stop další úspora paměti - Využitelné rozlišení zaznamenáné výšky 0,5 m - Nastavitelné potlačení šumu, vyhlazování dat pomocí plovoucího průměru - Podporuje zaznamenávání dat do více souborů - Seriové rozhraní 38400 baud, pracuje s universálním USB RS232 převodníkem - Program pro PC který podporuje ukládání, správu, analýzu a export dat ALAM00 - Úvod 2
Příslušenství Hardware - USB - RS232 převodník pro připojení k PC - Konektor (redukce Serial 4 pin ALAM00) Programové vybavení - Program pro vyhodnocení a správu naměřených dat v PC - FW samotného čidla - nové verze může nahrát sám uživatel pomocí PC programu Požadavky na PC - Program funguje na jakémkoli PC s operačním systémem Windows XP/7/Vista Provozní omezení a doporučení Polarita a připojení signálového vodiče Při instalaci v modelu, či přípravě na jiný provoz je nutné připojit pouze vývody plus a minus. Připojení signálového vodiče je nežádoucí a může vést k tom, že ALAM00 zůstane v COMM režimu (bude si myslet že je připojen k PC) a nebude zaznamenávat hodnoty. ALAM00 - Provozní omezení a doporučení 3
Umístění v modelu Preferované umístění ALAM00 je trup modelu. Pokud možno co nejdále od sacích a výfukových otvorů. Čidlo vyhodnocuje změny tlaku a ty mohou být v takových místech způsobeny i prouděním vzduchu. Dále také není vhodné použít jakýkoli vzduchotěsný obal protože základní funkcí je měření atmosferického taku, který by mohl být takovým způsobem v okolí čidla pozměněn. ALAM00 je citlivé elektronické zařízení a proto by měl být i stranou silnějšího magnetického vyzařování tedy serv, přijímačů duplexních systémů, regulátoru. Splnit výše uvedené požadavky najednou nemusí být jednoduché, proto umístěte čidlo jak se vám nejlépe podaří. A teprve pokud vám budou naměřené hodnoty připadat nějakým způsobem ovlivněné, zkoušejte jiné lepší, a pravděpodobně také náročnější, varianty. Dále pro čidlo není vhodné vlhké prostředí, či přímo voda. Takovou odolnost ALAM00 nemá a pamatovat by na to měli hlavně ti kteří jej použijí pro jiné aktivity než modelaření. Rozsah teplot Zařízení bylo testováno při -10 C a + 40 C. Pravděpodobně bude fungovat i ve větším rozsahu teplot, je ale lepší jej takovým extrémům nevystavovat. ALAM00 stejně jako jiná elektronická zařízení (displaye mobilních telefonů či baterie) na teplotu reaguje a v extrémním případě mohou velmi nízké teploty komplikovat komunikaci zařízení s PC. Napájení Vhodný je libovolný zdroj v rozsahu napětí 3,7-13V. Napájení z palubní sítě funguje dobře, a lze využít i samostatné baterie. Připojením miniaturní Li-Po 1s získáte malé nezávislé měřící zařízení. Opačný extrém je balanční konektor pohonného 3s Li-Po článku a možností je jistě více. Některé příklady jsou vyobrazené níže. Komunikace s PC ALAM00 se připojuje pomocí dodaného konektoru k převodníku USB RS232. Tento převodník je snadno dostupným HW s publikovanou dokumentací který nabízí několik výrobců. Je možné jej vybrat v určitém cenovém rozmezí, kde již nejlevnější plně dostačují pro použití s ALAM00. ALAM00 - Provozní omezení a doporučení 4
Připojení ALAM00 pouze pomocí COM portu počítače (bez převodníku USB RS232) není možné a podporované. V PC je dále nutné vytvořit virtuální COM port. Postup je popsaný v dokumentaci dodaného USB RS232 převodníku. Následující instalace PC programu spočívá v nakopírování jednoho spustitelného souboru do adresáře který si k tomu účelu zvolíte. Tento postup je detailněji popsán v manuálu pro PC program. Režimy čidla a jejich indikace Logování (LOG) - Aktivně zapisuje naměřené hodnoty v zadaných rozestupech do paměti - Četnost a honota uložených dat záleží také na nastavení MAFL, LR, SD - Dioda bliká při každém načtení vzorku z čidla tedy ve frekvenci SD Zastavené logování (LOG_STOP) - Záznam je pozastaven funkcí LASS - Sleduje tlak a vyčítá údaje z tlakového senzoru, ale nazapisuje do paměti - Dioda bliká ve frekvenci SD z čidla jsou stále načítány nové vzorky Plná paměť (LOG_FULL) - Načítání vzorků je pozastaveno - Do paměti nejsou zapisovány žádné údaje - Dioda je trvale zhasnutá Komunikace (COMM) - Komunikuje s PC programem - Odesílá naměřené údaje - Na základě požadavků obslužného programu upravuje uložené parametry - Uvolňuje paměť - Dioda bliká v intervalu cca. 5 vteřin Funkce a nastavitelné parametry LASS Log Auto Stop Start Automatické zastavení a start logování Pokud se čidlem naměřená výška nezmění po dobu určenou parametrem LASS (ve vteřinách) o více než 1,5m přejde ALAM00 do režimu LOG_STOP. Ve chvíli, kdy se naměřená výška změní o více než 1,5m, vrátí se do režimu LOG. Ve výsledném záznamu v PC programu je poté ALAM00 - Funkce a nastavitelné parametry 5
volitelně zobrazená značka na místě kdy k tomuto přerušení došlo. Tato značka rovněž obsahuje údaj na jak dlouho bylo logování přerušeno. Počet takto vzniklých značek není omezen a popsaná situace může nastávat opakovaně. Funkce se dá popsat i tak, že ALAM00 s každým zapisovaným vzorkem kontroluje zda rozdíl maximální a minimální výšky zaznamenané v uplynulých LASS vteřinách je větší než 1,5 m. Pokud není, převede se zařízení do stavu LOG_STOP a dále nabírá vzorky, které ale nezapisuje. Kontroluje aktuální výšku proti výšce zapsané před (LASS vteřinami + počet vteřin které uplynuly od přechodu do LOG_STOP). Jakmile rozdíl v absolutní hodnotě překročí 1,5 m převede se zpět režimu LOG. LASS celočíselná hodnota ve vteřinách Rozsah 0-255 Speciální hodnoty 0 LASS není aktivní MAFL moving average filter length Délka filtru pohyblivého průměru Počet načtených vzorků z čidla, které se budou před zápisem do paměti průměrovat. Průměr je klouzavý, to znamená, že další zápis do paměti zahrne do výpočtu jeden nový vzorek a vypustí nejstarší vzorek z předchozího výpočtu. Zbylé vstupní hodnoty pro výpočet jsou stejné. Pokud je MAFL nastaven na 0 průměřování není aktivní a hodnoty se zapisují tak jak se přečtou z čidla. Toto způsobuje prodlení při startu logování, kdy je nejdříve nutno načíst MAFL počet vzorků, aby mohl začít zápis do paměti. V případě, že je MAFL nastaven na 20 a vzorky se načítají s vteřinovým odstupem (SD=1000), začne zápis do paměti za 20 vteřin po startu zařízení. Při odstupu vzorků 0,5 vteřiny (SD=500) a MAFL na 14 to bude 7 vteřin. Pro další hodnoty je výpočet obdobný. Parametr LR nemá na tuto prodlevu vliv protože určuje kolikátý načtený vzorek se zapíše. Filtr pohyblivého průměru ale pracuje se všemi načtenými vzorky, které upravuje i když nemusí být nakonec nutně všechny zapsané. S opožděným startem logování je třeba počítat, a mít adekvátní rezervu před vlastní akcí která bude předmětem měření. MAFL celočíselná hodnota počet měření Rozsah 0-20 Speciální hodnoty 0 MAFL není aktivní FILE new log Vytvoření nového logu Založení nového souboru proběhne okamžitě po té co se ALAM dostane do stavu LOG (s vyjímkou přechodu z LOG_STOP). Typicky se jedná o zapnutí napájení, kdy současně není ALAM00 - Funkce a nastavitelné parametry 6
připojen signálový vodič. Jednotlivé soubory vzniklé výpadkem napájení jsou v PC programu odlišeny a strukturují tím naměřená data. Tato funkce se nedá konfigurovat funguje stále stejně. SD sampling delay pauza mezi načtenými vzorky Parametr určuje kolik milisekund uplyne mezi jednotlivými načtenými vzorky z čidla. Například hodnota 1000 znamená, že vždy když uběhne 1000 ms (tedy jedna vteřina) od posledního načítání z čidla provede se nové měření. To, že je vzorek načten neznamená, že je i zapsán do paměti a pokud je zapsán do paměti neznamená to, že je zapsán v takové hodnotě v jaké byl naměřen. To zavisí také na nastavení parametrů MAFL a LR. Pokud je například SD nastaveno na 500 načítají se vzorky každou půl vteřinu. Za předpokladu že LR je nastaveno na 1 se i každých půl vteřiny ukládají. Pokud je LR nastaveno na 2 potom se ukládá každý druhý načtený vzorek, tedy se do paměti zapisuje jednou na vteřinu. Pokud je LR 4, potom se ukládá každý čtvrtý vzorek a do paměti se tedy zapisuje jednou za 2 vteřiny. Odstup zapsaných vzorků je roven LR * SD SD celočíselná hodnota v milisekundách Rozsah 100-6000 Speciální hodnoty Nejsou LR log resolution rozlišení logovaných hodnot Parametr určuje, při kolikátém načteném vzorku bude proveden zápis do paměti. Například hodnota 2 znamená, že při načtení každého druhého vzorku se provede zápis. Hodnota 10 znamená, že se zápis provede při každém desátém načteném vzorku. Hodnota která se do paměti zapíše zavisí také na nastavení MAFL, které určuje zda se budou načtené hodnoty průměrovat a když ano, jaký počet. LR celočíselná hodnota počet měření Rozsah 1-10 Speciální hodnoty Nejsou ALAM00 - Funkce a nastavitelné parametry 7
Interpretace naměřených dat Absolutní a relativní nadmořská výška Není v technických možnostech barometrických čidel změřit absolutní nadmořskou výšku tak, jak je stanovena například trigonometricky. Hlavní důvod je ten, že atmosferický tlak podléhá v průběhu dne i roku výkyvům, které mohou s dopočtenou výškou hýbat o desítky metrů nahoru i dolů. Doménou tlakových čidel je sledování relativního tlaku. Pro tento účel jsou velmi praktická, a pokud je k dispozici známá nadmořská výška pro určitý bod souboru relativních měření je možné log ukotvit a získat hodnoty absolutní. Intervaly jednotlivých měření Nastavitelné intervaly měření jsou v ALAM00 udržovány interním oscilátorem procesoru. Měření času má dostatečnou přesnost pro použití při leteckém modelářství či turistice. Může ale podléhat výchylkám způsobeným rozptylem parametrů použitých součástek a okolní teplotou. Na tuto okolnost je třeba pamatovat, pokud chceme sledovat data z více čidel (at již více ALAM00, či ALAM00 a čidla jiného výrobce) a tvořit spíše kratší logy které bude možné snadněji synchronizovat. Přesnost a rozlišení ALAM00 pracuje s rozlišením 0,5m. Jednotlivé naměřené hodnoty ale mohou, i pokud je zařízení v klidu, oscilovat vlivem šumu, který barometrické čidlo generuje. Tento šum je možné potlačit a snížit rozlišení nebo naopak získat větší rozlišení ale s ním i nevýhodu většího šumu. Záleží na konktrétní aplikaci, u RC modelu i na způsobu létání. ALAM00 nabízí tři parametry (MAFL, SD, LR), které umožní ušít nastavení (třeba i metodou pokus omyl) na míru. Dalším zdrojem výchylek měřených v klidovém stavu jsou kratkodobé výkyvy tlaku vzduchu. Ten není nikdy úplně stabilní a vlní se stejně jako například mořská hladina. Závěr Kam dál Další zdroje informací Pokud jste dočetli až sem, a přece nenalezli informace nebo podporu, pro váš současný problém, zkuste se podívat i do Kompletní uživatelské příručky pro PC program (druhý dodávaný PDF dokument). Když ani zde nebudete úspěšní zkontrolujte produktové stránky ALAM00 na webu rcbalancer. Můžete se také obrátit na naši technickou podporu. Váš team RC Balancer alam@rcbalancer.net ALAM00 - Závěr 8