Кобра - продолжение

Ckona> Буду публиковать свои соображения после оформления необходимых картинок.

Ракета стабилизируется по оптическому датчику с матовым экраном,
на экран проецируется световое пятно от Солнца.

Сигнал ошибки(рассогласования) формируется по измерениям освещенности
четырех секторов, на которые разбит экран.

Поскольку Солнце заведомо не находится в зените,
пятно засветки экрана смещено относительно перекрестия.
рис.1

Обозначим освещенность секторов СЗ, СВ, ЮЗ, ЮВ как О1, О2, О3, О4.

Введем широтную поправку ШП=((О1+О2)-(О3+О4))/2, при установке ракеты точно в зенит.
Широтная поправка равна нулю, если Солнце в зените и возрастает по мере отклонения Солнца к горизонту.

На рисунке широтная поправка равна освещенности желтой полоски.

Отклонение по курсу смещает пятно влево-вправо,
отклонение по тангажу смещает пятно вверх-вниз,
крен поворачивает пятно относительно перекрестия.
рис.2

Из картинок видно, что при круглом пятне засветки отклонение по крену ничем не отличается
от одновременного отклонения по курсу и тангажу.
Чтобы отличие появилось, пятно засветки должно быть несимметричным. Например, таким:
рис.3


Рассмотрим формирование сигналов рассогласования
(хотя бы в моей голове - чтобы никому ничего не навязывать).

По курсу - сравнением освещенности "Запада" и "востока": Рку=(О1+О3)-(О2+О4).
По тангажу - сравнением освещенности "севера" и "юга": Рт=(О1+О2-ШП)-(О3+О4+ШП)=(О1+О2)-(О3+О4)-2*ШП.
По крену - сравнением освещенности диагональных секторов: Ркр=(О1+О4)-(О2+О3).

С каналом крена было бы корректнее записать так:
Ркр=[(О1-Рт/2-Рку/2-ШП/2)+(О4+Рт/2+Рку/2+ШП/2)]-[(О2-Рт/2-ШП/2+Рку/2)+(О3+Рт/2+ШП/2-Рку/2)],
но все половинные поправки взаимно уничтожаются. - спорный тезис, но пока пусть так остается,
смысл в совмещении центра эллипса с перекрестием перед измерением поворота

Таким образом, имея четыре отсчета О1, О2, О3, О4 оптического датчика,
а также опорное направление по крену -
можно выполнять стабилизацию ракеты по трем осям.

Органичения:
- стабилизация по крену возможна только в пределах угла ± 5 градусов (с запасом ± 0 градусов)
вследствие симметричности светового пятна.
- все приведенные соображения предусматривают предварительную стартовую ориентацию ракеты.

Больше не вставляй картинки в текст, а делай вложения кнопкой "Attachment" в форме ответа - встроенные картинки, у меня например, почему-то очень долго грузятся. Компактнее и красивее всего подобные рисунки сохранять в PNG.

***
Как уже совершенно справедливо заметил А. Суворов, эллипс, равно как и любая другая фигура, будет поворачиваться ВМЕСТЕ с крестовиной, оставаясь неподвижным относительно ее секторов - потому что вместе с крестовиной будет поворачиваться и формирующее эту фигуру отверстие. Для того, чтобы твоя идея сработала, нужно изменить форму Солнца. Или на крайняк повесить еще одно.

Срисовал схемку с мышиной платы и нашел даташит на примененный там контроллер:


Там указано, что этот контроллер может обрабатывать скорости перемещения до 8 м/с, т.е. при пересчете на длину окружности нашего колеса получаем число порядка 10 000 об/мин. Но там нюанс - как я понял, по умолчанию в некий регистр этого МК записан байт, обеспечивающий вдвое худшую скорострельность. Но даже если это и так, то по-моему частота вращения 5 000 об/мин нас должна вполне устроить... Ты, пожалуйста, почитай сам.

В схемке тоже небольшая непонятка. По даташиту сдвоенного мышиного фототранзистора, который ты приводил выше, средняя нога - это соединенные коллекторы двух npn-транзисторов. Но если ту цоколевку вставить в получившуюся схему, то получается, что питание на фототранзисторы подается не в той полярности. Я развернул транзисторы в сборке, и соединил их эмиттеры, а на коллекторы подал "плюс" питания. Не знаю, правильно ли? Может быть, тут было бы корректнее нарисовать "pnp", и не разворачивать их эмиттерами друг к другу?

Ckona> Если же эллипс - пятно засветки через специальную оптику, то останется в неизменной ориентации относительно Солнца, хотя бы в пределах некоторого угла.

Ню-ню. Оптика повернётся, а засветка - нет? хвалю.

termostat> извините за ОФФ ! Андрей Суворов, как твой эксперимент на FOREX ? я ветку не нашел про это. Отпиши кратко.

Не очень. Миллионером не стал. Последние два месяца не играл. Простите за оффтопик

Non-conformist> | Datasheet Archive
Non-conformist> почитай сам.

У тебя там контроллер ps2 ЦЕЛЫЙ, на входе у него фотодиоды нарисованы и
квадратурных сигналов на его выходе не видать.

Советую сдвоеный операционник дешовый использовать - AD8542 или OP296
или MCP602 - схему я выше описывал.


Non-conformist> В схемке тоже небольшая непонятка. По даташиту сдвоенного мышиного фототранзистора, который ты приводил выше, средняя нога - это соединенные коллекторы двух npn-транзисторов. Но если ту цоколевку вставить в получившуюся схему, то получается, что питание на фототранзисторы подается не в той полярности. Я развернул транзисторы в сборке, и соединил их эмиттеры, а на коллекторы подал "плюс" питания. Не знаю, правильно ли?

Надо +5 вольт подавать на коллекторы (средняя нога), а эмитеры на землю через резисторы 10-15 кОм. У мицуми моей так было и в интернете такие приемники описываются.

termostat> У тебя там контроллер ps2 ЦЕЛЫЙ, на входе у него фотодиоды нарисованы и квадратурных сигналов на его выходе не видать.
"Наша песня хороша, начинай сначала"... Что же ты сразу не предупредил? Это дело для меня новое, фиг его знает, что там видно у него на выходе, а чего не видно. Вчера битый час (даром что пять компонентов на плате) дорожки в принципиальную схему переводил... СОМ-мышки вымерли уже давно, где бы я ее взял? Хорошо хоть плату разводить не начал...

termostat> Советую сдвоеный операционник дешевый использовать
У меня LM358D "порублю суки", дешевле уже нет. Пойдет?

> схему я выше описывал.
Будь добр, покажи, где конкретно. А лучше не описывай, а явно нарисуй, чтобы разных подобных приколов нам счастливо в дальейшем избежать.

termostat> Надо +5 вольт подавать на коллекторы (средняя нога), а эмиттеры на землю через резисторы 10-15 кОм. У мицуми моей так было и в интернете такие приемники описываются.
Средняя нога фотоприемников в моих двух мышках идет напрямую на входы МК. Никакого питания там нет, питание подается на левую ногу, если приемник смотрит мордой на тебя, т.е. на "ногу 1" - проследил сейчас иголочкой еще раз. Думаю, что и разводить надо будет так же, гы. А я уточнял насчет ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ схемы, как правильно нарисовать, куда подавать питалово, потому как если перерисовать один в один фотоприемник с твоего даташита, и вставить в принципиальную схему моей мышки, то "плюс" питания будет подаваться на "n"-эмиттеры двух фотоприемников, соединенные вместе (стрелочки получаются не в том направлении). Опять-таки - нарисуй принципиальную схему так, как ты считаешь правильным, только используя МОИ фотоприемники, а НЕ ТВОИ.

> У тебя там контроллер ps2 ЦЕЛЫЙ, на входе у него фотодиоды нарисованы
То есть? Ты считаешь, что в моей мышке стоят спаренные фотодиоды? Конструкция выводов у них действительно другая, нежели у фототранзисторов в твоем даташите.

Жду комментариев насчет LM358D - нарисуй схему квадратурного энкодера на этих операционниках. Или на ОУ вообще, а с выводами я уж сам разберусь.

Non-conformist> Для того, чтобы твоя идея сработала, нужно изменить форму Солнца. Или на крайняк повесить еще одно.

Или запускать ракету безлунной ясной ночью, привязываясь к звездам. Но астроориентация - это не четыре фотодиода с крестовиной и глазком имхо...

Non-conformist> У меня LM358D "порублю суки", дешевле уже нет. Пойдет?

при 5 вольт питания у них выход от 0 до 3.5 вольт, а у тех что я указал от 0 до 5 вольт. Лучше на них делать.

Non-conformist> нарисуй принципиальную схему так, как ты считаешь правильным, только используя МОИ фотоприемники, а НЕ ТВОИ.

Я ж не знаю какие у тебя.

Non-conformist> нарисуй схему квадратурного энкодера на этих операционниках. Или на ОУ вообще, а с выводами я уж сам разберусь.

Это схема использования ОУ как компаратора. Нарисую.

termostat> У тебя там контроллер ps2 ЦЕЛЫЙ

Может этот PS/2 сразу к МК подключить? Там же сигналы, как в СОМ-порту. Не будет это удобнее?

termostat> Вот накидал схемку в PROTEUS для своего фототранзисторного приемника.
Нихрена себе "компаратор"... В самый раз для описания на словах. Типа "все ж и так понятно"...

> Когда ты нарисуеш схему своего приемника - тогда будет ясно как его подключить.
Сейчас буду щупать осциллографом, через сколько килоом надо третий вывод моих фотоприемников заземлять - выпаяю из платы МК и начну с пятнадцати килоом, как ты говоришь.

termostat> По схеме твоего контроллера
При чем тут какой-то кривой даташит какого-то контроллера... Есть реальная плата работающего устройства, на которой я звоню, куда идут дорожки. От нее и пляшем.

***
Non-conformist>> У меня LM358D "порублю суки", дешевле уже нет. Пойдет?
termostat> при 5 вольт питания у них выход от 0 до 3.5 вольт, а у тех что я указал от 0 до 5 вольт. Лучше на них делать.
Полтора вольта амплитуды выхода принципиальны? Хорошо. Быстродействие у ЛМ 0,3 В/мкс. Следовательно, за пятнадцать мкс стандартного фронта, который может обеспечить фототранзистор, напряжение импульса успеет повыситься до 4,5 В. Питание будет не пять вольт, а ШЕСТЬ (две литиевые батарейки) - на МК лишние полвольта питания садятся диодом по совету ГОГИ. Таким образом, разница в амплитуде сигнала между операционниками, которые я верчу в руках, и теми, которые надо еще купить, составляет около 500 мВ. Отмечу, что получаемый размах выходного сигнала (4,5 В), который будет обеспечивать этот ОУ при шестивольтовом питании, чудесным и достаточным образом гармонирует с быстродействием этого ОУ. Плюс они сдвоенные.

Удалено автором.

При токе потребления 0,3 мА мой фотоприемник, при затенении его жалом отвертки, выдает на своей средней ноге сигнал амплитудой 100 мВ. Такой ток потребления приемника получается, если третью его ногу (крайнюю справа, при морде обращенной к зрителю) посадить на землю через резистор 22 К. Ток потребления двух последовательно включенных излучателей (через их токоограничивающий резистор) чуть больше трех миллиампер. Мне кажется, что токи потребления означенных компонентов следует уравнять, уменьшив сопротивление токоограничивающего резистора фотоприемника с 22 К до 2 К. Или это лишнее?

termostat> Странно как то... 5 вольт разделить на 22 кОм получится 0.23 мА !!! всего. откуда 0.3 мА ?
Оттуда, что во-первых не пять, а ШЕСТЬ вольт, а во-вторых младше разряда на моем тестере уже нет - округляем, однако. Я же говорю, реал - это тебе не "Протеус".

***
Разобрался со схемой. И вторая, и третья нога фотоприемника, при затенении отверткой его окошка, изменяют свое напряжение от половины питания (3 В) до сотни-другой милливольт. Крутанул пальцем колесико - получил красивую синусоиду на пол-экрана. Отредактированная схема в аттаче.

termostat> Ты на контроллере будешь делать ?

Почему же на контроллере... РАЗОБРАЛСЯ я со схемой МОИХ мышек и фотоприемниками, которые там применены, о чем и известил общественность. Реально ноги фотоприемников мышек разных производителей не совпадают, так что время потрачено отнюдь не впустую. Делать я буду, конечно, по твоей схеме энкодера на ОУ, используя LM358D.

Или ты уже разобрался со структурой выходного сигнала контроллера PS/2? Было бы, конечно, здорово утилизировать его таким образом. Получилась бы практически безотходная технология.

А.С.> Нет, с PS/2 лучше не связываться...

Тогда я развожу плату квадратурного энкодера по схеме Термостата на LM358D.

А.С.>> Нет, с PS/2 лучше не связываться...
Non-conformist> Тогда я развожу плату квадратурного энкодера по схеме Термостата на LM358D.

Все-таки великое дело - НОРМАЛЬНО, т.е. по Хоровицу-Хиллу, начерченная принципиальная схема. Вместо какого-то замысловатого клубка проводов, перед которым чувствуешь себя полнейшим идиотом, глазам предстают простые как пять копеек два компаратора с не очень глубокой ПОС для быстроты опрокидывания и приподнятыми над землей инверсными входами для устранения дребезга... Один резистор в схеме Термостата оказался лишним.

Никакой это не "квадратурный энкодер" - разве лишь его входная часть. Определением относительной фазы выходных импульсных последовательностей этой схемы придется заняться МК, как мы и договаривались - специально для этой цели выделенному. Я правильно понимаю ситуацию?

Удалено автором