Использование твердотельных гироскопов в ракетомоделях

А.С.>> Помню по опыту, что, при переключении входов и AD7710 и AD7714 приходилось перекалибровывать
Xan> Фигасе!
Xan> Я лучше 3 7730 поставлю!

Возможный вариант, кстати. Когда я то устройство проектировал, просто не было ещё 7730. В 1996 году было дело.

А.С.>> Я ж писал, что нужно попросить всех знакомых сисадминов потрошить все неисправные мышки.
Xan> Нет их у меня, сисадминов.
Xan> А какие у мышей фамилии? Может, в магазине они есть.
Изображающих датчиков больше наименований, чем неизображающих, но, понятно, в дешёвых мышах везде стоят неизображающие. ГАРАНТИРОВАННО изображающий датчик будет стоять в беспроводной (радио) мыши. Всё равно, блютус это будет, или свой собственный радиоинтерфейс.

Вообще же нужно обращать внимание на модели хотя бы 2-3-летней давности, т.к. в нынешних не то, что изображение не вытянешь, а вообще вместо I2C сразу USB из мышиного сенсора торчит

I.C.> В мышах датчик с изображением попадался с частотой 1/10.

У меня примерно такая же статистика.

А.С.> Изображающих датчиков больше наименований, чем неизображающих, но, понятно, в дешёвых мышах везде стоят неизображающие. ГАРАНТИРОВАННО изображающий датчик будет стоять в беспроводной (радио) мыши. Всё равно, блютус это будет, или свой собственный радиоинтерфейс.

Не факт. имею мышь с радио каналом.
там стоит PAN301

А.С.>> Изображающих датчиков больше наименований, чем неизображающих, но, понятно, в дешёвых мышах везде стоят неизображающие. ГАРАНТИРОВАННО изображающий датчик будет стоять в беспроводной (радио) мыши. Всё равно, блютус это будет, или свой собственный радиоинтерфейс.
I.C.> Не факт. имею мышь с радио каналом.
I.C.> там стоит PAN301

Блин, и тут засада! А я шесть разных моделей разобрал, во всех стояли изображающие датчики. Кстати, из PANхххх какие-то есть с доступом к матрице.

А.С.>>> Помню по опыту, что, при переключении входов и AD7710 и AD7714 приходилось перекалибровывать
Xan>> Фигасе!
Xan>> Я лучше 3 7730 поставлю!
А.С.> Возможный вариант, кстати.
Забыл написать. Даже если калибровочные коэффициенты хранить в еепроме и переписывать при переключении каналов, всё равно надо ждать, пока устаканится канал, или сбрасывать цифровой фильтр, или ждать, пока пройдут следы сигнала из предыдущего канала. В общем, если в одноканальном режиме сигма-дельта АЦП это медленно, то в многоканальном - убойный тормоз!

Лазерные мыши скорее, fps в десятки раз выше.

I.C.> изображение отдают оптические датчики Agilent (Avago)
I.C.> ADNS 1610, 1620, 2610, 2620. вернее всего и другие .
I.C.> не отдают PAN 301 , 3101 (это самые распространенные).

Эге, "будем искать!".

I.C.> Но зачем тебе голое изображение ?
I.C.> Относительный сдвиг картинки отрабатывается самим датчиком отлично.

Ну так мне абсолютное направление нужно.
Направление на солнце + направление магнитного поля => направление на орбиту.

Xan> Ну так мне абсолютное направление нужно.
Xan> Направление на солнце + направление магнитного поля => направление на орбиту.

логикой работы с датчиком определяется положение солнца и его удержание в фокусе.
обработка картинки для этого не нужна.

I.C.> логикой работы с датчиком определяется положение солнца и его удержание в фокусе.

Мне не нужно знать, куда смещается солнце.
Мне нужно знать, где оно.

I.C.>> логикой работы с датчиком определяется положение солнца и его удержание в фокусе.
Xan> Мне не нужно знать, куда смещается солнце.
Xan> Мне нужно знать, где оно.
Строго говоря, для этого изображение необязательно. Ибо на старте можно прицелиться датчиком так, чтобы Солнце было в центре поля зрения, обнулить через I2С вектора смещения, и дальше ты будешь знать, где солнце, по величине векторов смещения.

Только нужно поставить правильный фильтр, достаточно плотный, чтобы ничто, кроме солнца, не давало сигнала. Думаю, фильтр от сварочной маски подойдет. Комбинации К-8х и НС-4х не хватало, сенсор ловил очень много "зайчиков", несмотря на однолинзовый и просветлённый объектив.

Чтобы иметь возможность на старте прицелиться датчиком ровно в центр Солнца (ну или изображением Солнца в центр датчика), достаточно один раз экспериментально определить, чему численно равен вектор смещения при пересечении полной матрицы и поделить его пополам.

А.С.> Строго говоря, для этого изображение необязательно. Ибо на старте можно прицелиться датчиком так, чтобы Солнце было в центре поля зрения, обнулить через I2С вектора смещения, и дальше ты будешь знать, где солнце, по величине векторов смещения.

Что-то мне подсказывает, что мышиный датчик может плыть.
Опасаюсь я его "интеллекта". Поэтому и хотел изображение.

Ну и в разные моменты солнце должно светить с разных сторон — положение изображения солнца на сенсоре должно менять.
Или сенсор надо ставить на шаговик, который будет его поворачивать в соответствии с программой полёта, чтоб всё время в центре.

А.С.> несмотря на однолинзовый и просветлённый объектив.

Я планирую вместо объектива применить простую дырку.

Ну и другие мысли — солнце через дырку светит на экран, а несколько фототранзисторов смотрят на зайчик на экране. И по соотношениям сигналов определять два угла.
Ещё вариант — два 1D датчика: протяжённая щель вместо дырки, пара фототранзисторов, разница сигналов.
За простоту конструкции и матобработки таких датчиков можно сделать больше двух.

---

Почитал сильнее про AD7708, там прямо картинка есть, как измерять много каналов — никакой калибровки каждый раз.
Но после переключения канала два отсчёта пропадают, только третий будет правильным. Так что производительность снижается в три раза.
При 35 отсчётах в секунду по трём каналам (3 * 35 = 105) шумы получаются 2.5 микровольта, это 1/1200 от сигнала от земного поля. То есть, даже без фильтрации углы будут шуметь примерно на 1/800 радиана.

Дабл, просьба удалить.

А.С.>> Строго говоря, для этого изображение необязательно. Ибо на старте можно прицелиться датчиком так, чтобы Солнце было в центре поля зрения, обнулить через I2С вектора смещения, и дальше ты будешь знать, где солнце, по величине векторов смещения.
Xan> Что-то мне подсказывает, что мышиный датчик может плыть.
Xan> Опасаюсь я его "интеллекта". Поэтому и хотел изображение.

Нет, он не плывёт я ставил много экспериментов на эту тему, да и Пироман тоже.

Xan> Ну и в разные моменты солнце должно светить с разных сторон — положение изображения солнца на сенсоре должно менять.

Для наведения с точностью в 1 градус достаточно поставить четыре мышиных датчика, один в горизонт, даже если между ними окажутся небольшие зазоры, ракета их будет "проскакивать" довольно быстро. Основной источник навигационного сигнала всё же пьезогироскопы, их необязательно непрерывно корректировать, можно раз в полминуты или даже реже.

Xan> Или сенсор надо ставить на шаговик, который будет его поворачивать в соответствии с программой полёта, чтоб всё время в центре.

Нет, дешевле поставить несколько, и пусть они "передают" по очереди Солнце друг другу.

Xan> Почитал сильнее про AD7708, там прямо картинка есть, как измерять много каналов — никакой калибровки каждый раз.
Xan> Но после переключения канала два отсчёта пропадают, только третий будет правильным. Так что производительность снижается в три раза.

У него, видать, цифровой фильтр "короче", чем у 7710 и 7714. Впрочем, надо пробовать.

Xan> При 35 отсчётах в секунду по трём каналам (3 * 35 = 105) шумы получаются 2.5 микровольта, это 1/1200 от сигнала от земного поля. То есть, даже без фильтрации углы будут шуметь примерно на 1/800 радиана.

Вот NikSR, который в силу занятости здесь больше не появляется, он по работе много экспериментировал с этими магниторезистивными датчиками, и говорит, что реально лучше 3 градусов не выходит. Точнее, дело было так - 3 градуса у него ширина главного лепестка следящей антенны, если он уже, чем 3 градуса, электронный компас аппарат не находит. Неважно, шумит-не шумит, локальные аномалии магнитного поля или что ещё, но прицелиться электронным магнитным компасом точнее, чем глазом, удавалось очень редко. Я сам с магнитометрами не экспериментировал, но ему доверяю, т.к. он доверяет им ОЧЕНЬ дорогие БПЛА разработки своей конторы.

Для более-менее оптимального управления нужно иметь возможность разворота с угловой скоростью в диапазоне 0,1-2,5 градуса в секунду. Это, в общем-то, весьма медленно, и для большинства дешёвых пьезогироскопов находится на уровне шумов, а то и ниже. Но у магнитометра свои проблемы.

А.С.>Аэродинамическая схема по конструктивно-компоновочным соображениям будет "утка", т.е. рули в голове, стабилизаторы на хвосте. И большей площади.
RocKI> Схема "утка" для ракеты не есть хорошо. Как говорил мой шеф, даже утки летают по нормальной схеме.

А почему не схема с подвижной кромкой стабилизатора? Рулевые машинки можно расположить сразу за двигателем. А кромку приводить в движение металлическим прутиком в трубке, через небольшой рычажок на кромке, например. В общем так, как это делается на управляемых моделях самолётов.

RocKI>> Схема "утка" для ракеты не есть хорошо. Как говорил мой шеф, даже утки летают по нормальной схеме.
Lyonix> А почему не схема с подвижной кромкой стабилизатора?

А почему все ПЗРК управляются по схеме "Утка" ?
Не имея возможности отслеживать А.С., выскажу свои, возможно наивные, соображения.

Речь идет о калибре менее 80 мм. Параллельное размещение узлов исключается - только последовательное.
Полет в атмосфере.
Каждый лишний элемент - тяга, кронштейн, опора, добавляет вес и (снаружи) ухудшает аэродинамику.
Для управления нужно поворачивать вектор тяги, не заморачиваясь с карданным подвесом сопла (двигателя).
Проще всего совместить ось сервопривода и ось поворота сбалансированной аэродинамической плоскости.
Размещение сервоприводов поближе к носу способствует аэродинамич.устойчивости.

Собрав все в кучу - получаем схему "Утка".

Ckona> Собрав все в кучу - получаем схему "Утка".

Почему "Утка", а не просто органы управления впереди, перед центром давления? Рано или поздно возникнет вопрос какой площади должны быть задние пассивные стабилизаторы.
На мой взгляд самый аргументированный вариант - ноль.
В лучае если машинка управления будет по скорости справляться, конечно.

Ckona> А почему все ПЗРК управляются по схеме "Утка" ?
Одно дело ПЗРК, для создания которых напрягаются КБ, - другое дело любительская ракета, создаваемая одним человеком - любителем. Уровень разный. Разный подход к делу, и качество на выходе.
Да и цели разные. Одно дело догнать конкретную воздушную цель, видимую приборами. Другое дело попасть в мнимую точку в пространстве, при помощи самодельной системы управления (СУ) и всего остального.
Ckona> Речь идет о калибре менее 80 мм. Параллельное размещение узлов исключается - только последовательное.
А.С. писал о калибре в 110 мм. Так-что не факт.
Ckona> Полет в атмосфере.
Ckona> Каждый лишний элемент - тяга, кронштейн, опора, добавляет вес и (снаружи) ухудшает аэродинамику.
Да, но иногда, лучше потерять НЕмного в весе, или аэродинамике, зато получить в устойчивости, прочности, надёжности и т.д. Это каждый решает для себя сам. Как ему больше понравится.
Ckona> Размещение сервоприводов поближе к носу способствует аэродинамич.устойчивости.
Это, конечно да, но и в нормальной схеме, с подвижной кромкой, рулевые машинки так-же можно разместить в передней части. Правда, IMHO, лучше всё-же в задней, сразу за двигателем.
Да и помимо машинок, в ракете есть друге части, которые размещаются в передней части. Например: источник питания. И сама схема, с точки зрения устойчивости, всё-же надёжнее.
Ckona> Собрав все в кучу - получаем схему "Утка".
Ракеты такой схемы, конечно летают. Но при ней, ракета становится менее устойчива, из-за смещённого вперёд центра давления. Площадь задних стабилизаторов надо увеличивать. Так-же, СУ не должна быть слишком "плохой", иначе может получиться не полёт, - а сплошные автоколебания. А нормальная схема, возможно будет "прощать" СУ.
По поводу сопротивления. Что лучше, большие задние стабилизаторы + передние рули; либо стабилизаторы нормального размера, с подвижной кромкой, и небольшим рычажком?

Вообще, на мой взгляд, вопрос с этими схемами спорный, и не однозначный. Мне нравится так, - а мне этак. Но выбирая одну компоновку, не стоит напрочь выбрасывать из головы вторую.

P.S.: Написанное выше - есть ИМХО. И на абсолютную истину не претендует.

Lyonix> Одно дело ПЗРК, для создания которых напрягаются КБ, - другое дело любительская ракета
Следует учитывать - законы физики и правила конструирования одинаковы в обеих случаях.
Важным различием считается форма ответственности: любителю "секир-башка" грозит только от жены.

Lyonix> Вообще, на мой взгляд, вопрос с этими схемами спорный, и неоднозначный. Мне нравится так, - а мне этак. Но выбирая одну компоновку, не стоит напрочь выбрасывать из головы вторую.
Обязательно надо по дороге собирать объективные аргументы в пользу того или иного решения.
Вот еще одно обстоятельство: маневренность выше у схемы с вынесенными вперед органами управления.
Кстати, надо "копнуть" и поискать ракеты с "задним" аэродинамич.управлением (кроме V-2).

А.С.>>Аэродинамическая схема по конструктивно-компоновочным соображениям будет "утка", т.е. рули в голове, стабилизаторы на хвосте. И большей площади.
RocKI>> Схема "утка" для ракеты не есть хорошо. Как говорил мой шеф, даже утки летают по нормальной схеме.
Lyonix> А почему не схема с подвижной кромкой стабилизатора?
А почему на всех истребителях МиГ, начиная с МиГ-19, используются цельноповоротные стабилизаторы?

Lyonix> Рулевые машинки можно расположить сразу за двигателем. А кромку приводить в движение металлическим прутиком в трубке, через небольшой рычажок на кромке, например. В общем так, как это делается на управляемых моделях самолётов.
Катастрофически не хватает жёсткости. Дело в том, что управляемые модели самолётов летают, в большинстве своём, на скоростях, меньших М=0,5. И там всё иначе. Потому что в формуле скоростного напора скорость стоит в квадрате.

Сказать честно, я до сих пор придумываю узел сопряжения стабилизатора с рулевой машиной - как разгрузить ось РМ от изгибающих усилий, но при этом передать максимальный управляющий момент. Уже ясно, что понадобится местное усиление корпуса. Уже понятно, что в этом месте будут стоять 2 шариковых подшипника, а в них ось стабилизатора. Но как, не выходя за диаметр оси, передать порядочное усилие на стаб?

А.С.> как, не выходя за диаметр оси, передать порядочное усилие на стаб?

Я приверженец решения Р-27. Управляется на 4М. Диаметр оси равен основанию плоскости.

А.С.>> как, не выходя за диаметр оси, передать порядочное усилие на стаб?
Ckona> Я приверженец решения Р-27. Управляется на 4М. Диаметр оси равен основанию плоскости.

"Переведи!" ©

А.С.> Переведи!
Лучше один раз увидеть, чем ...

А.С.>> Переведи!
Ckona> Лучше один раз увидеть, чем ...
Картинка мелковата, к тому же, по ней видно только, что подшипник очень большой, т.е. перо руля тоньше, чем диаметр вала. Непонятно, как обеспечивается жёсткость пера на кручение - как они забарывают флаттер.
А так - да, типичный сверхзвуковой профиль, малая относительная толщина и т.д. Видимо, это сотовая конструкция из нержавейки на высокотемпературной смоле+монолитные передняя и задняя кромки. Для меня это слишком высокая технология.
К тому же, мне не требуется такая управляемость - в отличие от этой ракеты моей предстоит лететь по более гладкой траектории (и в первом приближении - плоской, номинальные значения углов рыскания и вращения равны нулю).
Как широко известно, воздушные рули на боковушках Р-7 изготовлены из фанеры с пропиткой фенол-формальдегидной смолой под давлением, и даже без металлических кромок. Примерно так же устроены рули и у Р-5, Р-12 и Р-14. Они довольно хрупки, и устанавливаются(лись) на ракету уже на стартовом столе. И там тоже, кстати, диаметр вала больше толщины руля.

umbriel> На мой взгляд самый аргументированный вариант - ноль.
Это не вариант, это очевидная вещь. Если ракета устойчива без стабилизаторов они не нужны.
umbriel> В лучае если машинка управления будет по скорости справляться, конечно.
Если схема будет в меру устойчивой. Иначе я бы не рассчитывал на машинки.
Ckona> Собрав все в кучу - получаем схему "Утка".
В кучу не надо. Передние рули проще конструктивно, если нет возможности сделать рули на основном стабилизаторе. Но не надо забывать об интерференции передних и задних органов управления. Для любителя выявить это влияние проблематично.
Lyonix> Вот еще одно обстоятельство: маневренность выше у схемы с вынесенными вперед органами управления.
Это не совсем так. Маневренность выше у той схемы, которая правильно спроектирована. Имеется ввиду нормальный, а не завышенный запас устойчивости и эффективность органов управления.
Андрей_Суворов> А почему на всех истребителях МиГ, начиная с МиГ-19, используются цельноповоротные стабилизаторы?
Именно для повышения эффективности органов управления. МиГи - боевые машины, выходящие на большие углы атаки. Рули работают в сложных условиях с одной стороны больших углов атаки и срывных явлений, с другой стороны в спутном следе за крылом.
Понятно, что цельноповоротный стабилизатор требует меньшего угла отклонения для создания необходимого момента, что полезно во всех вышеперечисленных случаях.
Думаю для ракеты, если это не ПЗРК, цельноповоротные стабилизаторы не актуальны.

Короче, проблема не в схеме управления, а в правильном подборе параметров. Кстати, не надо исключать возможности одновременного управления передними и задними рулями. Это самая эффективная схема.

umbriel>> На мой взгляд самый аргументированный вариант - ноль.
RocKI> Это не вариант, это очевидная вещь. Если ракета устойчива без стабилизаторов они не нужны.

Ракет, статически устойчивых и притом без стабилизаторов, не бывает.

RocKI> В кучу не надо. Передние рули проще конструктивно, если нет возможности сделать рули на основном стабилизаторе. Но не надо забывать об интерференции передних и задних органов управления. Для любителя выявить это влияние проблематично.

Именно тут, как раз, лучше цельноповоротные рули, а не отклоняемая задняя кромка.

Андрей_Суворов>> А почему на всех истребителях МиГ, начиная с МиГ-19, используются цельноповоротные стабилизаторы?
RocKI> Именно для повышения эффективности органов управления.
...на сверхзвуковой скорости. На дозвуке традиционная система отлично справлялась.

RocKI> Понятно, что цельноповоротный стабилизатор требует меньшего угла отклонения для создания необходимого момента, что полезно во всех вышеперечисленных случаях.
RocKI> Думаю для ракеты, если это не ПЗРК, цельноповоротные стабилизаторы не актуальны.

Если девайс выйдет на сверхзвук, цельноповоротные рули - единственное возможное решение. Не оттого даже, что у отклоняемой задней кромки падает эффективность, а оттого, что так проще обеспечить жёсткость конструкции и умеренный момент на валу.

RocKI> Короче, проблема не в схеме управления, а в правильном подборе параметров.
Ха! кто б сомневался! Речь идёт вот о чём - искать приходится компромисс, причём, по очень многим параметрам, причём, интуитивно, поскольку просчитать всё подробно нет возможности.