Электронное оборудование ракет - БРЭО 2020

П.а.M.> Т.е. сразу после барометра стоит фильтр, а затем стек (у меня на 8 отсчетов), который формирует задержку (~0.25сек.) для сравнения показаний.
Можно, как вариант, отказаться от фильтра и сравнивать в буфере несколько значений сразу. Скажем, первое (вновь пришедшее), пятое и девятое. Если первое меньше пятого и пятое меньше девятого = падаем = выпускаем парашют. Немного разгрузим ядро от вычислений и ускорим процесс. При этом, все значения в буфере сохраняются и раз в 9 замеров (а можно и больше буфер сделать) записывать буфер во внешнюю память. А можно ещё круче. Сравниваем усредненные значения частей буфера.
(x1+x2+x3)/3 = y1
(x4+x5+x6)/3 = y2
(x7+x8+x9)/3 = y3
Если y1<y2<y3 = пора бы задействовать ССР.
И принимаем сырые значения и пишем их раз в некоторое время и усредняя сравниваем, исключив случайные(неверные) показания.
Вариантов масса, каждому свое, как удобнее.

Nec> Можно, как вариант, отказаться от фильтра...
Рациональное зерно в твоем предложении есть, но в целом суть не меняется. Кстати, фильтр любого типа задерживает по времени сигнал. Может есть идеи как приблизиться к фактическому апогею, то есть, конечно, не к истинному, а просто фактическому по данным. У меня сейчас задержка 50-100 см.

Брат-2> ..Кстати, фильтр любого типа задерживает по времени сигнал. Может есть идеи как приблизиться к фактическому апогею..

А по среднему ни кто не пытается предсказывать "будущее"?

Брат-2> Кстати, фильтр любого типа задерживает по времени сигнал.
Если честно, то на Микросекунды. Не существенно.
Брат-2> У меня сейчас задержка 50-100 см.
Смысл? Скорость падения там околонулевая. Шанс порвать стропы или что то ещё от рывка практически нулевой. Скорее проблемы будут от горизонтальной составляющей скорости, чем от вертикальной. С первой барометр не поможет. А если пытаться зафиксировать максимальную высоту, то сразу после замера сравнивать два значения под тип:
Если текущая_высота>Высота_апогея то
Высота_апогея = текущая_высота
Далее текущая_высота отправляем в массив и делаем с ней все, что душе угодно.
В любом случае, как я уже писал, разбежка в показаниях есть и от неё никуда не деться. Поэтому 50см-1м, это более чем точно.

Брат-2> Кстати, фильтр любого типа задерживает по времени сигнал. Может есть идеи как приблизиться к фактическому апогею, то есть, конечно, не к истинному, а просто фактическому по данным. У меня сейчас задержка 50-100 см.

Перефразируя квантовую теорию: "Состояние определяется до тех пор, пока оно не наблюдается".

Таким образом, чтобы быть уверенным в апогея, когда используется только датчик давления, мы должны наблюдать фактический апогей и поэтому он должен пройти.

Ближе к апогею шум в АЦП значителен по сравнению с фактическим изменением давления и для уверенности в наблюдении неизбежно требуется некоторая задержка.

Если требуется более высокая достоверность с меньшими задержками, то должны быть включены и другие датчики. Вот только вопрос в том, нужно ли все ето?

Брат-2> .....Может есть идеи как приблизиться к фактическому апогею, то есть, конечно, не к истинному, а просто фактическому по данным. У меня сейчас задержка 50-100 см.

Ну тут Пинко уже высказал свое мнение -
pinko> ...Вот только вопрос в том, нужно ли все ето?
А мне захотелось продолжить, и поэтому я задаю вопрос - А если это нужно, то зачем?
Если, например, так сильно хочется сократить время между истинным апогеем и моментом раскрытия парашюта (а у парашюта имеется своя собственная механическая задержка), то нужно работать на опережение. А коль так, то в качестве датчика можно использовать акселерометр. Экспериментальные запуски показали, что акселерометр определяет минимальное ускорение немного раньше, чем барометр максимальную высоту.

Брат-2> Может есть идеи как приблизиться к фактическому апогею, то есть, конечно, не к истинному, а просто фактическому по данным.

Достаточно просто, есди делать вот это:
(4.6. Метод параболической аппроксимации)
Таким образом можно на несколько секунд вперёд расчитать (экстраполировать квадратичную функцию) апогей, и точно выбросить парашют.

Привет!

Nec> коль, мы измеряем давление десятки раз в секунду, зачем нам каждый раз измерять температуру? Так ли это необходимо? Или достаточно один раз в секунду-две измерить температуру для поправки коэффициентов и далее измерять только давление?

В самом даташите написали что можно мерить температуру и на более длительных промежутках, если требуется быстрое измерение давления.

Nec> Сразу оговорюсь, цель не каждые 5мс получать данные давления, а оставить максимум непрерывного времени на другие задачи.

А здесь многое можно сделать если хотите потратить некоторое время на математику и программирование.

В моем БРЭО есть возможность раскрытия основного или второго парашюта на заданной высоте. Но это не значит, что мне нужно все время знать реальную высоту. Перед стартом все желаемые высоты - то есть давления, рассчитываются в BREO на основе стартового давления и температуры до целочисленных значений АЦП.

Тогда вам не придется выполнять сложные вычисления с плавающей запятой в этих 8-битных процессорах на каждой итерации и вы сравниваете только целые числа. Конечно точность может быть как то меньше, но от старта (включение борткомпьютера) до раскрытия парашюта ракеты ни температура, ни базовое давление не меняются настолько существенно, чтобы привести к значительным неточностям.

Кроме того, работать с буферами и усреднением намного проще, если вы имеете дело с целочисленными значениями. Например, я вижу что вы усредняете три значения. Но если вы усредняете 2^n значений, тогда математика выполняется намного быстрее, потому что вам больше не нужно деление - к любому целому числу сдвиг вправо с n-битами равен делению на 2^n и вот все гораздо быстрее - но ето только для числа без знаком.

Конечно, вы должны быть осторожны со всеми этими формулами и с изменением направления давления. Некоторые датчики дают положительные числа из АЦП, некоторые отрицательные - BMP280, если я правильно помню был 16b числом со знаком. Итак, полет вверх - давление вниз - АЦП вниз - абсолютное значение вверх и у вас есть буфер, какое среднее значение должно быть меньше, чтобы определить инверсию параболы.

Конечно, можно переключиться на 32-битные ARM-контроллеры, которые кстати стоят примерно столько же и забыть обо всех этих "проблемы", но тогда где удовольствие учиться и открывать для себя.

SashaMaks> Таким образом можно на несколько секунд вперёд расчитать (экстраполировать квадратичную функцию) апогей, и точно выбросить парашют.

Теоретически - да, практически нет в районе апогея, где фактическое изменение давления настолько медленное и сравнимо с дрожанием АЦП.

Для уверенности в этом районе опять потребуются буферы, усреднения, фильтры, что опять же приводит к задержкам и необходимости фактического наблюдения за апогеем.

Если кто-то может предоставить тебе нефильтрованные, не усредненные высокоскоростные данные с этих датчиков, поймеш о чем я говорю.

Кстати, не собираюсь вступать в долгие споры.

Pinko

pinko> Кстати, не собираюсь вступать в долгие споры.
И не надо, всё уже давно пройденный для меня математический материал (Ракетный софт [SashaPro#15.01.12 18:52])
Ваши страхи вообще сейчас выглядят, как-то не очень...

Помимо этого у меня и других примеров хватает при работе с тем, что я, якобы с Ваших слов, должен познать...
По оптике и графике (Стенд и оборудование для испытаний и измерений VIII [SashaPro#08.06.11 23:48])
И по тому же барометру (Запуски ракет и испытания [SashaMaks#14.07.16 17:57])

SashaMaks> (4.6. Метод параболической аппроксимации)
SashaMaks> Таким образом можно на несколько секунд вперёд рассчитать (экстраполировать квадратичную функцию) апогей, и точно выбросить парашют.

Вроде очевидно, а у народа сколько волнений и попыток сделать через... иначе!

Спасибо, за столь развёрнутый ответ!
pinko> Тогда вам не придется выполнять сложные вычисления с плавающей запятой в этих 8-битных процессорах на каждой итерации и вы сравниваете только целые числа.
Никогда не нагружал AVR переменными с плавающей точкой, и сейчас не стал. Только целые числа!

pinko> Но если вы усредняете 2^n значений, тогда математика выполняется намного быстрее, потому что вам больше не нужно деление - к любому целому числу сдвиг вправо с n-битами равен делению на 2^n и вот все гораздо быстрее - но ето только для числа без знаком.
Это только для примера здесь я написал про три значения. На самом деле их больше и ровно столько, чтобы усреднить сдвигом, как вы и описываете.

pinko> Конечно, можно переключиться на 32-битные ARM-контроллеры, которые кстати стоят примерно столько же и забыть обо всех этих "проблемы", но тогда где удовольствие учиться и открывать для себя.
Именно! Чистое творчество. Как и постройка ракеты в целом. Да и у AVR потенциал для этих задач с запасом.

pinko>> .... Да и у AVR потенциал для этих задач с запасом.

Для меня у АТмеги-328 запас поизводительности иссяк, и памяти тоже уже не хватает. Поэтому осваиваю ESP8266 и ESP32.

Nec> Раскроете секрет как вы это делаете?

(Использование микроэлектромеханических (MEMS) акселерометров в ракетомоделях [SashaMaks#26.06.15 18:39])
Я ничего с этим не делаю.
1. Угол наклона влияет только на составляющую силы гравитации, а это 1G максимум - ошибка на порядок меньше, чем кажется и тем меньше, чем больше тяговооруженность;
2. Угол наклона уменьшает всю сумму, как её положительную часть, так и отрицательную - ошибка ещё дополнительно в разы уменьшается;
3. Проекция вектора при допустимых углах отклонения, когда полёт ещё можно считать вертикальным так же мало отличается от 1.

В итоге эти страхи сильно преувеличены.
Для больших, мощный и высоко летающих ракет, эту ошибку заметить вообще не возможно.
Поэтому нужно делать ракеты с очень маленькой тяговооруженностью и запускать их буквально по настильной траектории (см. рис.), чтобы апогей по акселерометру уходил за апогей по барометру.
НО! При этом, что важно, этот момент будет соответствовать минимуму скорости, т.е. ракета по настильной траектории пролетит апогей, а парашют выбросит за ним на минимальной скорости, а это вообще-то и есть оптимальный момент для срабатывания системы спасения и уменьшения силы рывка на стропах.
Т.е., даже для таких странных пусков акселерометр выходит много лучше.
Да и чувствительность у него куда выше, можно хоть на 1м летать и отработать все фазы полёта.

П.а.M.> Для меня у АТмеги-328 запас поизводительности иссяк, и памяти тоже уже не хватает. Поэтому осваиваю ESP8266 и ESP32.

Спасибо, убедили, что с детектором апогея ничего делать не нужно. Ах да, только Михаила уговорю перейти на текущее среднее, впрочем, его жизни и со стеком ничего не угрожает!
Миша, то, что осваиваешь, одобряем, но это лишь благие намерения, а успехи то есть? Вот у меня, благодаря тебе, тоже намерения есть, но пока упираюсь в одни костыли.

SashaMaks> Поэтому нужно делать ракеты с очень маленькой тяговооруженностью и запускать их буквально по настильной траектории (см. рис.), чтобы апогей по акселерометру уходил за апогей по барометру.
Дичь какая то

SashaMaks>> Поэтому нужно делать ракеты с очень маленькой тяговооруженностью и запускать их буквально по настильной траектории (см. рис.), чтобы апогей по акселерометру уходил за апогей по барометру.
С.r.> Дичь какая то

При полёте по настильной траектории ракета проходит апогей на значительной скорости и сила трения так же ещё значительна, то скорость продолжает снижаться и за апогеем не до 0, а до некоторого минимального значения, которое немного смещено по времени за высотный апогей. Потом скорость снова нарастает уже за счёт свободного падения.

Соответственно в таких случаях парашют выгонее выбрасывать на минимуме скорости, который не совпадает с высотным апогеем и точнее определяется акселерометром.

SashaMaks> При полёте по настильной траектории ракета проходит апогей на значительной скорости ...

Как раз мой субботний запуск
Тут срабатывание ССР было сделано на показаниях ВМР280 (снижение на 5м).
Получилось, что парашют "выплюнуло" при горизонтальной скорости около 300 км/ч
Интересно будет весной осколки поискать...

apakhom> Вечная проблема с питанием на борту...
Спасибо! Купил 10шт за 152 руб, доставка 22руб. У меня уже столько не понятно для чего, прикажу жене, чтобы в гроб все положила!

apakhom> Вечная проблема с питанием на борту...

Вот у Аналоговых Девиц есть такие питалки:

Input voltage: 2.3 V to 5.5 V
Fixed output voltage: 2.8 V to 5.0 V

ADP2503/ADP2504

Xan> Вот у Аналоговых Девиц есть такие питалки:

Ценник не слишком веселый -