13.05.2003
Datenlogger
Nachdem ich nun
seit ein paar Jahren mit VStabi unterwegs bin, und es eigentlich ganz
gut funktioniert, möchte ich nun dahinter kommen warum das
eigentlich so ist. Iregndwie ist es sehr merkwürdig, das das
bislang noch keiner auch komerziell versucht hat. Es ist doch so
einfach. Aber ist es das wirklich?
Damit ich
endlich weiß, warum VStabi so gut funktioniert, habe ich mich
entschlossen einen Datenlogger zu bauen um Flüge aufzeichnen un
analysieren zu können.
Da ich noch einige V-Stabi Platinen der 2. Generation ligen hatte, und
sogar schon ein Prozessor bestückt war, funktionierte ich
kurzerhand eine davon zum Datenlogger um. Die Schnittstell nimmt die
Daten auf, statt sie auszugeben, und die Daten landen in einem 2MB
Flash Speicher.
Normale
Flash's sind aber sehr teuer oder haben unheimlich viele Pins, so
daß der Aufbau recht unhandlich werden würde. Also wurde
kurzerhand eine Smart Media Karte zweckenfremdet, die ich von meiner
Olympus Kamera noch übrig hatte. Wer möchte heute schon noch
mit 2MB Medien hantieren. Da die Karte mit 3,3V läuft, der
Controller aber 5V braucht, war ein zusätzlicher Spannungsreger
erforderlich. Die Pegelanpassung erfolgt mit ganz primitiven 1K
Widerständen. Das funktioniert, wenn man beim Einlesen von Daten
der Karte etwas Zeit gibt, die Eingangskapazitäten des Controllers
umzuladen, aber gegenüber einer seriellen Schnittstelle ists immer
noch schnell genug.
Weil ich keine Lust hatte, eine Fassung für die Karte zu bauen
oder zu besorgen, wurde die Karte kurzerhand an den Pads
festgelötet.
Ein klein wenig Software sorgt dafür, das die Daten von der
seriellen Schnittstelle in einem 256 Byte Zwischenpuffer gesammelt
werden. Wenn der Puffer voll ist, wir er in einen zweiten
kopiert, der dann in aller Ruhe in den Flash Speicher geladen werden
kann. Der Speicher kann nur als ganzes gelöscht werden.
VStabi gibt in seiner Standardkonfiguration einige Werte ständig
in ASCII Form auf der seriellen Schnittstelle aus. Das wird z.b. auch
für die Lifeanzeige mit dem PC Programm genutzt. Die Ausgabe der
Parameter ist die einzige Task, die nicht im Interrupt auf VStabi
läuft, so daß keine Beeinträchtigung der restlichen
Funktionen möglich sind.
Als Werte stehen die Eingangsdaten aller AD Wandler, und alle RC
Eingangswerte inklusive des Heckkreisels zur Verfügung.
Dieser Datenstrom wird nun 1:1 von dem Datenlogger mitgeschnitten, und
kann auf Knopfdruck genauso wieder ausgegeben werden. Das
Mitschneiden erfolgt dann auf dem PC mit einem gewöhnlichen
Terminalprogramm um die Daten auf den PC zu übertragen. Eines
Tages werde ich das noch in die Auswertesoftware integrieren.
Der
Logger wird einfach unter dem Heli mit einem Gummi provisorisch
befestigt, die Stromversorgung erfolgt über den
Schnittstellenverbinder, den ich bereits in weiser Voraussicht mit
einer 5V Versorgung ausgerüstet habe.
Am 11.05.2003 absolvierte ich dann die ersten Flüge mit dem
Logger. Das Gewicht ist eigentlich überhaupt nicht wahrnehmbar,
und so konnte ich bei schönem Wetter ein paar ganz normale
Flüge machen.
Nun mußte noch eine kleine Software geschrieben werden, mit der
die Daten vernünftig visualisiert werden können, und mit der
man den Bezug zu den tatsächlichen Werten am Sensor herstellen
kann. Das Ergebnis ist eine Art Mehrkanaloszilloskop mit einem Marker
und diversen readouts. Hier eine Bildschirmansicht mit geladenem
Datensatz (Bitte bild anklicken für volle Ansicht).
Das Ergebnis:
Zunnächst muß man etwas Zeit mit den Kurven verbringen, bis
man versteht was hier eigentlich zu sehen ist. Die wesentliche
Erkenntnis ist aber, das der Heli sehr ordentlich abgestimmt ist. Die
Kurve für den RC Input stimmt weitgehend mit dem Sensorinput
überein, was für ein neutrales steuerfolgsames Verhalten des
Helis spricht.
Am Heckrotor ist noch Optimierungspotential vorhanden, denn wenn man
sich den Mittelwert mal anschaut ist zu sehen, das er deutlich
außerhalb der Mitte ist, so daß die Dynamik in eine
Richtung schwächer ist als in die andere. Dahingegend ist kaum
eine Reaktion des Hecks auf Pitch zu erkennen, was auf eine gut
eingestellte Pitch-> Heck Mischung in VStabi spricht.
Weiterhin ist zu sehen, daß die Reaktion aller Befehle sehr
schnell in einen entsprechenden Ausschlag des Sensors umgesetzt wird,
auch ein Überschwingen ist kaum zu erkennen.
Sehr positiv fällt die Bewertung der Drucksensordaten aus, der
vorwärts und rückwärts recht gleichmäßige
Werte liefert. Eine Drift konnte ich über alle Flüge weder
bei den Drehraten noch beim Drucksensor erkennen. Auch während
schneller Überschläge um beide Achsen sind keine
Fehlmessungen des Sensors erkennbar. Er geht immer sehr sauber auf
Null, wenn der Heli nicht vorwärts fliegt.
Ich denke, wenn man etwas Erfahrung mit den Kurven sammelt, sollte es
möglich sein einen unbekannten Heli relativ schnell und genau
einzustellen. Die Jagd nach Datensätzen hat begonnen!