Начало в том месте.В этот самый момент неожиданно я обнаруживаю на алиэкспрессе модули HC-11. Это радиоудлиннитель UART, сделанный из того же STM8S003F3P6 и субгигагерцового цифрового трансивера CC1101 компании TI. Цена модуля также радовала — $3.5-$8 вместе с доставкой.И понеслась. Даташит, почесать репу, снова даташит, чайку, даташит, где моя кредитка?

Трекчекер, трекчекер, трекчекер… Что за линия, как доставлено в Сингапур??? Вопреки привычкам, я первый раз в жизни не проверил адрес доставки… По необычной прихоти алиэкспресса посылка с пробными платами уехала на адрес гостиницы, где я останавливался годом ранее, и куда что-то заказал тогда же. Так, в Сингапуре командированный сотрудник. Может зайти в отель?

Может. Алле, это гостиница? Вам посылка на мое имя не приходила? К вам зайдет мой сотрудник, и… А, уже обратно послали… Благодарю, все превосходно, простите за тревогу…:-(Делать нечего, время поджимает, было нужно заказать пробную партию еще раз, некисло переплатив за емс.

Отмотав положенное количество нервов, заветная посылочка наконец приехала.
Смотрите кроме этого: RandomRace.ru — радиопеленгация для чайников (начало)

Откуда имеется отправилась идеяОдин мой ветхий друг взялся обсуждать со мной собственную новую выдумку — все мы в свое время увлекались приключенческими гонками, коих проводится множество в отечественных краях, но вот не давала человеку нормально жить предсказуемость хорошей приключенческой гонки — контрольные пункты (КП) расставляются людьми, соответственно их возможно хоть мало предугадать. Вот так и показался RandomRace.ru (коротко — RR).Итак, главная мысль RR — запустить гоночные КП на шарах в атмосферу, на некоей случайной высоте высоте шары будут лопаться, а КП — падать на парашютах.

Попытка #2Электроника, передатчик.Час ковыряния с тестером, и частичный реверс-инжениринг закончен. Плата произвела хорошее чувство — питание отфильтровано, преобразователи уровня на сигнальных выводах колхозные, но в полной мере рабочие. В принципе, все выяснилось ожидаемо — аппаратный spi микроконтроллера (PC5-PC7) наблюдает на трансивер, UART (PD5, PD6) наблюдает наружу через преобразователи уровня, перепрошивочные ноги выведены на тестпады снизу модуля.

Инженерная разведка разве что доложила тонкости — какая нога назначена на сигнал CS (PD4) транcивера, а какая — на вход SET (PC3) всего модуля. Сейчас следующий этап — загружены в планшеты космические карты тексаса даташиты. Модуль может принимать и отправлять данные в широком диапазоне частот 300-900 МГц (приблизительно), поддерживает разные модуляции, мощности и скорости.

Производитель обещает стабильную частоту, избирательность и все такое.Трансиверу необходимо питание 3.3 вольта, контроллеру — 3…5.5в, при напряжении ниже контроллер сам. На модуле распаян LDO, так что модуль возможно напрямую подключать к литиевым аккумуляторная батареям 1s, большое напряжение которых образовывает, как мы знаем, 4.2В. Выход TX UART был использован для подключения светодиода, что даёт маленькие импульсы.

Производитель поставил в том месте резистор и простенький преобразователь уровней, что, по счастью, удачно ограничивает ток диода. Хотелось бы току дать побольше, на пределе ТТХ диода, но и без того оказалось хорошо. Так, изготовление передатчика сводится к припаиванию обнажённого светодиода, штатной антенны и провода питания.

Чтобы предохранить провода от повреждения, а саму схему от отсыревания, запаянные передатчики были залиты термоклеем и затянуты в термоусадку.Firmware, передатчик.Чип C1101 управляется по стандартному протоколу spi методом записи и чтения регистров, так же имеется FIFO буфер для пакетного обмена данными. Настройку параметров чипа (т.е. значений этих регистров) рекомендуется проводить не способом внимательного взора, а при помощи утилиты SmartRF Studio, загружаемой с сайта TI.

Утилита и в самом деле хороша, интуитивно понятна а также разрешает генерировать исходники по шаблону. По окончании последовательности опытов с чипом удалось добиться от него работы на различных мощностях, в любом канале LPD диапазона. Следующий ход — фактически структура передаваемых данных.

С одной стороны, хотелось бы, дабы звук маяка конкретно опознавался на слух по рации. Иначе, довольно глупо не воспользоваться возможностями чипа и не передать что-нибудь нужное. С третьей стороны, все эти игры с радио не должны сажать батарею сверх меры. Сам чип цифровой, сообщает сперва битовый паттерн преамбулы, позже синхронизирующее слово, позже пакет данных и опциональный CRC.

Формат передачи был придуман таковой — приблизительно раз в 3 секунды передатчик передает серию импульсов, из 5 пакетов. Любой пакет складывается из 2 битовых паттернов, между ними — 3 байта нужной нагрузки. Это номер и текущая мощность передатчика в дБ и контрольный байт — инверсия мощности. Модуляция — GFSK, битовые паттерны — это 101010… и 110110….

В то время, когда таковой сигнал проходит через приемный FM-тракт рации, звук получается двухтоновый, приблизительно 300 и 200 Гц, и легко опознавается на фоне естественных и техногенных шумов. Любой пакет передается с различной мощностью: -30, -20, -10, 0, 10 дБ. По мере приближения человека с рацией к передатчику все больше пакетов из серии начинают преобладать над шумами, и носитель рации слышит все более долгую серию сигналов.

Так удается весьма грубо оценить расстояние до маяка при помощи очевидной LPD рации, которая собственной FM-природой противоречит работе в качестве пеленгатора. Импульсы передаются раз в три секунды, продолжительность серии — примерно полсекунды. CC1101 в режиме передачи потребляет от 20 до 30 мА, в зависимости от передаваемой мощности. Так, среднее потребление всего передатчика около 5 мА.

Батареи для передатчиков мы использовали различные, но наилучшим вариантом по соотношению цена-емкость были запасные батареи к мобильным телефонам. Нокиевская батарея при стоимости 250 руб имеет ёмкость 1350 мАч, т.е. её хватит приблизительно на 11 дней работы передатчика. С целью понизить потребление, контроллер по окончании передачи серии импульсов переводит трансивер в режим stand-by, а сам переходит в режим stop.

Для перезапуска контроллера используется вочдог IWDG, что трудится от собственного генератора и может разбудить остановленный а также наглухо зависший МК. Глухое зависание никак нельзя исключить, поскольку зонд вместе с маяком поднимается на большую высоту, где температура может составлять до -60С. К сожалению, в контроллерах stm8s большая продолжительность срабатывания этого вочдога чуть более секунды, что очевидно не хватает.

Исходя из этого приходится держать в памяти счётчик срабатываний вочдога и передавать серию импульсов один раз из трёх.Электроника, приёмникВ качестве принимающего узла приемника-пеленгатора был забран тот же модуль HC-11, но, конечно, с другой firmware. Выходных ног у него мало, дабы запустить и драйвер LED, и звук, но у меня уже лежал недопаянный экспериментальный пеленгатор поколения 1+, на промышленной печатной плате, уже с мк, индикатором и драйвером.

В следствии пеленгатор стал «двухядерным». Одна STMка в составе трансивера принимает сигнал, итог передаёт по интерфейсу UART на вторую STMку, а та, со своей стороны, обслуживает индикатор и дудит в пьезоизлучатель. Антенна осталась без трансформаций, с платы содрал ветхий приёмник и содрал дорожку антенны.

Новый модуль припаял к антенне и ногам контроллера и приклеил к плате на 2-х сторонний скоч.И модуль HC-11, и принимающий данные МК замечательно действующий при напряжении питания 3.0..5.5В, так возможно питать это все от одноячеечного литиевого (опять-таки телефонного) аккумулятора, и из схемы ушел стабилизатор напряжения.Финально схема смотрелась приблизительно так:Как неизменно, время меня жестоко поджимало, и корпус для электронной части приемника было нужно делать в последний момент из чего попало. Попало выяснилось омерзительной (на первый взгляд) «коробочкой для сокровищ» в магазине «Все по 37 рублей».

Рюшечки и зеркальце, которыми она была оснащена, вынудили меня всплакнуть кровью, но они весьма скоро отправились в мусор. В остальном коробочка чудо как хороша — полупрозрачный белый пластик скрывает «подробности реализации», но разрешает замечательно видеть светящиеся цифры индикатора. Размер совершенен, именно плата + батарейка + выключатель, а также крышечка с защелкой.Приемник, firmware.Как уже упоминалось, приёмник оказался двухядерным, и прошивок в нем также две.

Перешитый модуль hc-11 всегда считывает значение RSSI и контролирует, не пришёл ли пакет данных, опознанный трансивером и содержащий три байта нужной нагрузки, соответствующих формату передачи (см. выше). Обо всех собственных наблюдениях он докладывает по вышестоящему начальству «и интерфейсу». Второй МК слушает эти, поступающие от первого, пересчитывает значения RSSI в очередных «попугаев», формирует цифры на индикаторе и пищит.

В случае если пакет данных от передатчика не найден, то в качестве исходного значения употребляется считанный RSSI, а вдруг пакет найден, то употребляется сумма считанного RSSI и значения мощности передатчика из принятого пакета. Приоритет, конечно, у данных, каковые приняты от передатчика. В случае если за некоторый период времени принято пара пакетов, то берем солиднейшую сумму.

Как и в первой версии приёмника, вычисленное значение «коэффициента приближения» приемник озвучивает и выводит на индикатор. Индикатор попеременно выводит то коэффициент, то номер передатчика. В случае если номер передатчика не принят, то вместо номера показываем прочерки.

Звуковаясигнализациятоже зависит от характера принятого сигнала — частота повторения «бипов» зависит от того, есть ли принятый сигнал опознанным знаком передатчика — при таких условиях «бипы» следуют в два раза чаще. Скважность «бипов», как и ранее, имеется индикатор сближения.Полевые опробования.Полноценных предварительных опробований, к сожалению, не проводилось, легко за недочётом времени. Все испытывалось прямо «в поле». Однако, кое-какие тесты проводились в городе.

Наряду со своим передатчиком, для тестирования употреблялась одна из самых дешёвых LPD раций — Midland LTX-325. ГородМаксимальная дальность слышимости передатчика по прямой на рацию — 600м с отключённым шумодавом, 280 — со включенным. Конечно, в городе диапазон 433МГц достаточно очень сильно зашумлен автосигнализациями, рациями охранников и строителей. Приемник всегда показывает 15 «попугаев».За городомВне цивилизации фоновый сигнал помех мало ниже, в большинстве случаев 12-13 единиц.

В большинстве случаев в лесу радиомаяк возможно услышать при помощи рации с расстояния около 300 метров. Один из участников соревнований утверждал, что слышал маяк с расстояния 1500 метров через портативную универсальную рацию Yaesu. в один раз я слышал маяк запущенного зонда в течении нескольких мин..

Учитывая скорость ветра в тот сутки (приблизительно 50 км/ч), расстояние слышимости была порядка нескольких километров. Пеленгатор в большинстве случаев засекает станцию с чуть меньшего расстояния, чем рация, в лесу это 150-300 метров. Направленность антенны разрешает в целом уловить, где же находится маяк. Индикатор пеленгатора показывает порядка 12-15 единиц на краю территории приёма, приблизительно 80-90 рядом с маяком.

В некоторых случаях эта цифра была около 60.РезультатыМы применяли это оборудование и для соревнований randomrace.ru, и для других запусков. Совокупность в целом продемонстрировала полезность и свою надёжность при очень сложности и умеренной стоимости. Случалось, что пеленгация избавляла нас от продолжительных и неинтересных поисков упавшего зонда в заболоченном лесу. В принципе, целый проект может выполнить любой любитель.ДеньгиКаждый передатчик обходится приблизительно в $10 — модуль с антеннкой($3.5) + батарейка(~$5) + хвостик питания + термоусадка + термоклей.Цена приемника вычислить сложнее, так серийно они не делались, и много сил и денег ушло на опыты.Ссылки:Первая часть: geektimes.ru/post/270168Приблизительно также самое на британском: www.randomrace.ru/2015/gsbc/preparation/transmitter/engRandomRace: randomrace.ru (ближайшие соревнования: www.randomrace.ru/2016/spring)Исходники всех прошивок: sourceforge.net/projects/randomracebeaconGBSC: www.balloonchallenge.org/teams/15

Случайная статья:

• Статистика backblaze: определяем лучший hdd
• Новый техпроцесс в два раза удешевил аккумуляторы li-ion

На несколько долларов больше. Финал

Похожие статьи:

• Randomrace.ru — радиопеленгация для чайников (начало)

  Откуда имеется отправилась идеяОдин мой ветхий друг взялся обсуждать со мной собственную новую выдумку — все мы в свое время увлекались приключенческими…

• Несколько недорогих способов улучшить свой цифровой быт*

  *слоган одной легендарной торговой онлайн-площадки: Smarter Shopping, Better Living!Нашалившего ребёнка родители сейчас ставят в тот угол, где нет WiFi —…

• Всё, что мы знаем о nexus 5x за несколько часов до анонса

  По окончании релиза смартпэда Nexus 6 компания Гугл поняла, что убить одним выстрелом двух зайцев, а правильнее привлечь смартфонов и потенциальных…