음향 변이계(초고감도 기압계)

이 프로젝트 정보

소개:

비행 중 조종사가 사용하는 도구입니다. (세일플레인, 패러글라이더, 행글라이더, 풍선 등) 써멀의 핵심을 찾고 점점 더 잘 올라갈 수 있도록 도와줍니다.

간략한 설명:

소리를 내는 매우 민감한 기압계입니다. 올라갈 때(올라갈 때)와 가라앉을 때(내려갈 때). 소리는 단순한 삐-삐, 1초마다 또는 오르기 중 초당 2회 이상입니다(높은 상승률 =더 높은 빈도의 삐):매우 민감하여 초당 몇 센티미터(!) 후에 바로 삐 소리가 나기 시작합니다. 천천히 팔을 들어 올릴 수 있습니다. Vario를 손에 들고 소리를 얻으십시오. 가라앉는 속도의 경우 -1 m/sec 이상의 속도로 긴(연속) 삐삐삐 소리가 납니다.

구성 요소 목록:

위의 Fritzing은 모든 것을 보여줍니다. 회로를 구축해야 합니다. 검은색 스위치 바로 아래에 있는 갈색 "세라믹 커패시터"는 재설정 가능한 퓨즈입니다(적절한 디자인을 찾지 못했습니다). 8 x 저항 대신 단일 구성 요소인 저항 네트워크를 사용했습니다. 여기에는 8 x 4.7K 옴이 포함되어 있으며 모두 내부에 있습니다. 다음 그림을 보고 찾기가 어렵습니다. 파란색 딥 스위치 상단에 있는 검은색 핀입니다. 9개의 핀이 있습니다. 하나는 공통이고 다른 하나는 저항용입니다. 다운로드용 Fritzing 회로도 파일은 아래에서 사용할 수 있습니다.

딥스위치의 의미:

파란색 딥스위치를 사용하는 것을 좋아했습니다. , 하나의 색상 케이스에 8개의 매우 작은 켜기/끄기 스위치가 있어 Vario 기능을 위한 매개변수를 선택하고 변경할 수 있습니다. 위의 매개변수에 대한 표이며 여기에서 다음과 같이 설명합니다.

핀 1은 사용되지 않음 , 위치에 관계없이 on 또는 off는 아무 것도 변경하지 않습니다.

핀 2는 볼륨 수준을 변경합니다. 부저의; 전기적으로 작동합니다. 핀이 켜져 있을 때 부저와 직렬로 연결된 저항을 단락시키고 더 많은 양의 신호음이 울리도록 더 많은 전류를 흐르게 합니다.

핀 3과 4는 침하 수준을 설정합니다. (하강) 그 아래에서 Vario가 beeeeeeeeeep을 연주합니다. 핀은 바이너리 코드, 2비트, 4개 설정으로 사용됩니다. 00=0, 01=1, 10=2 11=3; 핀 3=꺼짐 및 핀 4=꺼짐(바이너리 00)으로 침몰 알람을 -999m/sec(제한이 없음을 의미하며 경고음이 울리지 않음)으로 설정할 수 있습니다. 핀 3=off/4=on, 3=on/4=off 및 3=on/4=on을 사용하여 다른 값을 각각 -1, -2 또는 -3 m/sec로 설정할 수 있습니다. 예를 들어 위치 2에서 Vario는 -2m/sec 이상의 침하 속도로만 삐삐삐 소리를 냅니다. 테스트를 위해 엘리베이터를 사용해 보십시오... 3층에서 0층으로 내려가거나 사다리를 빠르게 뛰어...

핀 5와 6은 신호음 빈도를 설정합니다. , 그들은 다른 두 개의 핀에 대해 위에서 설명한 대로 바이너리 코드로 함께 작동합니다. 동일한 상승 속도에서 +2Hz로 설정하면 +1Hz보다 더 빠르게 경고음이 울립니다. 어떤 사람들은 천천히 경고음을 울리고 "스트레스"를 덜 받는 것을 좋아합니다 :-)

핀 7과 8은 기기 감도를 설정합니다. :+0.0은 이동 시 최대 감도를 의미하며, 신호음이 울리기 위해서는 10cm/sec 미만의 속도가 필요합니다. 이 위치에서 때때로 기기에서 신호음이 울리고 제자리에 고정되어 있어도 매우 작은 압력 변화를 포착합니다(예:방의 문을 닫으면 공기 압력이 약간 증가할 수 있음). 정상적인 전기 "소음"도 포착하지만 꽤 안정적이고 유용합니다. 네 번째 위치에서 우리는 +0.5m/sec의 감도를 가지고 있으며, 기압 변화에 훨씬 덜 민감합니다. 삐-삐를 얻으려면 고도를 오르기 위해 "훨씬" 더 많은 속도가 필요합니다. 테스트를 위해 엘리베이터를 사용해 보십시오... 0층에서 3층으로...

전자 회로의 관점에서 볼 때 핀 1과 3-8은 멀티플렉서 4051 칩을 통해 아날로그 방식으로 읽은 다음 소프트웨어가 켜져 있는지 꺼져 있는지, 값> 512인지 여부를 결정합니다. 1개의 공통에 8개의 입력이 있습니다 Arduino에 입력으로 연결된 포트. 8개의 포트 중 딥스위치의 온/오프 위치를 읽을 포트를 선택하기 위해 MCU(Arduino)는 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 100, 101, 110, 100, 101, 110, 111(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 =8개 포트 =8개 켜기/끄기 스위치). 코드 "readDIPswitch()" 함수를 살펴보십시오.

배터리 주의:

47uF 커패시터와 함께 2개의 10k 저항은 배터리 전압을 테스트하기 위한 전압 분배기로 작동합니다. LiPo는 3.3v 이하에서 방전될 때 치명적인 것으로 알려져 있습니다. 이러한 이유로 매 10초(BATTinterval) "checkBATT()" 함수가 호출되고 저전압의 경우 부저가 1초에 6번의 짧은 비프음으로 알려줍니다. 전원을 끄는 데 너무 오래 기다리지 말고 곧 재충전하십시오!

센서 압력 변화를 위해 공기가 통과할 수 있도록 상자에 하나 이상의 구멍을 만드는 것을 기억하는 것이 매우 중요합니다. 사진과 같이 두 개의 구멍을 만들었습니다. 하나는 부저 소리를 듣기 위한 것이고 다른 하나는 마이크로 USB 케이블과 충전기에 연결했을 때 led 충전 상태를 보기 위한 것입니다. 아, 역시 마이크로 USB를 위한 또 다른 구멍입니다. 구멍이 있는 Variometer는 더 이상 방수가 되지 않습니다...

녹색 코드는 선내 어딘가에 안전하게 연결하기 위한 것입니다. 절대 느슨하게 하고 싶지 않습니다!

PCB:

단면 PCB를 사용하므로 몇 개의 와이어 점퍼를 포함해야 했습니다. (점선) 전체 회로의 경로를 해결합니다. 여기 구성 요소 면을 따르지만 아래에는 "노란색" 또는 "파란색" 시트에 레이저 프린터를 통해 다운로드 및 인쇄하기 위해 미러링된 파일, 구성 요소 및 솔더 면이 있습니다. 나는 노란색을 사용했지만 파란색이 더 낫다고 합니다(가격이 더 높음). 인쇄할 때 토너 절약 설정을 비활성화하는 것을 잊지 말고 대신 1200dpi 해상도를 사용하여 실제 깊은 검정 결과를 얻으십시오. 매직 시트에서 PCB로의 토너 전송 프로세스는 뜨거운 다리미를 사용하여 이루어집니다... 두 PCB 면을 모두 인쇄하면 프로젝트가 "전문적"이 됩니다.

수십 개의 Arduino 핀이 사용됩니다. 사용하지 않는 핀을 납땜할 필요가 없습니다. 그리고 필수 사항은 아닙니다. 자유롭게 놔두십시오. Mini Pro의 윗면에 6핀 암 헤더를 배치하여 향후 필요한 경우 소프트웨어의 추가 업데이트를 위해 FTDI 인터페이스를 연결할 수 있습니다.

USB 승압 전원 회로 거꾸로 놓여 있습니다. 그것을 제자리에 고정하려면 "Power USB"라고 쓰여진 USB 커넥터 옆에 플라스틱 벨트 없이 Arduino에 사용되는 일반 수 핀인 두 개의 강력한 핀을 사용하십시오. 땜납을 사용하여 모두 함께 모으기 위해 두 개의 핀과 USB 커넥터를 사용하십시오. 3개의 와이어는 Gnd-, Batt+ 및 Out+ 터미널을 이 회로에 연결합니다.

기압 센서:

GY-63(MS5611) 기압 센서인 PCB의 P-Sensor는 작은 회로 기판에 싸여 있고 Arduino는 i2c 버스를 통해 그것과 통신합니다. 사용법도 간단하고 제가 사용하지 않은 온도 센서도 포함되어 있습니다.

프로그램은 소프트웨어의 핵심인 "readPSensor()" 함수를 호출합니다. 우리에게 필요한 것은 상대적 변화입니다. 중 고도, 여러 번 읽는 기능 초당 PrexTotal에서 수집합니다. 0.5초마다(PrexInterval) 고도의 평균 변화를 계산하고 삐삐 진행합니다. 또는 dipswitch 설정을 고려하는 긴 beeeeeep. 데이터를 필터링하는 이 간단한 방법으로 충분합니다. 흥미로운 Kalman 필터링 방식을 시도했고 이 프로젝트 목적에 큰 이점이 없는 복잡한 Madgwick 및 Mahony 필터링 알고리즘도 시도했습니다.

업데이트/팁:

그게 다야. 이 프로젝트는 정말 즐거웠습니다! 너도 해! :-)

마르코 존카

코드

음향 변이계 코드Arduino

/* 이 스케치는 패러글라이딩을 위한 Variometer로 작동합니다. by Marco Zonca, 2020 Arduino MiniPro 3.3 as CPU, GY-63(MS5611) 기압 센서, 8 x dipswitch, 부저, Mux 4051, lipo 1s 3.7v 350mA, 3.7 v -> 5v 전압 스텝업 + lipo usb 충전기; DipSwitch:1=사용하지 않음 2=hw 저/고 부저 볼륨 3=\ 싱크 알람:끄기 -1.0 -2.0 -3.0 m/sec 4=/ 5=\ 주파수 비프:+1.0 +1.5 +2.0 +3.0 Hz 6=/ 7=\ 감도:+0.0 +0.1 +0.2 +0.5 m/sec 8=/ */#include #include const int muxIOpin =15;const int vbattPin =14;const int muxbit0 =4, const int muxbit1 =5, const int muxbit2 =6, const int buzzerPin =7, const int DIPSWinterval =5000, const int BATTinterval =10000, const int PrexInterval =500;const int false boolean ];float frequency[5];float sinkalarm[5];long n=0;boolean dipswitch[9];String dips;unsigned long prevDIPSWmillis =0;unsigned long prevBATTmillis =0;float n1=0;float n2=0; float SensorVBatt=0, double referencePressure =0, unsigned long prevPrexMillis =0, unsigned long currPrexMillis =0, double realPressure =0, float absoluteAltitude =0, float relativeAltitude =0, float avgAltitude =0, float avgPrevAltitude =avgPrevAltitude 0;float PrexTotal =0;float PrexVario =0;부울은 FirstCalc =true, MS5611 센서; // 압력 sensorvoid setup() { Serial.begin(9600); 핀모드(muxbit0, 출력); 핀모드(muxbit1, 출력); 핀모드(muxbit2, 출력); 핀모드(부저핀, 출력); 감도[4]=0; 감도[3]=0.5; 감도[2]=0.2; 감도[1]=0.1; 감도[0]=0.0; 빈도[4]=0; 빈도[3]=3.0; 빈도[2]=2.0; 빈도[1]=1.5; 빈도[0]=1.0; 싱크알람[4]=0; 싱크알람[3]=-3.0; 싱크알람[2]=-2.0; 싱크알람[1]=-1.0; 싱크알람[0]=-999.9; readDIPswitch(); psensor.begin(); referencePressure =psensor.readPressure(); if (isDebug ==true) Serial.println("바리오가 켜져 있습니다"); NewTone(부저핀,4); 지연(750); noNewTone();} // setup()을 종료합니다. void 루프() { readPSensor(); if ((prevDIPSWmillis+DIPSWinterval) =PrexInterval) { avgAltitude =PrexTotal / PrexCounter; // 평균 if (isFirstCalc ==true) { avgPrevAltitude=avgAltitude; isFirstCalc=거짓; } PrexVario=(avgAltitude-avgPrevAltitude) * (1000/PrexInterval); // 가변 mSec if ((PrexVario <=sensibility[4]) &&(PrexVario>=singalarm[4])) { noNewTone(); } if ((PrexVario> sensibility[4])) { // 해제 비프음 + NewTone (buzzerPin,((int)(PrexVario+frequency[4]))); } if ((PrexVario  512) dipswitch[n]=false; // 선택된 포트 읽기 else dipswitch[n]=true; if (isDebug ==true) { if (dipswitch[n]==false) Serial.print("0"); 그렇지 않으면 Serial.print("1"); } } // if (isDebug ==true)에 대해 종료 Serial.println(""); s=0; if (dipswitch[7]==true) s =s + 2; if (dipswitch[8]==true) s =s + 1; 감수성[4]=감수성[들]; if (isDebug ==true) { Serial.print("Sensibility="); Serial.println(감수성[4]); } s=0; if (dipswitch[5]==true) s =s + 2; if (dipswitch[6]==true) s =s + 1; 주파수[4]=주파수[들]; if (isDebug ==true) { Serial.print("Frequency="); Serial.println(주파수[4]); } s=0; if (dipswitch[3]==true) s =s + 2; if (dipswitch[4]==true) s =s + 1; singalarm[4]=sinkalarm[s]; if (isDebug ==true) { Serial.print("SinkAlarm="); Serial.println(sinkalarm[4]); }} // end readDIPswitch()void checkBATT() { // lipo/liion 배터리 전압 확인 n1 =analogRead(vbattPin); n2=(((6.60 * n1) / 1023.00)); 센서VBatt=(n2 + ((n2 * 0.0) /100)); // 임의 수정(비활성 =0.0%) if (SensorVBatt <=3.4) { NewTone (buzzerPin,6,1000); } if (isDebug ==true) { Serial.print("VBatt="); Serial.println(SensorVBatt); }} // checkBATT() 종료

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