Вариометр своими руками переменная индуктивность

Самодельный электронный альтиметр-вариометр-пищалка (3.3-вольтовая версия)

Существенно переработал свой проект альтиметра-вариометра с подачей звуковых и световых сигналов.

Поэтому решил оформить материал отдельной статьей.
По прежнему, есть парашютная и парапланерная версии прошивок.

Схема соединения компонентов

Парашютная работает как с дисплеем, так и без него.
Парапланерная — пока без дисплея.
Использовал недорогие и доступные компоненты.

Что же появилось нового? От чего пришлось отказался?

В новой версии прибора:
— питание от одной 3.7В LiPo – ячейки (вместо 9 вольтового элемента «Крона»);
— плата Arduino ProMini 3.3V 8 мГц (вместо 5 вольтовой Arduino Nano V3);
— жидкокристаллический дисплей Nokia 5110 (вместо ЖК дисплея 1602);
— плата заряда-разряда LiPo — элемента с микро-USB разъёмом.

Датчик Gy-68 (BMP180) использую тот же.

Приборчик преобразился, стал компактнее. Размером с маленький будильник.

А если снять дисплей, то и в защитный шлем войдёт!
Думаю закатать его в термоусадку, может даже прозрачную.
Пусть будет видно «высокотехнологичное» содержимое.

Слева — элемент питания с контроллером заряда-разряда, справа — плата с датчиком и динамиком от сотового телефона. Последовательно с динамиком подключил сопротивление 120 Ом. Громкость вполне приемлема если разместить в шлеме.

Вывел в виде «хвостика» провод куда можно запаять любой выключатель, какой душа пожелает. Я использовал обычный компьютерный джампер.

Алгоритм работы всё тот же. Как парашютной, так и парапланерной версии.

Без дисплея с элементом ёмкостью 100 мА AltVar V2 проработал непрерывно более 10 часов.

С подключенным дисплеем (была включена подсветка)
и элементом 200 мА — более 7 часов.
Без подсветки дисплея — более 20 часов.

Катал на лифте прибор с парашютной прошивкой — работает как и прежний мой вариант.

Можно использовать как обычный высокоточный альтиметр-вариометр.

Формат вывода информации:

А: 15 (высота в метрах)
—v— (признак снижения, в случае набора высоты +++^+++)
V: 0.0 — (вертикальная скорость в м/сек)

Парапланерная прошивка — пока без дисплея. В дисплейной версии выявил некоторые звуковые глюки. Пока не разобрался почему… Поэтому скетч не публикую.

Парапланерная версия без дисплея работает хорошо и эту прошивку можно использовать.
Также работает и скетч, который я использовал в качестве основы своего проекта.
Огромная моя благодарность его автору!

Пъезопищалку заменил, как я уже указал, на динамик от сотового телефона, подключив к нему последовательно сопротивление 47 Ом.
Довольно громко и отчётливо звучит. Динамик поставил вот такой

Все соединения компонентов у меня указаны в «шапке» скетча.
Вот например подключение дисплея (взято из этой самой «шапки»):

Дисплей NOKIA 5110 (синего цвета)

Дисплей 5110 Pro Mini
Serial clock out (SCLK) 3
Serial data out (DIN) 4
Data/Command select (D/C) 5
LCD chip select (CS) 6
LCD reset (RST) 7
VCC (не более 3.3 вольта) VCC
BL (подсветка) VCC (для красного дисплея — GND)
GND GND

Компилятор тот же — 1.0.6

Прошивал с помощью обычного TTL-UART USB переходника CH340G.
Он самый постой, не ресетит Ардуину. Поэтому после компиляции, нажимал кнопку RESET сам.

Все прошивки отправляют данные высоты, вертикальной скорости и давления на COM-порт. Правда в работе в таком режиме система может его определить как некий майкрософтовский прибамбас, причём неправильно работающий.

В общем получилось довольно просто и вполне бюджетно.

Благодарю всех кто отозвался на предыдущую мою статью по этой теме.
Некоторые Ваши замечания я учёл при создании новой модификации своего приборчика.

Источник

Тема: Вариометр в П-контуре

Опции темы

Поиск по теме

ДА посмотреп схему 140-Й горячего кондера там нема странно но этот что на фотке тоже ярославский з-д. Переключателя нет- тот ум раздраконили и поделили 2-е ГУ-81М качала в катоды третья 3 кВ на анодах питался трехфазным трансом на коллективке. Это хозяйство от этого УМА мне и перепало — ждет дальнейшего применения в мирных целях

И что мы от этого выигрываем ? Необходимость использовать согласующие устройства размером с пивную бочку ? Килограммы ферритовых трансформаторов на амидоновских кольцах, чертову уйму транзюков, и не дай бог антенну оборвет или закоротит, полетят эти транзюки к чертовой бабушке как семечки.

Вот у той же Р-137 или 140 — оборванная или закороченная антенна ей хоть бы хны.

Не знаю что мы выигрываем, но УКВ вещалки в большинстве транзисторные и по несколько КВТ

Применить в П-контуре только одну переменную индуктивность с ползунком в полосе 1,8. 30 МГц не получится.

Вопреки утверждениям «авторитетов» — 1,5 кило. Работает с 1997года.

Мощный по виду вариометр, и сделано надежно, трубочкой и шиной. Не могли бы еще фотографий выставить, крупным планом и спереди ?

Работать будет, но доп. катушку трубкой так 8-10мм подцепить все-таки неплохо бы.

Фразу:»Применить в П-контуре только одну переменную индуктивность с ползунком в полосе 1,8. 30 МГц не получится» писали не вы, а я,
поэтому ее надо было выделить в цитату.

Взяв в кавычки, надуманную вами фантазию, вы решили кого-то обидеть? Пустая затея.
Те, кто здесь давно, уже выработали противоядие, а вот новички, так и хотят ужалить побольнее.
Наверно, это такой способ самоутверждения.

Наговорить тут можно что угодно. Может вы меряли 1,5 кВт не приборами, а на глазок?
А может ваш РА только на НЧ-диапазоны.
Если 1,8. 30 МГц, то на 10-ке (28 МГц) катушка П-контура, небось равна 0,3. 1,5 витка, да при таком большом диаметре?
А как насчет емкости монтажа и емкости самой катушки П-контура?

Если вы предоставите данные о применяемой лампе, напряжении анода, токе анода при настроенном П-контуре,
то легко можно будет посчитать Roe и значения L/C вашего П-контура для каждого из 9 диапазонов.
Вот тогда и посмотрим, как оно там у вас с 97г. работает.
Усилитель имеет не только мощу в антенне, но и целый перечень своих параметров.
Остаюсь при своем.
Если применить в П-контуре 1,8. 30 МГц единственную индуктивность с перемещающимся отводом, то это не совсем правильно, а точнее совсем неправильно.
Теперь вы авторитет, причем без ковычек.

ИМХО.
Работать будет в любом случае. Снизится мощность на «высоких» диапазонах на 100-200 ватт.КПД ухудшится. Но работать будет.
Вопрос этот уже зависит от подхода созидателя и его возможностей.И самого подхода к делу.

Меня вот всё занимает вопрос. В шаровом вариометре — два «щёточных» контакта и общая площадь взаимодействия получается приличной. А в ползунковом — только площадь соприкосновения ролика с шиной.
Так вот что лучше . Неужели никакой разницы ?

Успокойтесь господа, я не собираюсь никого обижать, — а только констатирую факт возможности использования С-const в П-контуре. В полемику и дебри теории ввязываться не собираюсь, но на некоторые вопросы отвечу.
Лампа ГУ-84Б, анодного 3000V, какой ток уже не помню. Усилитель несколько последних лет не используется из-за отсутствия лампы. А мощность меряли измерителем мощности на 5кВт (название — врать не буду). Но тот факт что на 28 мГц мощность немного меньше чем на 3,5 мГц подтверждаю.
Усилитель работал на RZ0IWA, сейчас на RZ0IWW, на одни и те-же (настроенные) антенны и был замечен факт незначительной растройки при изменении параметров антенны (дождь, иней, обледенение) — которое компенсировалось вариометром.
Еще раз хочу сказать, что в полемику — правильно или нет ввязываться не буду — я имея рабочую конструкцию остаюсь при своем мнении. На конкретные вопрсы отвечу через е-мейл.

С некоторых пор стал использовать в своих конструкциях вариометр + два переменных конденсатора (см. часть схемы и фото).
Такое построение позволяет оптимально и в широком диапазоне частот наострить выходной «П» и добиться максимального согласования с антенной.
Минус – три ручки настройки, но если шкалы изготовлены хорошо, то настройка происходит быстро и время настройки выходного каскада минимально.
Вопрос установки постоянного конденсатора на горячем конце «П» контура меня интересовал давно, и было сделано две конструкции на лампе ГК-71 и ГУ-13 где в качестве С1 я применил постоянный конденсатор для каждого диапазона.
Имея приличный запас конденсаторов К15-У…, я много времени затратил на то чтобы подобрать нужный конденсатор и найти оптимальную точку подключения на «П» контуре.
Сейчас существует много программ, которые подсказывают конструктору, какая должна быть ёмкость и индуктивность в вашем выходном каскаде при использовании «П» контура. Но все эти программы не учитывают истинного расположения контура по отношению к корпусу, конденсаторов, лампы и т.д.
Таким образом рассчитанный и установленный в реальную конструкцию «П» контур может заработать сразу без дальнейшей настройки с вероятностью 10-15%. Я говорю о конструкциях которые р/любитель проектирует и изготовляет сам, а не повторяет 1:1 конструкцию описанную в литературе.
Далее я сделал РА, где в «П» контуре имелись три ручки настройки и конечно не удержался от эксперимента когда, задавая постоянное значения конденсаторам попробовать настроить всю систему индуктивностью или наоборот, не изменяя индуктивности настроить конденсаторами.
ВЫВОД:
Изменение ёмкости С11 допустимо, но в очень узком секторе +/- 5-10пф. Далее происходит спад отдаваемой мощности, хотя система и отстраивается по максимуму, но не по максимуму, которая она может выдать на самом деле.
Потеря мощности значительна и если её не отбирать у «П» контура, то элементы контура сильно нагреваются и в некоторых случаях температура достигает точки плавления олова и «П» контур разваливается.
Если у Вас греется «П» контур, то это значит, что соотношение С11 и L выбраны не верно.
«П» контур менее чувствителен к изменению ёмкости С18 который отвечает за связь с антенной, но его неправильный номинал делает всю настройку и особенно настройку вариометра очень острой.
Сделав вторую конструкцию на ГК-71, я всё это учёл и все три ручки настройки снабдил верньерами — 1:4 для конденсаторов и 1:10 для вариометра.
Безусловно, что вариант когда в « П» контуре используется только один элемент настройки – это ВАРИОМЕТР имеет право на жизнь, но все неприятности которые вас ожидают я описал выше.

Источник

Самодельный электронный альтиметр-вариометр с подачей звуковых и световых предупреждающих сигналов

Можно применять в авиационных видах спорта как дополнительное средство обеспечения безопасности при:

— выполнении парашютных прыжков;
— полётах на параплане;
— полётах на сверхлёгких летательных аппаратах

Достоинства данного решения:

— небольшая цена комплектующих (1200-1500р в розницу, при покупке в интернет-магазинах КНР значительно дешевле);
— простота сборки (можно собрать за вечер, на макетной плате так вообще за полчаса);
— высокая точность измерения высоты;
— компактность и небольшой вес прибора;
— открытый программный код (можно вносить изменения, изменять пороговые настройки срабатывания прибора);
— можно использовать как модуль для измерения атмосферного давления (по СОМ — порту постоянно передаётся относительная высота, вертикальная скорость и атмосферное давление ).
— Питание как от автономного источника постоянного тока (6-20V) так и по Mini-B USB — шнуру.

Предистория создания:

AltVar+, как я его назвал, был создан на основе вот этого проекта в виде вариометра – пищалки. Прототип собрал на макетной плате. На ней было всего два значимых компонента:
— плата микроконтроллера Arduino Nano V3
— датчик давления Gy-68

Прибор реагировал писком на подъёмы-спуски, но не было никакой индикации. Поэтому пришлось доработать программу.

Теперь плата транслировала значения высоты и вертикальной скорости на СОМ-порт компьютера.
Захотелось большей автономности и я добавил 4-цифровой 7-сегментный дисплей, заключил плату с датчиком в самодельный корпус, встроил в него элемент питания. На дисплей вывел значение относительной высоты.
Теперь приборчик можно было использовать как для измерения относительной высоты, так и высокоточный барометр.

Некоторое время я его так и использовал, т.к. уже буквально спустя несколько минут после включения на нём была видна тенденция изменения погоды.
Дело в том что точность датчика примерно -+0,17 м. Изменение атмосферного давления на десятую долю мм рт. столба изменяет показание прибора более чем на метр.

Друзья и знакомые парашютисты знали, что у меня появилась такая самоделка. Они же и сподвигли меня на следующий шаг, предложив на его основе собрать сигнализатор высоты – «пищалку».
От вывода индикации на 4-цифровой 7-сегментный дисплей, отказался почти сразу, т.к. если повесить их сразу 2, то цифровых ножек мне хватит едва-едва, да и ресурсы МК код вывода потреблял «немеряно». К тому же, при этом способе индицирования, есть заметный стробоскопический эффект, что портит зрительное восприятие информации.

Вывел данные высоты и вертикальной скорости на — LCD — дисплей 1602 (16 знаков, 2 строчки).

Так приборчик подсказал как мне его назвать.

AltVar+ исправно показывал малейшие изменения высоты и вертикальной скорости.

Для вывода звукового сигнала оставил часть кода исходного проекта.
Тестировал его сутками напролёт. Работал AltVar+ устойчиво.
Вернее – не было ни одного сбоя! В автономном варианте (с 200мА 9V элементом типа «Кроны») проработал 8 часов без перерыва и отключился по питанию.

Программный код для микроконтроллера создал с помощью компилятора Arduino 1.0.6. В несколько этапов, постепенно добавляя функционал.

Алгоритм программы работает просто и прямолинейно:

— значения высоты и вертикальной скорости постоянно индицируются на LCD-дисплей;
— полученные значения высоты и вертикальной скорости сравниваются с пороговыми значениями, заданным пользователем, и по итогам этой проверки выдаются звуковые и световые сигналы

При включении прибора индицируются пороговые значения высот и скоростей, заданные пользователем. На первый взгляд громоздко – зато информативно!

Изменения можно вносить, меняя значения в программе и после компиляции загружать в микроконтроллер.
Алгоритм работы программы построен таким образом, что перед каждым прыжком нужно AltVar+ инициализировать (выключать – включать). Мы его как бы «взводим». Для чего это нужно?

После «взведения» мы имеем:

— максимально точное значение нулевой высоты площадки;
— значения переменных, отвечающих за количество звуковых сигналов, принимают исходные значения;
— экономим заряд аккумулятора

Программа, как я уже указывал, создана для парашютистов. «Китайский стиль» написания позволит разобраться в ней даже новичку. Всё просто и однозначно, как мне кажется.
Не вижу преград адаптировать её для параплана (парамотора) и СЛА.

Строки программы, насколько смог, снабдил исчерпывающими комментариями.
В «шапке» указаны необходимые комплектующие, взаимные соединения элементов, номиналы резисторов.
Можно открыть в текстовом редакторе или в компиляторе и посмотреть.

В данной версии программы заданы три высоты для большой вертикальной скорости:

— готовности (Ready) – 1 звуковой сигнал (установил 1000 м);
— оповещения (Alert) – 3 звуковых сигнала (800 м);
— тревоги (Alarm) – непрерывный звуковой сигнал (600 м)

Сигнал будет снят при уменьшении вертикальной скорости до пороговой (установил – 25 м\с)

Ввёл ещё два информационных звуковых сигнала:
— при достижении определённой высоты (Climb) на борту летательного аппарата (300 м при вертикальной скорости более +1 м\с);
— при достижение определённой высоты (Baza) при спуске на парашюте (200 м при вертикальной скорости более –1 м\с, здесь высоту срабатывания ограничил минимумом в 25 метров т.к. на земле после включения AltVar+ возможны различные непредвиденные скачки давления, что вызовет сигнал);

Информация выводится в формате:
1 строка Alt: * * * * (метры) — (признак отрицательной высоты)
2 строка Var: * *. * (метры в секунду) -V- (снижение) +^+ (подъём)
Использовал стандартный знакогенератор компилятора, не русифицировал. Поэтому всё по английски.

Кроме того, все звуковые сигналы дублировал светодиодом.

Подключив AltVar+ через СОМ-порт можно с помощью какого-нибудь стороннего устройства вести запись вертикального профиля полёта. Поначалу эту возможность я использовал для отладки программы и решил оставить.
Для получения точного значения атмосферного давления, необходимо внести поправку в переменную кода, зарезервированную для этих целей. Тогда будут предельно точные показания атмосферного давления.
В остальном, прибор и без этой поправки обеспечивает измерения высоты и вертикальной скорости с достаточно высокой точностью.

Наращивать функционал можно и дальше.

Например:
— измерение напряжения источника питания;
— записывать с лог данные по аварийным режимам (этакий «виртуальный «SyPReS»);
— поставить виброзвонок;
— т.д. и т.п.
Но пока остановился на этом наборе сигналов.

Сборка прототипов для испытаний в «полевых условиях».

Спаял на макетных платах все компоненты AltVar+

Плату разместил под LCD-экраном, что конечно не догма. Можно разместить и рядом ним. Прибор станет площе, но шире.

Изготовил из 4-мм пластика корпус для самого прибора и для элемента питания (9V «Крона»). Обработал стыки и кромки, задул из аэрозольного баллончика.
Что сказать… «Кондово» получилось.

Возможно, не достаточно компактно. Вообще то можно было использовать маленькую мыльницу с прорезанными отверстиями под индикацию, включатель и звуковой разъём. Но что получилось – то получилось.

Есть что тестировать по крайней мере.

Этапы этого самого тестирования представляются следующими:

— устойчивость работы в статическом состоянии;
— проверка автономности;
— «лифтовый тест» с сильно заниженными пороговыми значениями высот и вертикальных скоростей;
— парашютные прыжки с завышенными (по высотам) порогами срабатывания прибора

Видео 2 «лифтовой тест», значимо до 1:45, дальше открыл бокс и камера затрещала
оно же, в ОК

Считаю что пройден удачно.

Были заданы:

— высоты срабатывания 20=>15=>10 м;
— вертикальная скорость -0.6 м\с (на пределе чувствительности);
— высота в наборе 8 м;
— высота на спуске 5 м

При прохождении всех высот AltVar+ «проблеял» заданное количество раз. И светодиодом помигал.
После снижении вертикальной скорости ниже порогового значения — снял сигнал тревоги. То есть вёл себя вполне предсказуемо, как я и планировал.

Будем тестировать его и дальше.

Собрать такой приборчик при желании может практически любой желающий и, используя открытый программный код, запрограммировать под свои задачи.

Резюмирую

— плата микроконтроллера Arduino Nano V3
— датчик давления Gy-68
— LCD — дисплей 1602
— 3,5 мм аудиоразьём;
— резисторы 4к7, 1К, 330 ом;
— 5V светодиод;
— элемент питания «Крона»;
— включатель;
— макетная плата с проводниками

— Arduino 1.0.6., подключив библиотеки порта, датчика, дисплея и динамика
— скетч (программа, что загружается в микроконтроллер)

P.S. Разработал плату, чтобы упростить сборку AltVar+. Но пока не изготавливал.

Пищит как исходный проект, индицирует высоту и вертикальную скорость.
Зажигает светодиод при снижении, даже минимальном.

А ещё AltVar+ можно использовать как зелёный светодиодный фонарик 🙂

Дальнейшее развитие этого проекта (3.3-вольтовая версия)

Источник