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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 501
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Freitag, 28. Januar 2005 - 14:13 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo,

ich grübele momentan gerade an einer Bergungselektronik für größere Raketen. Die Bergung soll dabei durch eine Kombination von Timern und einer magnetischen Gipfelpunkterkennung ausgelöst werden. Nachdem ich nun ein (hoffentlich) fertiges Grundkonzept habe, möchte ich die Sache nun hier vorstellen und zur Diskussion und Mitarbeit freigeben.

Das (geplante) Funktionsprinzip im Groben:

- Beim Start startet ein Beschleunigungsschalter oder Abreißdraht zwei Timer.
- Nach Ablauf einer kurzen Schutzzeit (Timer 1) wird der Magnetsensor scharfgeschaltet. Dadurch sollen Störungen oder vorzeitiges Auslösen durch magnetische Einflüsse am Boden (zB Startrampe) verhindert werden.
- Am Gipfelpunkt wird entweder durch den Magnetsensor oder den als Backup funktionierenden Timer 2 das Bergungssystem (Haupt- oder auch Vorschirm) ausgelöst und ein dritter Timer gestartet.
- Nach Ablauf von Timer 3 wird (bei zweistufiger Bergung) der Hauptschirm ausgelöst und gleichzeitig ein Peilsender aktiviert. Letzteres geschieht erst jetzt, um einerseits Energie zu sparen und andererseits HF-bedingte Störungen des Magnetsensors zu vermeiden.

Zur Schaltung im Einzelnen: Herzstück soll ein AVR-Microcontroller von ATMEL werden, der einerseits die diversen Ein- und Ausgangssignale koordiniert und andererseits die Timer bereitstellt. Die Timer selbst (mit Ausnahme der Schutzzeit) sollen dabei über DIP-Schalter programmiert werden können. Der Magnetsensor beruht ursprünglich auf einer Idee von Robert Galejs, die in Deutschland unter der Bezeichnung "Dentamag" weiterentwickelt und verbessert wurde. Als Zündausgänge für das Bergungssystem dient eine in vielen Bordelektroniken bewährte Kompbination aus einem Elko als Energiespeicher und einem FET-Schalttransistor. Außerdem wird noch die Betriebsspannung für den Peilsender geschaltet. Als Sender soll der bereits im Tread "Hat jemand Erfahrungen mit Funk-Nutzlasten?" erwähnte "TK9724" von Sebastian Zettl zum Einsatz kommen.

Hinweise und Verbesserungsvorschläge sind mir sehr willkommen (wenn sie nicht dazu führen, daß die Elektronik größer wird als wie die Rakete ). Und gerade im Bereich Controllerprogrammierung könnte ich ernsthaft Unterstützung gebrauchen - ich bin da gewaltigst aus der Übung und muß mich erst einarbeiten.

Die eigentliche Schaltung ist zwar soweit schon fertig (die eigentliche Arbeit erledigt ja die Controllersoftware), aber da ich im Moment noch zwischen reiner SMD- und Hybridbestückung schwanke (das Ding soll ja auch noch in eine Rakete passen und nicht gerade ein paar Kilo wiegen ), möchte ich das EAGLE-File noch nicht veröffentlichen. Zur Zeit ändert sich doch hin und wieder noch etwas...

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Arnd
Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 119
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Montag, 31. Januar 2005 - 08:00 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Thomas,

schau Dir mal die Seite http://www.sprut.de/ an
Da steht viel über PIC,s IC und deren Programmierung drin.

Mein Kollege hat mir eine Elektronik mit mehreren
Timern und Ausgängen gebaut. Alles über DIP Schalter einstellbar.Theoretisch kann man eine mherstufige Roc mit Fallschirmauswurf, Backup system Piepser und eine Digikamera anschliesen.
Magnetfelderkennung hat Sie leider nicht.
Steuerungstechnich ist das ganze mit GAL Bausteinen aufgebaut. Der ganze Baustein wiegt ca. 30 Gramm und passt in eine Roc mit 35mm Rohr.
Also Beschleunigungssensor dient ein Reed Kontakt
in der Roc. Am Startgestellt ist ein Magnet befestigt. Allerdings ist das noch nicht die Optimale Lösung.

So ich muß jetzt los.


Ciao

Arnd



1609-2
1609-1
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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 515
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Montag, 31. Januar 2005 - 21:27 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Arnd,

danke für den Link. Das ist Lektüre für etliche Abende

Was die Schaltung angeht: die Parameter klingen wirklich interessant, aber GALs kenne ich gerade mal vom Prinzip her. Darauf lasse ich mich nicht ein - ich bin froh, wenn ich die Software hinbekomme, da muß ich den Controller nicht vorher auch noch entwickeln.

Die Idee mit dem Reedkontakt an der Rampe ist aber wirklich nicht schlecht - da hat man wenigstens einen definierten Schaltpunkt. Ich werde das mal mit einem TinyTimer ausprobieren.

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Magierfrank
Moderator
Benutzername: Magierfrank

Nummer des Beitrags: 1270
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Mittwoch, 09. Februar 2005 - 22:34 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Thomas, bist du schon ein bischen weitergekommen?
Gruß Frank IMR-01026 DO6NV (LOC: JO60HS)

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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 526
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Samstag, 12. Februar 2005 - 17:28 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Frank,

das übliche Problem ... Ich bin heute vormittag erst wieder hier eingetrudelt - und nächste Woche ist mein Chef im Urlaub, da wird auch nicht viel Zeit bleiben...

Was das Projekt angeht: mit dem Entflechten des Layouts bin ich noch nicht wirklich weiter. Wer sowas beruflich macht, wird mich zwar auslachen, aber mir fehlen da doch Erfahrung und Übung.

Einseitiges Layout in SMD sorgt hier bisher für Gehirnverknotungen, und konventionell geht es mir wie damals ROBOTRON: "Unsere Mikroelektronik ist einfach nicht klein zu kriegen!" Eine zweiseitige Platine würde die Sache zwar bedeutend vereinfachen - aber die kann man zuhause wiederum kaum herstellen. Und die Preise für eine kommerzielle Herstellung (z.B. bei www.pcb-pool.de) sind für ein Hobby nicht wirklich günstig...

Andererseits will ich die ganze Geschichte zum Probieren erstmal auf einem Breadboard aufbauen. Die Bauelemente sind irgendwann die letzten Tage hier eingetrudelt. Am Montag gehen die Dateien für einige Platinenlayouts (u.a. der AVR-Programmieradapter) an eine hiesige Druckerei - mit etwas Glück habe ich die Filme dann die nächsten Tage, so daß ich nächstes WE weiterkomme.

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Arnd
Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 120
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Samstag, 12. Februar 2005 - 18:23 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Thomas,
welches Proggi, für die Platinenlayout verwendest Du ?

Ich hab mir die Folien immer selbst ausgedruckt.

Ciao

Arnd
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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 528
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Samstag, 12. Februar 2005 - 18:38 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Arnd,

ich habe hier EAGLE in der Version 4.13 laufen.

Das Problem mit den Filmen ist, daß hier nur ein älterer Brother-Laserdrucker 'rumsteht und ich alle Versuche, damit ein vernünftiges Ergebnis zu erzielen, aufgegeben habe. Je nach verwendeter Folie gab es ausgefranste Kanten, unzureichende Deckung, Verzug - oder auch Kombinationen daraus.

Die Druckerei berechnet nach Fläche: eine A4-Seite in Top-Qualität und mit maximaler Konturenschärfe und Schwärzung kostet pauschal 7€ inklusive Meerschweinsteuer, Material und Arbeitszeit. Da ärgere ich mich nicht zuhause rum und probiere, womit mich mein Drucker heute mal nerven will...

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Magierfrank
Moderator
Benutzername: Magierfrank

Nummer des Beitrags: 1278
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Samstag, 12. Februar 2005 - 19:21 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Na dann gut drück.....oder Druck??
Gruß Frank IMR-01026 DO6NV (LOC: JO60HS)

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Arnd
Aktives Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 122
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Samstag, 12. Februar 2005 - 20:47 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Tja, Computer und deren Hardware sind kleine Monster, die nix anderes zu tun haben als ihren User zu provozieren wo sie nur können.;-)

Ich verwende für die Folien einen HP Tintenstrhaldrucker. Mit dem Brother Laserdrucker waren die Ergebnisse nicht so berauschend.

Als Layoutproggi verwende ich Sprint Layout.



Ciao

Arnd
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Bucho
Aktives Mitglied
Benutzername: Bucho

Nummer des Beitrags: 168
Registriert: 04-2004
Veröffentlicht am Sonntag, 13. Februar 2005 - 10:28 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Das hört sich ja schon ganz handfest an. Thomas, könntest Du viellecht die Aufgabe des Magnetsensors genauer erklären? Welchen Typ verwendest du? Hast du schon alles für die AVR-Programmierung zusammen? Bei Elektor gab es auch mal ne Schaltung für nen einfachen Programmieradapter. Viel Erfolg weiterhin.

Daniel
Per Aspera Ad Astra
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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 530
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Sonntag, 13. Februar 2005 - 11:58 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Daniel,

immer langsam, ein alter Mann ist kein D-Zug...

Ich stelle mal den aktuellen Stand der Schaltung hier ein, da erklärt sich das besser:

application/pdfBordelektronik
Bordelektronik.pdf (48.2 k)

Thomas, könntest Du vielleicht die Aufgabe des Magnetsensors genauer erklären?

Als Sensor kommt wie bei der Ausgangsschaltung ein "KMZ-51" von Philips (nähere Infos hier) zum Einsatz. Das ist eine Brückenschaltung aus magnetorestriktiven Widerständen, das heißt, die Brückenspannung ändert sich in Abhängigkeit von der Lage des Sensors zu den magnetischen Feldlinien - in unserem Fall dem Erdmagnetfeld. Außerdem steckt darin noch eine Kompensationsspule (die hier nicht benötigt wird) und eine Resetspule, die den Sensor (z.B. bei der ersten Inbetriebnahme) durch einen definierten Stromimpuls zurücksetzen kann.

Die Auswertung der Brückenspannung habe ich ebenfalls vom "D-Mag" übernommen: Das Signal wird verstärkt und mittels Schmitt-Trigger in ein definiertes Schaltverhalten gebracht. In Kurzform: wenn der Sensor um einen bestimmten Winkel gekippt ist, ändert sich das Signal an Pin7 des OPV sprunghaft, was dann vom Controller ausgewertet wird. Man könnte die Triggerstufe zwar auch weglassen un diese Aufgabe vom internen A/D-Wandler des Controllers übernehmen lassen - aber einerseits steckt das vierte OPV-Gatter eh' im Chip, und andererseits spart es Programmierarbeit.

Der Controller selbst wertet die Eingangssignale (Magnetsensor und Starterkennung) aus, liest den DIP-Schalter als Basis für die Timer aus und arbeitet intern ein paar Timerschleifen ab.
Wobei der Magnetsensor so empfindlich ist, daß schon die Verwendung eines eisernen Startstabes oder das Hantieren mit einem Schraubenzieher in unmittelbarer Nähe der Rakete den Sensor auslösen kann. Daher ignoriert der Controller alle Signale vom Sensor, bis er (mittels Startkontakt und Timer) der Meinung ist, daß die Rakete wirklich abgehoben hat...

Die Zündstufen arbeiten mit vorgeladenen Kondensatoren, die mittels Schalt-FETs über die Zünder entladen werden. Das Prinzip kommt in zahlreichen Bordelektroniken (z.B. TinyTimer, D-Mag) zum Einsatz, da es einerseits zuverlässig ist und andererseits auch bei nicht hochstromfähigen Batterien hohe Zündströme gewährleisten kann.

Der Anschluß für den Peilsender ist erstmal nur für den Sender von Sebastian Zettl (der Sender wird mittels Datensignal ein- und ausgeschaltet) ausgelegt. Ob das später mal in Richtung auf einen Optokoppler geändert wird, um auch andere Sender oder Elektroniken nachschalten zu können, steht noch in den Sternen - erstmal muß bis hier alles spielen wie geplant.

Hast du schon alles für die AVR-Programmierung zusammen?

BASCOM ist inzwischen auf der Platte. Als Programmieradapter kommt der Paralleladapter von http://rumil.de/hardware/avrisp.html zum Einsatz. Der Rest der Bauelemente liegt inzwischen auch hier rum.

Aber wie gesagt - ich habe absolut keinen Zeitplan. Wenn ich mal ein paar Minuten Ruhe habe, wird wieder weitergebastelt.

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 561
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Sonntag, 06. März 2005 - 14:25 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo,

es gibt hier doch wieder mal etwas Neues. Da die letzen Tage wieder mal etwas Zeit war, habe ich zumindest den AVR-Programmieradapter und einen "D-Mag" fertig. Da kann ich mich irgendwann in nächster Zeit mal an's Breadboard setzen und beginnen, mit dem Controller zu experimentieren. Gemäß der Parole "Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen - aber es verhungert nicht!" geht es also weiter, wobei ich allerdings noch nicht sagen kann, wann wirklich alles funktioniert, wie es soll.

Stichwort "D-Mag": Ich habe (übungshalber) das ursprüngliche Layout mal etwas überarbeitet. Das Teil paßt nun (jedenfalls, wenn man beim Bestücken aufpaßt) problemlos in ein 29er Körperrohr. Außerdem dürfte die Platine nun auch für Leute mit wenig Erfahrung leichter zu fertigen und zu bestücken sein, da es einerseits keine Leiterbahnen zwischen den IC-Anschlüssen mehr gibt und andererseits die Leiterbahnen etwas breiter sind. Zudem gibt es nun eine (Schottky-) Diode als Verpolschutz.

Einzelheiten dazu gibt es hier:
D-Mag v1.20 - Überblick
Schaltplan (EAGLE v4.13)
Layout (EAGLE 4.13)

Hier mal ein Bild von Version 1.10

Wieso ich dort auf die Idee gekommen bin, die LEDs an den Rand zu packen, wüßte ich selber gern... Aber das ist in der aktuellen Version korrigiert, und da obiges Teil erstmal nur als Sensor für's Breadboard zum Einsatz kommt, ist es auch nicht so tragisch.

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]
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Arnd
Aktives Mitglied
Benutzername: Arnd

Nummer des Beitrags: 151
Registriert: 08-2002
Veröffentlicht am Sonntag, 06. März 2005 - 17:53 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Hallo Thomas,

ich kanns mir denken, :-)



Ciao

Arnd
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Thsteier
Moderator
Benutzername: Thsteier

Nummer des Beitrags: 567
Registriert: 04-2003
Veröffentlicht am Montag, 07. März 2005 - 13:30 Uhr:   Beitrag editieren Beitrag löschen Schnellansicht Beitrag drucken    Beitrag verschieben (Nur für Moderatoren)

Erzähl mal!

Im Ernst - bei einer ausschließlich für 29mm-Körperrohr gedachten Platine würde die Anordnung am Rand ja theoretisch noch Sinn machen (da könnte man die LEDs abwinkeln und durch Bohrungen im Rohr nach draußen schauen lassen), aber auch das hätte so nicht geklappt, da dafür die LED-Bohrungen in der Platine hätten um 90° gedreht sein müssen. Egal - jetzt funktionierts ja.

BTW - hat schon mal jemand probiert, WAGO-Platinenklemmen zur Kontaktierung von SN0 in der Rakete zu verwenden? Das müßte doch eigentlich praktikabler sein als Lüsterklemmen: einerseits spart man sich die Fummelei mit dem Schraubenzieher und andererseits das Risiko verlorengegangener, lockerer oder abgenutzter Schrauben.

Viele Grüße,
Thomas
[DH5DS, loc.JO70DW] [IMR-02017]

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