Программируем высотомер на основе TI eZ430 Chronos

[Валера К 54]

Смотрите, какую штуку нашел. Отладочный набор в форм-факторе часов с возможностью заливки своей прошивки и програминга на микроконтроллере от Texas Instruments:

This tool features a 96 segment LCD display and provides an integrated pressure sensor and 3-axis accelerometer for motion sensitive control. The integrated wireless feature allows the Chronos to act as a central hub for nearby wireless sensors such as pedometers and heart rate monitors. The eZ430-Chronos offers temperature and battery voltage measurement and is complete with a USB-based CC1111 wireless interface to a PC.

Выглядит вот так:

Стоит датчик давления: http://www.vti.fi/en/support/obsolete_prod...essure_sensors/, датчик ориентации-ускорения, термодатчик.

И самое главное: эта штука стоит 50 (пятьдесят) долларов США. По моему, надо брать.

Ссылка на описание: http://processors.wiki.ti.com/index.php/EZ430-Chronos

[Justas 9]

Justas, что скажешь, их можно оптимизировать для скайдайва(заставить вести лог, скорость снижения и т.п.)?

Data Logger

The eZ430-Chronos can be used as a data logger. Heart rate, temperature, and altitude can be logged in user definable intervals of 1 to 255 seconds. 8kB of internal Flash memory is reserved for logging for several hours up to days, depending on the settings. The stored data can be transferred to a PC (in CSV format) and used for further analysis.

краткий ответ: да, там есть лог

И самое главное: эта штука стоит 50 (пятьдесят) долларов США. По моему, надо брать.

Если возьмеш - отпиши, пожалуйста, что, где и как.

Здесь есть описание на русском:

http://e2e.ti.com/ru/wikis/ti_/ez430-chronos.aspx

В Украине можно приобрести также на "космодроме":

http://www.kosmodrom.com.ua/product.php?pa...%CF%EE%E8%F1%EA

[Валера К 54]

Почитал много всего интересного...

Лог есть, но почему-то всего 1Hz Флеш-памяти достаточно для скайдайва.

Дальше - интересней. Друзья парапланеристы уже написали для них альтернативную прошивку для использования этого девайса как вариометра. Разрешение самого датчика очень высокое, пишут в даташите, что чуть ли не 8 см воздушного столба.

Пискля в них есть

Питается от батарейки, написано что на год в режиме высотника должно хватить.

Интересная статья, откуда я про них узнал: http://habrahabr.ru/blogs/controllers/114216/

PS: Сделал резерв в мск, стоит 2100 рублей (для не местных примерно 70 баксов в рознице). Надеюсь, моих навыков програмистских хватит, чтобы это освоить.

[Валера К 54]

Если возьмеш - отпиши, пожалуйста, что, где и как.

Отписываюсь У нас эти часы смели во всех магазинах после статьи на хабре. Но я взял из остатков за 2100 деревянных.

Итак в комплекте:

0) Сами часы (версия на 915 мегагерц). На 433 не берите, они беспонтовые - нет внешних датчиков).

1) отвертка

2) беспроводный передатчик в USB для заливки прошивки без разборки часов и считывания всяких данных/заливки настроек.

3) отладочная плата на USB (в нее втыкаем часы после разборки и отлаживаем прошивку)

Даже без всяких модификаций, похоже часы пригодны для скайдайва. Самое главное, чего не хватало в часах Sunto - это блокировка клавиш.

Здесь это есть прямо из коробки.

Экран хоть и негатив-жк, но углы обзора лучше чем в сунто, цифры довольно крупные, хоть и мельче, чем в VISO.

Из софта идет в коплекте урезанные IAR и CCS. Я начал с первого и с помощью него мне удалось покопаться в прошивке.

Самое интересное, это алгоритмы определения высоты. Я в них поковырялся, и выяснил вот что:

0) Определяется текущее давление и берется предыдущее. Высчитывается среднее (сглаживаются резкие изменения).

Формула такая: 0.2 * текущее_давление + 0.8*предыдущее давление.

1) Используется таблица стандартных высот-давлений. При внесении корректировки по высоте (для выставления 0) таблица пересчитывается.

2) Промежуточные значения аппроксимируются по неизвестному мне алгоритму с некими коэффициентами.

Подскажите плиз, где почитать про такие алгоритмы?

3) Результат пересчитывается с использованием температурной поправки.

Все это делается один раз в секунду. Проблемы скорее всего будут из-за пункта 0, т.к. показания будут отставать от реальной высоты.

С помощью IAR я смог откомпилить новую прошивку, но там возникли некоторые косяки по сравнению с уже откомпиленной. А конкретно перестали определяться отрицательные высоты. Скорее всего это связано с урезанностью IAR.

Еще остались некоторые непонятки со значиниями коррекций для датчиков. По умолчанию датчики сейчас (давление 1013 мбар, температура 24o C) показывают 1039 миллибар и температура около 40o C). Не очень понятно, как скомпенсированный датчик может давать такую погрешность, может он давление приводит к давлению на уровне моря? надо ковырять, короче.

После калибровки высоту отображают до одного метра, если опустить/поднять руку, все меняется как надо

В общем, вещь офигенная за такие деньги, буду ковырять дальше. Заодно попробую, как оно в реале со стандартной прошивкой.

[Justas 9]

Валера, а какой Ты компилятор использовал? В даташите сказано, что рекомендуемые компиляторы платные, а их бесплатные триальные версии кастрированные.

[Валера К 54]

Я тестил все это на бесплатном IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.20, там есть ограничения, но в принципе работает. Как я уже сказал, прошивка из него немного глючит (тут я не разобрался, это у меня руки кривые или компилятор. Сейчас хочу попробовать вот это:

http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2975395

А вот, кстати, и от Ti Code Composer Studio

http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=3184872

[Justas 9]

Я тестил все это на бесплатном IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.20, там есть ограничения, но в принципе работает. Как я уже сказал, прошивка из него немного глючит (тут я не разобрался, это у меня руки кривые или компилятор. Сейчас хочу попробовать вот это:

http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2975395

Отпишись, пожалуйста, о результатах - исчезнут глюки после компиляции полной версией или нет?

[Валера К 54]

Выяснил вот что:

Полные версии от неполных отличаются размером генерируемого кода. В неполных - ограничение 2/4/8 килобайт. Чтобы обойти это ограничение, TI поставляет 2 вида исходников - полные и для урезанных версий. Для урезанных версию отличаются тем, что некоторые системные функции (в основном, драйверы) уже скомпилены, и соответственно не участвуют в ограничению по размеру кода.

Если это перевести на русский, то в принципе достаточно урезанных версий.

Что касается глюков, то они были связаны с IAR Я так и не разобрался с типами там и он ну никак не хотел передавать отрицательные значения из функций.

Короче, после установки урезанной Code Composer Studio все глюки исчезли.

Что касается полных версий - я так и не нашел ничего Если припрет, есть полная версия на 30 дней, дальше или сбрасывать триал, или ставить в виртуальную машину.

==============

Еще интересная тема: Построил ради прикола в Mathcad графики вычисления высоты от давления по разным методам:

1) Приближенная формула

2) По таблице стандартной международной атмосферы

3) По алгоритму драйвера датчика давления (там тоже таблица и между точками линейная аппроксимация)

Все 3 графика почти сошлись с точностью до 10 метров на участке -300 - 10000 метров. Еще осталось понять, как на них влияет температурная поправка и внесение офсета (смезения) давления на высоте 0.

[Лелик 97]

в файле расчет зависимости давления от температуры для датчиков от TI 1.xls

лучше конечно использовать датчики давления с тепературной коррекцией,

но TI конечно сдесь сэкономила

упрощенная формула расчета высоты

k1 = 11390 - p/10;

ALT = (((745 * k1) / 256 + 46597) * k1) / 65536 - 966;

подходит для рачета высоты до 5000м, точность +/- 2м

[Валера К 54]

Судя по даташиту датчик выдает давление учитывая температуру (т.е. скомпенсированный).

спасибо за формулу

я считал и сравнивал стандартную атмосферу с такой формулой:

тут пунктирная линия - формула, синие точки - данные из таблицы драйвера, желтые - стандартная атмосфера ICAO, бирюзовые точки-тире - упрощенная формула

Но в общем то в наших делах точность в 10 метров вполне достаточна. Главное, чтобы высота обновлялась быстро (я отключил скглаживание, так что теперь выводит как есть на данный момент). Думаю, в дальнейшем можно вообще сделать на высоте чтобы округляло до 50 метров а при снижении до 10.

Осталась одна головоломка - придумать алгоритм выставления нуля, как в Viso, чтобы не руками поправку вводить перед стартом.

UPD:Обновил картинку с упрощенной формулой от Лелик. Действительно, ло 4-х км сходится с точностью до 10 м.

[_nw_ 1537]

Главное, чтобы высота обновлялась быстро (я отключил скглаживание, так что теперь выводит как есть на данный момент)

Круто а может вообще привести по реперным точкам к тому же ВИЗО?)

Осталась одна головоломка - придумать алгоритм выставления нуля, как в Viso, чтобы не руками поправку вводить перед стартом.

А я вот наоборот хочу простой цифровой высотнег/пищалку которую обнулил перед взлетом и летай хоть улетайсо в каких угодно салонах и по каким угодно графикам - ноль не уйдет)

Хочу такой девайс себе!

в магазах не осталось, где заказать напомните пжл)

[Лелик 97]

Осталась одна головоломка - придумать алгоритм выставления нуля, как в Viso, чтобы не руками поправку вводить перед стартом.

ну это очень просто.

атмосферное давление изменяется с небольшой скоростью, соответственно

программа измеряет давление за определенный промежуток времени округляет его,

и принимает за 0.

также, программа контролирует скороподъемность, и если скорость подъема

резко увеличивается, значит начинается подъем ЛА, вот значение принятое за 0

перед подъемом можно считать давлением у земли.

это конечно в общих чертах, есть еще куча ньюансов

точная формула расчета высоты, у меня получилась точность до 20см:

FLOAT pressureFactor = 1/5.255;

rawAltitude = 4433000 * (1 - pow(p/101325.0, pressureFactor))

правда урезанные компиляторы не имеют математических библиотек, и могут не компилить

формулы с плавающей точкой

[Валера К 54]

точная формула расчета высоты, у меня получилась точность до 20см:

FLOAT pressureFactor = 1/5.255;

rawAltitude = 4433000 * (1 - pow(p/101325.0, pressureFactor))

У меня есть формула такого-же типа (на картинке слева вверху). Тут вопрос не в плавающей точке (она точно есть), а в возведении в произвольную степень. Я так понимаю, в микроконтроллерах ввиду иеньшей производительности и объема памяти такие вещи стараются заменять уже вычисленными значениями (таблицей) с аппроксимацией линейной между точками. Хотя тут 16 мегагерц, может и будет приемлемая производительность, я в этом не спец.

Насчет нуля... как обычно дьявол в нюансах... Я могу запоминать несколько последних значений давления и потом вносить коррекцию, но самолет тоже может лететь на одной высоте по давлению достаточно долго. Поэтому нужно делать какие-то флаги и таймауты... Т.е. пока на земле - давление плавно меняется, выставляем 0. Как начался резкий набор, выставляем флаг - типа в полете и лочим коррекцию. Как спустились до высоты <300 метров, сбрасываем флаг. Как-то так.

А я вот наоборот хочу простой цифровой высотнег/пищалку которую обнулил перед взлетом и летай хоть улетайсо в каких угодно салонах и по каким угодно графикам - ноль не уйдет)

Тогда почти ничего не нужно делать, все есть из коробки.

Я только сейчас увеличил таймаут режима высотомера до 8 часов (он стоял на 1 час, потом спячка и на экране -----) и убрал сглаживание высоты (чтобы не было запаздывания показаний.

[Лелик 97]

Насчет нуля... как обычно дьявол в нюансах... Я могу запоминать несколько последних значений давления и потом вносить коррекцию, но самолет тоже может лететь на одной высоте по давлению достаточно долго. Поэтому нужно делать какие-то флаги и таймауты... Т.е. пока на земле - давление плавно меняется, выставляем 0. Как начался резкий набор, выставляем флаг - типа в полете и лочим коррекцию. Как спустились до высоты <300 метров, сбрасываем флаг. Как-то так.

ньюансов много) я алгоритм не один месяц вылизывал)

для экпериментов нужна вакуумная камера

[Povar 243]

для экпериментов нужна вакуумная камера

Компрессор для аквариума и трехлитровая банка с засунутым внутрь нептуном в качестве эталонного измерителя

Заказал себе дивайс. С удовольствием поучаствую в проекте - опыт программирования по железу есть. Ну был, по крайней мере, лет 10 назад

[Povar 243]

Хочу такой девайс себе!

в магазах не осталось, где заказать напомните пжл)

Я тут заказал, вроде есть ещё пока:

http://www.terraelectronica.ru/catalog.php...e=2&PageS=1

[Вернер 68]

Сами часы (версия на 915 мегагерц). На 433 не берите, они беспонтовые - нет внешних датчиков).

Европейская версия на 868 мегагерц по датчикам идентичная американской на 915?

[Валера К 54]

Европейская версия на 868 мегагерц по датчикам идентичная американской на 915?

В вики написано, что да. Причем не только по датчикам, а и вообще. Отличается только резистором настроечным, я так понял.

Я тут заказал, вроде есть ещё пока:

http://www.terraelectronica...

Передавайте привет Аннне, они там вешаются уже Хабраэффект в действии ))

2Justas

Урезанная версия CCS от Ti вполне функциональная. Уже откомпиленные драйверы можно включить в проект и менять как захочется. Версия работает до 4 килобайт кода, у меня сейчас с измененным драйвером прошивка занимает 2990 кб. Т.е. запас большой. Все глюки были от IAR, там ограничение почему-то всего 2к и вообще у меня сложилось впечатление, что он кривой какой-то. Т.е. даже стандартная прошивка без ошибок не собирается.

[Justas 9]

2Justas

Урезанная версия CCS от Ti вполне функциональная. Уже откомпиленные драйверы можно включить в проект и менять как захочется. Версия работает до 4 килобайт кода, у меня сейчас с измененным драйвером прошивка занимает 2990 кб. Т.е. запас большой. Все глюки были от IAR, там ограничение почему-то всего 2к и вообще у меня сложилось впечатление, что он кривой какой-то. Т.е. даже стандартная прошивка без ошибок не собирается.

огромное спасиБо за ответ!

в ближайшее время постараюсь уточнить у моего учителя насчет альтернативных компиляторов для TI. Он со многими камнями дело имел. Если чо - тоже поделюсь.

[wami 0]

Интересная тема, вроде нормальный высотник можно смострячить

нашел, что часы эти можно купить у самих TI за 50$ с доставкой. Попробую заказать.

https://estore.ti.com/eZ430-Chronos-868-eZ4...Tool-P1735.aspx

PS может есть смысл ez430 вынести в отдельную тему?

[Валера К 54]

Вопрос есть к общественности из разряда психологии и восприятия.

Имеем экран с 4-мя большими цифрами сверху и запятой посередине, выглядит так: "88,54".

Вопрос такой: как лучше и нужно ли округлять и отображать цифры?

Варианты для размышлений:

отображаем высоту как есть без всяких округлений: 8854 метра

на высоте больше километра отображаем с заменой последних цифр нулями: 8800, 8900 и т.д. метров

нули не выводим, делаем как в визо: 8,8 (ниже километра 0,84)

Не буду говорить, какой мне нравится вариант пока

[Grisha 370]

делаем как в визо: 8,8

+

ниже километра как есть без всяких округлений

[wami 0]

IMHO до километра округляем до ста метров (3900, 3800), ниже без округления

А еще лучше, (если исходники будут открытыми) реализавать все варианты, и выбирать их при компиляции.

Ну а если в часы влезет сразу несколько вариантов (IMHO должно влезть, ибо кода там не много выйдет), то лучше чтоб была возможность выбирать по долгому нажатию какой-нибудь кнопки.

может есть смысл присоединиться к этому проекту https://github.com/poelzi/OpenChronos/

[_nw_ 1537]

Я бы не изменял никак - чай не для хомячков, а для себя девайс делаешь))

Дмаю сможешь основную инфу с высотника считать даже при беглом взгляде... и "лишние" цыфры не помешают, а нужные больше (яснее видимы) все равно не станут

[wami 0]

3 поста 3 мнения ))

еще в список пожеланий, ниже километра в нижней строке вариометр

как придут мои часики, присоединюсь к разработке