lunedì, aprile 04, 2011

Telemetria con UniLog

Una caratteristica molto interessante di UniLog sta nella possibilità di usare i canali telemetrici dei sistemi a 2,4 GHz di Jeti e Multiplex per trasmettere a terra i dati raccolti in tempo reale. Tuttavia io, come utilizzatore dei sistemi radio Futaba, non posso al momento sfruttare questa possibilità che sarebbe per molti versi utile (e come è noto non ci sono dichiarazioni ufficiali di Futaba in questo senso, e meno che mai si sa se Stefan Merz potrà supportare anche questo sistema telemetrico quando anche uscisse).
Se si cerca su Internet si trovano comunque alcuni ingegnosi progetti per aggiungere la telemetria in tempo reale all'UniLog senza ricorrere a Jeti o MPX, ed è stata questa la strada che ho intrapreso alcune settimane or sono.
Un sistema telemetrico deve prevedere due sotto-sistemi elementari: un sotto-sistema di comunicazione dati da bordo a terra, che nel nostro caso deve necessariamente essere in radiofrequenza, e un sotto-sistema di "interfaccia utente" necessario per rendere accessibili le informazioni ricevute dalla stazione di terra del sistema di comunicazione. I sistemi Jeti e MPX usano per la comunicazione il canale di ritorno dei loro sistemi 2,4 GHz full-duplex, e come interfaccia utente impiegano nel caso di MPX il display del radiocomando, e un display esterno collegato al modulo TX 2,4 GHz per Jeti (la "Jeti Box"). Siccome nel mio caso non potevo usare le caratteristiche del sistema radio usato per il radiocomando, avevo bisogno di realizzare sia il sistema di comunicazione radio sia un dispositivo di interfaccia utente.
La chiave per affrontare i due problemi sta nel sapere che UniLog invia in continuazione un flusso seriale di dati sulla porta COM. Questa è una caratteristica di UniLog che viene sfruttata dall'UniDisplay per visualizzare in tempo reale i dati raccolti. Se sostituiamo il cavo usato per la porta COM (formato da 4 fili: terra, alimentazione, tx e rx) con una trasmissione radio, abbiamo ottenuto la telemetria completa di canale di comunicazione e interfaccia utente di visualizzazione!
Naturalmente le cose nono sono esattamente così semplici: bisogna che la trasmissione sia bidirezionale e mantenga la velocità e il protocollo di comunicazione seriale usato tra UniLog e UniDisplay, bisogna che i livelli di tensione corrispondenti ai livelli logici siano compatibili, e bisogna anche fornire una fonte di alimentazione autonoma all'unità di terra (perché non siamo Nikola Tesla e non sappiamo come trasmettere a distanza la corrente elettrica necessaria a far funzionare UniDisplay, che normalmente viaggia sul cavo COM). Per fortuna però ho scoperto che un modellista svizzero che opera presso il Politecnico Federale di Zurigo, Wolfgang Korosec, si era già preso la briga di fare alcuni test, trovando che esiste un modo semplice per realizzare il sistema di comunicazione. Wolfgang ha realizzato un collegamento radio a 2,4 GHz con la tecnologia Bluetooth, che è soprattutto nota per collegamenti a breve distanza sui telefoni cellulari, ma che in realtà è disponibile anche in classe di potenza 1, con una potenza irraggiata di circa 70 mW e una portata dell'ordine di grandezza di 1 km più che sufficiente per i nostri scopi. Wolfgang ha usato due moduli della svedese Free2Move, che realizzano il link radio simulando una porta seriale secondo il profilo SPP dello standard Bluetooth. I moduli Free2Move sono compatibili con le necessità di UniLog sia come velocità sia come livelli di tensione, e devono semplicemente essere programmati (con una apposita utility e un convertitore USB-seriale) per iniziare a "parlarsi" trasmettendo in modo trasparente e modalità full-duplex tutti i dati che si presentano sulle loro porte seriali.
Per imitare Wolfgang ho ordinato immediatamente due moduli (è poi stato necessario ordinarne un terzo perché il primo non ha gradito l'incontro con il saldatore), li ho adattati saldando due connettori pin-header alle porte seriali, e li ho collegati uno alla porta COM dell'UniLog, l'altro a un convertitore USB-seriale collegato al PC che forniva anche l'alimentazione (rigorosamente solo 3,3 V). Quando ho acceso l'UniLog e avviato LogView dicendogli che avevo un UniLog collegato alla porta del convertitore USB-Seriale, e l'UniLog ha iniziato a rispondere anche se non c'era più alcun cavo di collegamento, beh... è stata davvero una grande soddisfazione.
Nei giorni successivi ho fatto molte prove in aria, dotando la "tartaruga" di una lunga antenna necessaria a portare la parte attiva dell'antenna a 2,4 GHz il più possibile lontano dallo schermo dicarbonio dell'ala, e con mia sorpresa ho scoperto che ottenevo le migliori prestazioni (link stabile fino ad almeno 600 metri!) se usavo come ricevitore attaccato al PC una semplice (e vissuta) chiavetta Bluetooth in classe 1. Ho così destinato il modulo Free2Move "di terra" ad un'altra applicazione, collegandovi l'UniDisplay e due semplici batterie AA da 1,5 V, ottenendo così un display "palmare" per tutti i dati telemetrici raccolti dall'UniLog.
Rispetto ai sistemi MPX e Jeti questa soluzione mi offre l'importante possibilità di ricevere i dati direttamente su PC nell'applicazione LogView, in modo che un aiutante può analizzare in tempo reale i dati trasmessi e dare indicazioni utili al setup con grande risparmio di tempo rispetto alla normale routine lancia-registra-scendi-scarica-analizza. La trasmissione riguarda tutte le informazioni raccolte, quindi sia quella barometriche da aliante puro sia le misure elettriche utili per la messa a punto Autonomy/F5J, il che rende potenzialmente molto utile questo marchingegno.


5 commenti:

Anonimo ha detto...

GE NIA LE!

Anonimo ha detto...

Veramente fantastico!

Gian Marco

Anonimo ha detto...

Fra, a volte mi fai paura!!! Sei un mostro, davvero complimenti!!!

Maurizio C.

Anonimo ha detto...

Frank, ti ammiro molto!!!

Francesco Pampanoni aka "Pampa"

Max ha detto...

Eccellente! Adesso che abbiamo i tanto agognati dati, bisogna capirli...