PPM Expander + KDS K7X = 12CH

- SPIS TREŚCI:
- Wstęp
- PPM
- PCM
- Co w takim razie wykonuje PPM Expander ?
- PPM Expander.
- Elektronika
- Oprogramowanie
- Upgrade KDS K7X.
- Źródła - literatura.
1. Wstęp.
Zwiększenie liczby kanałów wykonamy za pomocą modułu PPM Expander projektu Kolegi Miś z forum www.rc-fpv.pl
Trochę teorii.......
Każda aparatura posiada tzw. koder czyli moduł elektroniczny kodera, który zamienia sygnały elektryczne odpowiadajce położeniom przełączników i drążków aparatury w jeden sygnał przesyłany następnie do odbiornika za pomocą modułu radiowego. Większość prostych aparatur posiada kodery z wyjściem analogowym generując na wyjściu sygnał PPM (opis poniżej). Bardziej zaawansowane nadajniki (Futaba, Spectrum itp.) umożliwiają kodowanie PCM (opis poniżej), jednak każdy z producentów używa własnego standardu. Dla tego nadajniki/odbiorniki PCM jednej firmy niekoniecznie będą potrafiły komunikować się z nadajnikiem/odbiornikiem innej firmy. Problemy mogą wystąpić również w przypadku zmiany modelu nadajnika/odbiornika tego samego producenta.
PPM - pulse position modulation
Analogowy prosty i skuteczny system kodowania. W systemie PPM tworzona jest Ramka - Pakiet, skłądający się z szeregowo wysyłanej, zakodowanej informacji proporcjonalnej (np. wychylenie drążka, lub pozycja przełącznika) w postaci impulsów o zmiennej szerokości dla każdego z kanałów pokolei. Ramki- pakiet są przedzielone przerwami o stałym czasie trwania. Czas trwania impulsu i przerwy wynosi łącznie standardowo od 1ms do 2ms, przy czym na odstęp przypada ok. 0,5ms. Jest to więc ciąg zwykle 7 lub 9-ciu impulsów o zmiennej długości i stałych odstępach. Ponieważ czas trwania każdego z impulsów może się zmieniać (2-krotnie), czas trwania całej "paczki" informacyjnej jest równie zmienny. Paczki są wysyłane z czstotliwością 20-50Hz.
Aktualnie nie stosuje się PPM przesyłanego radiowo (tak było za czasów torów 35MHz), a tylko jako medium transmisyjne pomiędzy koderem w aparaturze a modułem RF. PPM jest uniwersalny i taki sam w każdej aparaturze, a więc taki tor radiowy (jak np. eleres) może współpracować z każdą aparaturą. Wewnątrz eleresa PPM jest dekodowany na dane kanałów, po czym są one transmitowane przez radio w formacie PCM zrozumiałym tylko dla innego eleresa - każdy producent linku RC ma własny format PCM i tak też jest w eleresie - ma swój protokół danych. Odbiornik dekoduje sygnał i wysyła jako PWM dla serw, lub spowrotem koduje do PPM aby jednym kabelkiem wysyłać wszystkie kanały do np. FC KFC32 w multirotorze.
Poniżej rysunek poglądowy z ramką PPM aparatury KDS K7X 6 kanałowej.
PCM - pulse code modulation
PCM - Modulacja impulsowo-kodowa, a więc cyfrowa. Sygnał każdego kanału zamieniany jest w słowo cyfrowe i w tej postaci wysyłany jest do odbiornika. Współpracujący odbiornik musi "rozumieć" kod używany przez nadajnik. Dlatego należy stosować dedykowane odbiorniki producenta nadajnika. W modulacji PCM można łatwo przenieść dodatkowe informacje, jak np. bity parzystości i słowa kontrolne umożliwiajce odrzucenie przez odbiornik zakłóconej informacji. Można też wysyłać do odbiornika rozkazy sterujące specjalne, służące do programowania funkcji specjalnych, np. zachowania odbiornika w obecności zakłóceń uniemożliwiajcych poprawny odbiór.
Co w takim razie wykonuje PPM Expander ?
Expander odczytuje z wejścia PPM IN sygnał PPM, dekoduje ramkę i zapamiętuje czas trwania impulsu dla każdego z kanałów (Ch1,Ch2,.....Ch-n). Jak już wiemy czas trwania impulus odpowiada wartosci proporcjonalnej np. wychylenia drążka na danym kanale. Następnie w zależnosci od konfiguracji może:
- zmieniać kolejność kanałów
- odczytać wartości proporcjonalne z wejść dla dodatkowych kanałów w expanderze .
W kolejnym etapie tworzy ramkę PPM składającą się z:
- zapamiętanych danych wejściowych z PPM IN dla każdego kanału
- odczytanych nastaw proporcjonalnych dla dodatkowych kanałów obsługiwanych z wejść expandera
- umieszcza dane w/w w odpowiedniej kolejności, przypisując każdemu kanałowi czas trwania impulsu odpowiadający jegow artości proporcjonalnej
i wysyła ramkę do nadajnika... :)
Ramka PPM po dodaniu Expandera PPM. Za jego pomocą dodano dwa kanały ch7 i ch8 obsługujące AUX3 i AUX4 w komputerze wielowirnikowca KFC32 Marbalon.
2. PPM Expander..
Elektronika
PPM Expander potrafi do sygnału PPM'a pobranego z 4, 6 czy 8 kanałowej aparatury dołożyć dodatkowe kanały (do 12) i taki 12 kanałowy PPM podać dalej do dowolnego nadajnika radiowego RC (LRS'a Thomasa, Dragon Link'a, ChainLink'a, eLeReS'a) potrafiącego przenieść do 12 kanałów w PPM.
Kanały 7ch do 12ch obsługujemy za pomocą dodatkowych przełączników lub potencjometrów podpiętych do jednego z 6 wejść analogowych Expandera PPM, który odczytuje stan wejścia a następnie wpisuje go w sygnał PPM. Ponadto mamy możliwość dowolnego zmieniania kolejności kanałów, czyli np. kanały 1 i 3 - możemy zamienić miejscami. Wtedy w odbiorniku sygnał z kanału 1 odczytywany będzie na złączu knału 3, a sygnał kanału 3 odbierzemy na wyjściu kanału 1. Funkcja ta jest przydatna np. podczas konieczności zmiany kolejności kanałów na odbiorniku podpinanym do multiwii itp. Układ może być zasilany z wejścia lub wyjścia PPM (5-15V).
Funkcje PPM Expander:
- DWA wejścia PPM (3 piny) - jedno na PPM z aparatury, drugie na PPM z HeadTrackera
- Jedno wyjście PPM (3 piny)
- 6 wejść analogowych - na przełączniki bądź potencjometry - 1000 poziomów rozdzielczości. Możliwość podłączenia przełączników 2 lub 3 pozycyjnych bądź potencjometrów.
- DWA wejścia cyfrowe włącz/wyłącz - na przełącznik dual rate i wybór banku konfiguracji.
- Port RS232 TTL do konfiguracji oraz zmiany oprogramowania. Wymagany konwerter USB taki jak do konfiguracji copterów lub OSD Remzibiego.
- Zasilanie 5-15V / 15mA - ze złącza PPM in bądź z PPM out.
- Dioda LED sygnalizująca prawidłową pracę.
- Stały czas ramki PPM zależny od wybranej ilości kanałów wyjściowych - od 20 do 28ms
- Sprzętowe filtry na wejściach - odporność na zakłócenia W.CZ.
- Przelotowe wyjście zasilania z PPM In na PPM Out, lub na odwrót.
- Możliwość zabudowania wewnątrz aparatury i podłączenia do istniejących w aparaturze przełączników bądź potencjometrów.
Tak wygląda moduł PPM Expandera.
Oprogramowanie
Najnowsza wersja oprogramowania dostępna jest na forum www.rc-fpv.pl, poniżej wersja 1.02 http://www.fpvdrones.pl/galerie/PPM-Expander/PPM_Station_v1_02.zip
Aktualne oprogramowanie wewnętrzne umożliwia:
- Generowanie od 4 do 12 kanałów wyjściowych PPM.
- Przyjmowanie od 4 do 12 kanałów PPM na wejściu aparatury.
- Przyjmowanie od 2 do 8 kanałów PPM na wejściu HT.
- Dokładanie lub przeplatanie od 0 do 6 kanałów wewnętrznych - analogowych
- Dokładanie lub przeplatanie od 0 do 8 kanałów z HeadTrackera.
- Jeśli nie ma podłączonego HT kanały wybrane do współpracy z HT mogą być automatycznie remapowane dowolnymi innymi kanałami.
- Możliwość pracy bez sygnału wejściowego (jako samodzielny modulator PPM z max 6 wejściami).
- Dowolna konfiguracja kanałów - można kanały wyjściowe dowolnie poukładać, nie koniecznie po kolei.
- Regulacja endpointów dla każdego z kanałów wewnętrznych
- Regulacja subtrim'ów dla każdego z kanałów wewnętrznych
- Regulacja zakresu i punktu zerowego sygnału z potencjometru dla każdego z kanałów wewnętrznych
- Możliwość zaprogramowania dual rate dla dowolnych kanałów wewnętrznych (jeden przełącznik załączający dual rate dla wybranych w konfiguracji kanałów).
- Programowane rewersy dla wybranych kanałów wewnętrznych.
- Możliwość spowolnienia pracy wybranych kanałów - przydatne przy powolnym wysuwaniu podwozia sterowanym z przełącznika ect. Możliwa jest regulacja prędkości pracy serw na spowolnionych kanałach.
- Dwa zestawy ustawień wybierane przełącznikiem.
- Łatwa aktualizacja oprogramowania z poziomu PC kablem USB.
- Milion innych opcji które jeszcze mi nie wpadły do głowy :-)
Poniżej zrzuty ekranu Aplikacji z opisami funkcji.
3. Upgrade KDS K7X..
W aparaturze KDS K7X trb pracy PPM wybieramy podczas uruchamiania aparatury: wciskamy klwaisze INC+DEC i równocześnie włączamy zasilanie.
4. Źródła - literatura..
- Miś z forum www.rc-fpv.pl
- Wikipedia
- Marcin Szczygieł PRACA DYPLOMOWA INYNIERSKA pt. Mikroprocesorowy dwukierunkowy regulator silnika elektrycznego, POLITECHNIKA KOSZALISKA 2005