Wątek: Następca Mjoy (Założenia konstrukcyjne)

[damos]

Czy dobrze rozumiem, że ten uP programuje się bezpośrednio przez USB ? To rozwiązuje wiele problemów.

Tak. Atmega32U4 fabrycznie jest zaopatrzony w tzw. "bootloader" i po wciśnięciu resetu (lub w innych uC: reset + dodatkowy pin HWB) przełącza się w tryb programowania i można go zaprogramować via USB używając programu dostarczonego przez producenta. Przejść w tryb programowania można też czystko "software'owo po stronie kontrolera - np. twój soft dostaje po USB polecenie (np. przez HID Contorl Report) i wywołuje kod bootloadera, lub ustawia odpowiednią flagę i wywołuje RESET. Możesz też do własnego programu dołączyć funkcjonalność pobrania i zapisania nowej wersji firmware'u.

Co do wszystko-funkcyjnych układów, to moje zdanie jest takie, że układy powinny być minimum dwa. Jeden kontrolerów lotu, drugi - reszty kokpitu. Mimo wszystko ludzi budujących dodatkowe panele nie ma wielu.

W pełni się z Tobą zgadzam.

Przede wszystkim komunikacja jednostronna, chociaż przy jednym z projektów przydałaby mi się drobna dwustronna - aby obsłużyć układ sterujący siłą na drążku (według prędkości i przyspieszeń) oraz "wibrę" (według informacji o przeciągnięciu).

HID - jest od tego standard, który definiuje zasady wymiany informacji o FF. Wtedy urządzenie będzie działać na każdym kompie z każdą grą.

kilka hintów, z tego, co mam pod ręką:
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/HID1_11.pdf
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/Hut1_12.pdf
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/pid1_01.pdf
http://www.usb.org/developers/devclass_docs/pdcv10.pdf
http://www.microsoft.com/whdc/archive/hidgame.mspx
http://download.microsoft.com/download/1/6/1/161ba512-40e2-4cc9-843a-923143f3456c/translate.pdf
http://www.usb.org/developers/hidpage/dt2_4.zip
http://www.usb.org/developers/hidpage/question/
Jednak, niestety braki/niejasności w dokumentacji prowadzą to takich paradoksów:

The problem with some joysticks is the way buttons are assigned and the special meaning certain buttons have. Basically every device has one button number which is the first button assigned and this has a special meaning in identifying the class of device. So the first button for joysticks is BTN_JOYSTICK, the first one for a gamepad BTN_GAMEPAD and BTN_DIGI is the first one for tablets. Any further buttons get a number of the first button + x. Unfortunately the number range is limited and nobody thought of devices with 40 buttons. So those end up with buttons that would normally stand for a completely different class of device.
And then (having BTN_DIGI defined) it is not considered a joystick because that would be a tablet and did cause tablets to come up as non functional joysticks.

W przypadku PIC'ów polecam też ten wątek:
http://www.microchip.com/forums/tm.aspx?m=476706&mpage=1&key=&#479147

No to masz materiał na ładnych kilka tygodni

[Sundowner]

Poczytałem o tym ATmega32U4 i wygląda bardzo interesująco. Zamówiłem kilka sampli... ciekawe czy tym razem przyślą. Microchip i Maxim ślą sample w prawie hurtowych ilościach Atmel i Allegro za Chiny ludowe nawet jednej kości do tej pory nie chciały.


Dzięki za materiały, zaraz je przejże.

[damos]

Sample
Ja na nie nie liczyłem - tam kupowałem http://www.seguro.pl/sklep/?zobacz=5127&producent=
Natomiast resztę części tu: http://www.maritex.com.pl/pl/shop/index/ggid/8661 4 PLN za 100 szt kondensatorów, 1,25 PLN za 100 szt. rezystorów 
Rzuć jeszcze okiem na to: http://www.seguro.pl/sklep/?zobacz=4841&producent=
80 DMIPS, zewnętrzny zegar na poziomie nie wymagającym zaawansowanego PCB (12 MHz ?) a wewnętrzny PLL do 60 MHz, 44 porty IO.
IMO Atmega32U4 świetnie nadaje się na USBJoya a AT32UC3B na coś większego.

[Sundowner]

A rozglądałeś się za przetwornikami ADC ? MAX11046 wygląda interesująco - 16bit, 8 równoległych kanałów, tylko kosztuje 5x tyle co ten uP Ale można zamówić sample - po tygodniu - dwóch są dostarczane.

[damos]

patrzyłem na to:
http://www.seguro.pl/sklep/?zobacz=5084&producent=
W jednej kości 50 portów I/O (z matrycą diodową daje to 625 przycisków )
Do tego 16 12-bitowych przetworników samplujących 2 Msps. Przy takiej prędkości można zrobić oversampling dla zwiększenie rozdzielczości. Całość umieszczona w osobnym układzie i połączona przez I2C nie wymaga od głównego procka obsługującego USB przechodzenia w trakcie próbkowania w tryb "uśpienia" dla zmniejszenia szumów ADC. Do tego dwa przetworniki DAC (!).  Jest też tańsza wersja - za 15 PLN mająca bardziej przyjazną obudowę (TQFP44) i mniej portów I/O - 34 zamiast 50 i 12 kanałów ADC. Reszta ta sama. Samodzielny, pojedynczy przetwornik 12-bit kosztuje podobnie (tyle, że jest szybszy).

Za bardziej precyzyjnymi nie rozglądałem się...

edit:
MAX11046 wygląda bardzo interesująco, super-niskie szumy i równoległy sampling...

[yano]

Powoli rozplanowuję sobie budowę drążka na tensometrach. W chwili obecnej będzie to wersja dostosowana do Mjoya (wpinana zamiast potków).
Mam w związku z tym kilka pytań do "wszechwiedzących"
   Jakie siły są przykładane przez pilota na sidestick z f16 (coś mi mówi że pewnie w granicach do 5 - 7 kg, ale warto by mieć szczegółowe dane)
   Jaką rozdzielczość ma mjoy na osi.
W założeniach projektu* przyjąłem sobie nacisk na drążek do 5 kg, przy czym wydaje się że dokładność pomiaru nacisku do 1g będzie granicą tego co ludzka ręka może uzyskać.

Ostatni raz parałem się jelektroniką 25 lat temu, a i to tylko miganie żarówką  (LEDów wtedy jeszcze nie znano) i takie tam zabawki, więc prace posuwają się opornie. Na szczęście rozwój jaki od tamtego czasu nastąpił spowodował powstanie wielu dziwnych symulatorów układów, dzięki czemu łatwiej się wiedzę przyswaja.
Chociaż wydaje mi się że teraz jest o wiele łatwiej. Bierze się magiczną czarną kostkę, podpina pod nią mostek pomiarowy z tensometrów do tego dowolne zasilanie i już się ma na wyjściu 0 - 5 V niczym się nie przejmując. Jakbym miał to lutować z części o jakich pamiętam że kiedyś były na topie, to nie dość że pewnie bym się wyłożył już przy samym zasilaczu wzmacniacza, to dodatkowo miało by to wielkość telewizora "Rubin"

*dumnie brzmi

[Sundowner]

Jakie siły są przykładane przez pilota na sidestick z f16 (coś mi mówi że pewnie w granicach do 5 - 7 kg, ale warto by mieć szczegółowe dane)

Nie pamiętam już danych dotyczących sił na drążku w F-16, ale przy innych maszynach z klasycznym drążkiem i układem zwrotnym jest między 1, a 2 funty na każde 7° wychylenia, a maksymalne wychylenie jest w granicach 16-18°

Jaką rozdzielczość ma mjoy na osi.

1024 punkty pomiarowe (10 bit) ale... tylko jeżeli wykorzystasz pełen przedział 0 do 5V podawane na port przetwornika analogowego. Im mniejszy zakres wykorzystasz, tym gorsza będzie dokładność.

W założeniach projektu* przyjąłem sobie nacisk na drążek do 5 kg, przy czym wydaje się że dokładność pomiaru nacisku do 1g będzie granicą tego co ludzka ręka może uzyskać.

Zdziwiłbyś się Weź elektroniczną wagę kuchenną i pobaw się nią naciskając ręką i zobacz jakie najmniejsze zmiany jesteś w stanie świadomie wprowadzać

[yano]

Zdziwiłbyś się Weź elektroniczną wagę kuchenną i pobaw się nią naciskając ręką i zobacz jakie najmniejsze zmiany jesteś w stanie świadomie wprowadzać

No przecież od tygodnia w każdym sklepie się wagą bawię. Fakt że te wagi najczęściej są właśnie do 1g, ale trzeba się nieźle natrudzić aby utrzymać stabilny nacisk 1g. Jeżeli chodziło Ci o to że to za dużo, to przecież zapas nikomu nie zaszkodzi. Jeżeli za mało to też nie problem o ile jakieś ustrojstwo wyciągnie z mojego zakresu napięcia większą rozdzielczość. Jak widać mjoy do tego będzie troszkę słaby... potrzeba mi minimum 12 bitów a 14 i więcej byłoby ideałem.
Tak czy siak nie znam się na tych małych czarnych diabelskich kostkach, więc ktoś inny musi pokombinować jak to zmajstrować, aby moje 0 - 5 V przerobić na precyzyjną oś.

tylko jeżeli wykorzystasz pełen przedział 0 do 5V

Właśnie w tym przedziale będzie działać. przy czym od zera do kilka miliV będzie obcięte na zero, co by przy epilepsji dało się grać.

Nie pamiętam już danych dotyczących sił na drążku w F-16, ale przy innych maszynach z klasycznym drążkiem i układem zwrotnym jest między 1, a 2 funty na każde 7° wychylenia, a maksymalne wychylenie jest w granicach 16-18°

To jakieś 3 kg przy maksymalnym zakresie. No nic, zacznę od nieruchomego (niewychylnego) aby potestować sam układ. Co do wychyleń mam kilka pomysłów,  ale tu wchodzi w grę mechanika, której domowym zestawem pilnika, piłki do metalu i płaskoszczypów uniwersalnych nijak nie obsłużę.
Przy okazji - czy ktoś zna w Warszawie jakieś miejsce z dostępem do frezarki? Tylko nie takie gdzie trzeba tysiące sztuk na raz zamawiać.

[vito_zm]

Jak widać mjoy do tego będzie troszkę słaby... potrzeba mi minimum 12 bitów a 14 i więcej byłoby ideałem

Można rozpocząć testy od MJoya.Później przejść na precyzyjny przetwornik 16 bitowy a/c.Z tym jest związanych parę problemów,które można pokonać.Jeśli projekt będzie na etapie modelu pracującego z np.MJoyem to można pomyśleć o dokładniejszym przetworniku.Trzeba mieć świadomość o jakich napięciach myślimy.Dla przetwornika 12 bitowego przy zakresie 0-5V musimy kodować napięcia rzędu pojedynczych mV.

[yano]

Można rozpocząć testy od MJoya

Moim szatańskim planem było złożyć całość do kupy na mierniku, a potem podesłać Ci do testów na mjoyu  , jako że sam takiego ustrojstwa nie posiadam i jeżeli ktoś go dla mnie nie zrobi to raczej nie będę posiadał.

Dla przetwornika 12 bitowego przy zakresie 0-5V musimy kodować napięcia rzędu pojedynczych mV.

Mogę podać na wyjściu ze wzmacniacza prawie dowolne napięcie, ograniczeniem będzie ADC i jego możliwości w tym zakresie (no i cena końcowa), nie wiem na co sobie można w mjoyu pozwolić.
Planowałem zrobić do testów coś na kształt potka elektronicznego sterowanego mostkiem tensometrycznym, aby po prostu wpiąć to w mjoya zamiast potka.

[vito_zm]

Rozmawiałem dzisiaj z kolegą,który ma praktykę w układach analogowych.Projektował między innymi kodeki dla stereo na bazie przetworników 16 bitowych z tym,że wykorzystywał tylko 14 bitów.Zwrócił mi uwagę na fakt,że można wykorzystać przetwornik 10 bit w uP,ale stosując kompresję sygnału wejściowego,która polega na tym,że wzmacniamy sygnały o małym poziomie.Charakterystyka wzmacniacza jest podobna do logarytmicznej.Daje to lepszy stosunek sygnał szum kwantyzacyjny.
W naszym przypadku jeśli założymy,że kodujemy sygnały od 1g do np.3kg to potrzeba rzeczywiście 12 bitów.
Mam pytanie do Sundownera,jaki wpływ na działanie sticka miałoby nieliniowe kodowanie sygnału wejściowego.Kolega zwrócił uwagę na fakt,że w samochodach przy małej prędkości mamy działanie wspomagania inne niż przy dużej prędkości.
Jeszcze jedna uwaga,czy można założyć,że w sterowaniu samolotem działamy głównie w zakresie mniejszych sił a maximum występuje w wyjątkowych sytuacjach?
Co do testów to nie ma problemu,ostatnio testowałem kartę SimOUT i testy wyszły pozytywnie.Mogę także pożyczyć Tobie MJoya do testów.

[Sundowner]

Stosunek wychylenia sterów do odchylenia drążka sterowego jest praktycznie zawsze charakterystyką liniową - reakcja samego samolotu na wychylenie sterów już oczywiście nie. Ale nic nie stoi na przeszkodzie by joystick pracował nieliniowo - przy niektórych mało dokładnych kontrolerach, jest to wręcz wskazane, zważywszy, że potrzebujemy wysokiej precyzji w centrum. Stąd np zmieniamy charakterystyki na  kwadratową lub inną pokraczną w takim Il2, czy LockOn. W Joypadach też mamy z tym do czynienia, bo inaczej nie dałoby się z nimi żyć.


Zmiana siły na samych sterach ma miejsce w maszynach kierowanych klasycznie przez cięgna i popychacze - wraz ze wzrostem prędkości - więc i sił na lotkach. Nie ma tego w maszynach posiadających proste wspomaganie hydrauliczne - np. Bell JetRanger, oraz bardziej skomplikowanym hydraulicznym z układem zwrotnym. Jednakże na myśliwcach odrzutowych stosuje się zmiany sił mimo wspomagania hydraulicznego - nie tylko zależnie od prędkości, ale przede wszystkim od przeciążenia - albo poprzez przeciwwagę (F-8 Crusader), albo przez zmianę przełożenia siły z klasycznych sprężyn na drążek (zmiana długości ramienia).
Problem jest taki, że żaden z tych układów nie powoduje nieliniowej zmiany sił niezależnie od warunków lotu. Stojąc na rampie przez cały zakres ruchów sterów - siły będą liniowe w każdej z tych maszyn.

[EGHI]

Jak widać mjoy do tego będzie troszkę słaby... potrzeba mi minimum 12 bitów a 14 i więcej byłoby ideałem.

Mam coś takiego:
http://www.leobodnar.com/products/BU0836A/
Poniżej strony są też sensory Halla. Mogę tą kartę udostępnić do testów.

[yano]

Na razie szukam dobrego wzmacniacza pomiarowego, bo mi się niezbyt chce lutować tego ustrojastwa z operacyjnych.
Gdzieś kiedyś widziałem takie cudo co to było precyzyjne i jeszcze samo sobie prunda stabilizowało - wtedy by można to nawet przez USB zasilić.
Jak nie znajdę to droga przez mękę - precyzyjne zasilanie, wzmacniacz i to wszystko gołymi ręcami.

Jak już wytypuję części, to później zakup, dostawa i zabawa. A czas sobie płynie więc proszę się nie spodziewać efektów na już.
No.
Przyjąłem sobie że zajmę się tym malutkim wycinkiem co to na wyjściu poda jakieś napięcie. Jak to zrobić coby był z tego joy to już mnie na chwilę obecną przerasta.
Mjoy będzie dobry przy testowaniu optymalnego zamocowania tensometru i samego kształtu "odkształcacza".
Później mam nadzieję Sun stworzy tego 16 bitowego potwora, a ludzie będą mieli wybór potki hale tensy czy co tam jeszcze.

[damos]

Rozmawiałem dzisiaj z kolegą,który ma praktykę w układach analogowych. [...] można wykorzystać przetwornik 10 bit w uP,ale stosując kompresję sygnału wejściowego,która polega na tym,że wzmacniamy sygnały o małym poziomie.

To jeszcze nic nie daje, ale...

Charakterystyka wzmacniacza jest podobna do logarytmicznej.

To radykalnie zmienia postać rzeczy Przez odpowiednią charakterystykę można zwiększyć czułość w zakresie małych wartości - dobry pomysł 

Mam coś takiego:
http://www.leobodnar.com/products/BU0836A/

Znamy, znamy Vito_zm już kiedyś podawał   12bitów... i dużo i mało. Fajna płytka - mało elementów zewnętrznych, tylko cena lekko "zaporowa" Jeśli projekt Sundownera wypali (a pewne postępy już zostały poczynione) - uzyskamy dużą przewagę nad BU i innymi ADC wbudowanymi w uC - napięcie na wejściu ADC  Normalnie, mikrokontrolery tolerują na wejściu ADC napięcie pomiędzy AGND a AVCC . Zewnętrzny ADC (tu dla przykładu MAX1046) akceptuje napięcia symetryczne względem masy. Można mu podać od -5V do +5V (maximum ratings: -7,5 do + 7,5) co daje zakres 10v (maximum ratings: 15V    ) (wymagane, niestety - symetryczne względem AGND zasilanie potencjometrów ). Tak szeroki zakres na wejściu przełoży się na lepszy stosunek sygnału do szumu (np. zmniejszy się wpływ napięć indukowanych w przewodach). Dobrze było by znaleźć tani i szybki ADC obsługiwany przez I2C - bo ten max "zjada" na złączu równoległym strasznie dużo pinów

Poniżej strony są też sensory Halla. Mogę tą kartę udostępnić do testów.

A jakaś charakterystyka tych sensorów? Ma ktoś dokumentację?

Na razie szukam dobrego wzmacniacza pomiarowego, bo mi się niezbyt chce lutować tego ustrojastwa z operacyjnych.
Gdzieś kiedyś widziałem takie cudo co to było precyzyjne i jeszcze samo sobie prunda stabilizowało

Takie rzeczy, to tylko w Erze

Jak już wytypuję części, to później zakup, dostawa i zabawa. A czas sobie płynie więc proszę się nie spodziewać efektów na już.

Nie ma pośpiechu - inne rzeczy też wymagają czasu...

Przyjąłem sobie że zajmę się tym malutkim wycinkiem co to na wyjściu poda jakieś napięcie. Jak to zrobić coby był z tego joy to już mnie na chwilę obecną przerasta.
Mjoy będzie dobry przy testowaniu optymalnego zamocowania tensometru i samego kształtu "odkształcacza".

I słusznie. Projektowany Joy powinien być na tyle uniwersalny, aby obsłużyć zewnętrzne napięcie z dowolnego źródła - czy to będzie pot, czy hall, czy tensometr, czy pot elektroniczny.