Wątek: Kokpit na elementach z MiG-21

[vito_zm]

Gratulacje!

[moders]

Dzięki wielkie Vito.

Walczę już 2 tygodnie ze wskaźnikiem temperatury silnika TWG-1. To wskaźnik, który pracuje bezpośrednio z termoparami zamocowanymi w silniku. Całkowity zakres wskaźnika to 40mV, powodujące wychylenie wskazówki na 900˚C. Wydawało mi się, że sterowanie tym to banał. Zrobiłem układ elektroniczny, który steruje wskaźnikiem. Działa ale okazało się, że skokowa zmiana wartości zadawanej na wskaźnik powoduje wzbudzenie się wskazówki, które trwa nawet do 30s. Wskaźnik ma tak małe opory, a wskazówka taką bezwładność, że za diabła nie mogę poradzić sobie ze stabilnym sterowaniem. W końcu ograniczyłem dynamikę sterowania. Zrobiłem tak, żeby wartości zadawane na wskaźnik narastały bardzo powoli. Rozwiązało to problem wzbudzania, ale wartości na tym wskaźniku w DCS:MiG-21 zmieniają się znacznie szybciej – więc rozwiązanie takie jest nie do zaakceptowania. Rozebrałem wskaźnik i wywaliłem z wnętrza wskaźnika zbędne cewki i termoparę referencyjną – zostawiłem tylko sam ustrój pomiarowy. Nie poprawiło to sytuacji, zamontowałem więc wszystko z powrotem do wskaźnika. Tak wskaźnik wygląda w środku:



W zasadzie na poprawienie sterowania na razie pomysłu nie mam. Dumam teraz nad dołożeniem do wskaźnika dodatkowej sprężynki ściągającej wskazówkę. Spowoduje to, że wskaźnik będzie trzeba sterować większym sygnałem, a bezwładność elementów pozostanie bez zmian. O ile cewka ustroju pomiarowego wytrzyma większy prąd, to może to ustabilizuje wskaźnik.

Nie udało mi się znaleźć rozpiski, jakie wartości z DCS odpowiadają jakim położeniom wskazówki wskaźnika. Przy normalnym locie DCS:MiG-21 wskazówka wskaźnika dochodzi do 750˚C (a max wskaźnika to 900˚C). Skala wskaźnika jest nieliniowa, więc ciężko wywróżyć wartości powyżej 750˚C. Problem rozwiązałem tak, że zrobiłem zdjęcie wskaźnika i pomierzyłem wartości kątowe odpowiadające każdej działce. Zrobiłem coś takiego:



Potem przyjąłem że wartość 65535 odpowiada 900˚C, a resztę działek wyliczyłem geometrycznie w excelu. Sprawdziłem z DCS, wydaje się, że to będzie OK. W ramach odpoczynku opanowałem część sprzętową do wskaźnika ARU-3 i dwóch manometrów. Niedługo może to zaprezentuje. Przy okazji zrobiłem filmik pokazujący pracę podświetlania, który macie poniżej:

https://youtu.be/KbC1ZOIMuvI

[Moribell]

Tak z ciekawości, jak generujesz to 40 mV napięcia? Bo tak na czuja układ sterujący wskazówką powinien mieć jak najniższą rezystancję - "zwarcie" ustroju powinno choć trochę wytłumić oscylacje.

[moders]

Kurde, masz racje. Zmusiłeś mnie do myślenia i odblokowałeś trochę moich szarych komórek. Zdaje się że wyciągnąłem złe wnioski i wpakowałem się w ślepa uliczkę  , ale po kolei.

Do sterowania używam 12 bitowego DAC MCP4822. On ma wewnętrzny ref 2,048V i wzmacniacz x2. Ten DAC steruje wzmacniaczem operacyjnym Rail To Rail LM7321. Natomiast wzmacniacz pracuje w układzie dopasowanym do konkretnego wskaźnika którym steruje, tak aby 2,048Vx2 powodowało maksymalne wychylenie wskaźnika.

W przypadku TWG-1 wzmacniacz pracuje w układzie źródła prądowego. Wyjście wzmacniacza podane jest na cewkę ustroju i dalej przez rezystor pomiarowy do masy. A sygnał z rezystora pomiarowego podany jest na wejście (-) wzmacniacza. W ten sposób maksymalne napięcie DAC zamieniane jest na maksymalny prąd ustroju pomiarowego, tak aby jak najmniej tracić z 12 bitowej rozdzielczości. TWG-1 sterowany jest więc prądowo. Zrobiłem tak świadomie, bo po prostu było szybciej przelutować układ po poprzednim wskaźniku. I jak zobaczyłem oscylacje, to pierwsze co przyszło mi namyśl to to, że gdybym sterował TWG napięciowo to pewnie byłoby lepiej. Zrobiłem więc doświadczenie. Podłączyłem TWG poprzez rezystor ograniczający prąd ustroju, do 5V zasilania. Rezystor dobrałem tak, żeby nie spalić takim wysokim napięciem wskaźnika. Wskazówka TWG ustawiła się gdzieś w połowie i zaczęła się bujać. I tu ta ślepa uliczka, bo przyjąłem (teraz rozumiem że błędnie), że napięciowy tryb sterowania niewiele zmieni. A tu najpewniej duża rezystancja o której piszesz, zabiła całą ideę tego doświadczenia. Zrobiłem też doświadczenie o którym wspomniałeś, czyli zwarłem ustrój. Wskazówka się bardzo szybko stabilizuje, a ja oczekiwałem że będzie jak przyklejona. Doszedłem więc do wniosku, że wskaźnik jest za „delikatny” – i zacząłem brnąć z pomysłami w bagno.

Na szczęście nie przerobiłem jeszcze ustroju TWG. Przekonfiguruje więc wzmacniacz operacyjny, tak żeby pracował w układzie odwracającym, dzieląc 2,048V z DACa. TWG będzie więc sterowany napięciowo. Chwilę to potrwa bo muszę zbudować ujemne zasilanie do wzmacniacza – ale warto spróbować. Cholernie ciekawy jestem wyniku.

Dzięki Moribell, dam znać.

Jasny gwint, ale się rozpisałem…

[moders]

Walka z TWG-1 trwa. Lutuję układ sterowania na płytce uniwersalnej.

Tymczasem, poniżej filmik z testu ARU-3W. Niestety te wskaźniki w 21Bis i 21MF różnią się zarówno skalą wewnętrzną jak i zewnętrzną. W 21Bis wskazywany zakres to 4,5-8,5[*100km/h] (i odpowiednio 7-4[km] na skali wewnętrznej), a w 21MF to 5-10[*100km/h] (i odpowiednio 10-5[km] na skali wewnętrznej). Nie ma jak spasować tych skal z DCS. Nawet gdybym spasował wskazania na skali zewnętrznej, to i tak ta wewnętrzna się rozjedzie. Przyjąłem więc, że wskazówka w kokpicie i w DCS ma być w identycznych położeniach, niezależnie od tego co w danym miejscu jest na skali w DCS i w 21MF. Docelowo wymienię mój ARU-3W na taki sam jak jest używany w wersji 21Bis – o ile uda mi się taki zdobyć. Nie będzie to zgodne z 21MF ale za to bardziej użyteczne – a w oczy ta niezgodność też się rzucać nie powinna.

https://youtu.be/lIj911Ge9Gw

[moders]

  Właśnie mi ruszył TWG-1. Przy sterowaniu napięciowym jest bardzo stabilny. Nie ma w ogóle problemu ze wzbudzaniem wskazówki. Muszę jeszcze przerobić układ bo coś pokpiłem i wykorzystuje tylko połowę zakresu DAC, ale to teraz nie istotne - już widać że będzie rewelacja. No i docelowo trzeba będzie wzmacniacz wzbogacić o kalibrację zera – ale to już będzie proste. Jak poprawię niedoróbki i zmodyfikuję oprogramowanie to nakręcę filmik. 


PS.  Jednak nie pokpiłem i nie muszę przerabiać. Liczyłem rezystory dla wzmocnienia DAC x1 a ustawiłem w sofcie x2. Czyli opanowane. 

[moders]

Nakręciłem filmik z TWG-1. Poprosiłem Córkę, żeby odpaliła silnik i posterowała DSS, a ja to sobie kręciłem. Poradziła sobie z zadaniem bez problemu. Tu można zobaczyć efekt:

https://youtu.be/04AdyJvbch0

Wskaźnik nie działa jeszcze tak jakbym tego chciał, będę więc nad nim pracował dalej. Na filmie można zauważyć dwa problemy:

1.   Pierwszy chyba typowy dla wskaźników tego typu. Wartości prądu/napięcia zadawane na ustrój aby ustawić wskazówkę na danej wartości, są troszkę inne kiedy wskazówka przemieszcza się w prawo, i kiedy przemieszcza się w lewo. Różnica jest widoczna w środku zakresu. Na przykład dla TWG-01, zadając napięcie 21,30mV wskazówka ustawi się na 650˚C jeżeli będzie poruszała się w prawo, lub na 660˚C jeżeli będzie poruszała się w lewo. Na razie rozwiązuję to tak, że „zdejmuję” charakterystykę wskaźnika dla jednego i drugiego kierunku ruchu wskazówki. Następnie te wartości uśredniam i już jedną „uniwersalną” charakterystykę wprowadzam do softu. Mam więc zawsze delikatny błąd na wskazaniach. W realu błąd wskazania rzędu 5˚C na temperaturze gazów nie ma kompletnie znaczenia, natomiast mnie delikatnie irytuje sama świadomość że tak jest. Kiedyś jeszcze pewnie z tym powalczę – może wprowadzę do softu dwie charakterystyki.

2.   Widać że dynamika wskazań ma opóźnienie około 50˚C względem DCS. Wydaje się, że sam wskaźnik jest wystarczająco dynamiczny, trzeba będzie więc przyjrzeć się temu. Mogą to być opóźnienia w transmisji i sterowaniu. Nie ma to natomiast dużego znaczenia. Na filmie się to wyłapie, natomiast w realu różnica pomiędzy identycznymi wskazaniami to ułamek sekundy.

[moders]

Pierwsze dwie wiązki do podłączenia pierwszych wskaźników do nie istniejącego jeszcze sterownika. Ta do 8 wskaźników: manometrów UI1-8 i U2-250, wskaźnika kąta natarcia UUA-1, wskaźnika temperatury TWG-1, radiowysokościomierza UW-57, woltomierza V1, wskaźnika odległości na głowicy celownika oraz wskaźnika ARU-3G:



A ta do przepływomierza paliwa RTS-16-5,6:



Do tej pory odpalałem wskaźniki na starym procku – niestety nieperspektywicznym, bo ciężko byłoby ogarnąć na nim bardziej skomplikowane wskaźniki. Ale od jakiegoś czasu walczę już z nowym procesorem STM32F4. Jak dobrze pójdzie, to za kilka tygodni będę miał na niego przeniesiony kod do sterowania wskaźnikami. Wtedy nareszcie ruszę dalej z odpalaniem wskaźników, tym bardziej że doszły już z Chin scalaki, które potrzebne mi są do uruchomienia manometrów.

Poza tym udało mi się wymienić 5 wskaźników „nie elektrycznych” z mojego kokpitu na ich odpowiedniki pochodzące z KTS-4 – czyli z symulatora MiG-21.



Co prawda trochę mnie to kosztowało, no i zamocowanie wskaźnika MW-12 do mojego kokpitu będzie wymagało wykonania nowego mocowania – ale i tak uważam że to spory sukces.

To tyle, żeby było widać że temat nie leży obłogiem… 

[zygzak7]

Obserwuję Twoją pracę z podziwem.
Ale skoro nie robisz tego "w podziemiu" i bez problemu można śledzić Twoje postępy, to dziwi mnie, że do tej pory nikt nie zrobił o tym reportażu. Taki projekt, aż prosi się o specjalny odcinek np. na Discovery...

[moders]

Bo to niszowy projekt a Discovery itp. telewizje potrzebują oglądalności. A to obejrzy może 0,1% widzów. Z tego 99%, takiego gościa, który wywala na coś takiego czas i kasę uzna za świra, w tym 50% będzie uważało, że lepiej już tą kasę przepić. A mi to absolutnie nie przeszkadza. Buduję i opisuję to bo lubię.

[qrdl_logos]

Bo to niszowy projekt a Discovery itp. telewizje potrzebują oglądalności. A to obejrzy może 0,1% widzów. Z tego 99%, takiego gościa, który wywala na coś takiego czas i kasę uzna za świra, w tym 50% będzie uważało, że lepiej już tą kasę przepić. A mi to absolutnie nie przeszkadza. Buduję i opisuję to bo lubię.

Podziwiam.
A propos mediów. Na pewno nakręcą Twój kokpit jak będzie w programie o lombardach .

[zygzak7]

Bo to niszowy projekt a Discovery itp. telewizje potrzebują oglądalności. A to obejrzy może 0,1% widzów. Z tego 99%, takiego gościa, który wywala na coś takiego czas i kasę uzna za świra, w tym 50% będzie uważało, że lepiej już tą kasę przepić. A mi to absolutnie nie przeszkadza. Buduję i opisuję to bo lubię.

Fakt, doczekaliśmy czasów, w których śmiało można powiedzieć, iż w PRLu programy były ambitniejsze. 

[moders]

To jest malutki sukces .  Dojście do tego kosztowało mnie kilka miesięcy pracy. Wskaźnik należy do tych trochę bardziej skomplikowanych, więc sterowanie nim nie jest takie banalne, jak sterowanie tymi wskaźnikami które wcześniej pokazywałem. Nie jestem jeszcze zadowolony z tego co zrobiłem. Trochę detali sterowania trzeba jeszcze dopracować - między innymi zwiększyć precyzję i dynamikę sterowania, no i podpiąć wskaźnik pod DCS-Bios. To nastąpi niebawem . Sterowanie zrobione jest już na nowym dla mnie procku STM32F4.

Poniżej filmik z pierwszego uruchomienia oryginalnego wskaźnika AGD-1 z samolotu MiG-21.

https://youtu.be/PhVDc4jcfhk 

[KosiMazaki]

Pomalutku i do przodu. Tak trzymaj!

[moders]

Dzięki Mazak.

To udało mi się ruszyć następnym wskaźnikiem.



To pochodzący z symulatora KTS-4 wskaźnik IDA-200 i moja trzecia próba jego uruchomienia . Za pierwszym razem poszedł dym ze sterowania. Na szczęście wskaźnik ocalał. Za drugim razem wskazówka zaczęła się kręcić na około jak wiatrak, co uświadomiło mi że jednak nie do końca kumam zasadę działania wskaźnika. No a trzecie podejście widzicie na filmie. Jest lepiej niż się spodziewałem. Moment, rozdzielczość i precyzja sterowania jest na zadowalającym mnie poziomie. Natomiast to co mi się nie podoba, to to że wskazówka „pije” mi 0,8A – co jest za dużo jak dla mnie. Muszę jeszcze powalczyć i ograniczyć trochę ten prąd, pewnie kosztem momentu (który wydaje się być w nadmiarze). No i mam do rozgryzienia jeszcze jeden detal dotyczący działania wskaźnika, ale o tym może kiedy indziej.

Poniżej filmik ze wskazówką wariometru wskaźnika IDA-200 w akcji: 
https://youtu.be/vJZfe1pRxWI