מעגל אחד, שלושה יצרנים – ביקורת השוואתית (או השוואה ביקורתית)

הקדמה: אני (סוף סוף…) עובד על פרויקט של תליון אלקטרוני לאשתי, זה התחיל לפני מספר שנים כשראינו תליון ממעגל מודפס מכורסם (ללא פעולה חשמלית כלשהיא – פשוט מעגל שכורסם לצורה של דמות), שמצא חן בעיניה. חשבתי שאכין משהו דומה, אפילו קבלתי ממקום העבודה שלי מעגל מודפס (פסול ומיותר) לצורך ניסיונות, המעגל הזה מסתובב עד היום בחדר העבודה שלנו, שלם, כמו ביום שקיבלתי אותו…

בכל מקרה, לפני מספר חודשים הבנתי שאני רוצה לעשות משהו "משוכלל" קצת יותר – תליון עם ערך מוסף – תליון שיהבהב לדים בזמן תנועה. אז תכננתי מעגל חשמלי ומעגל מודפס (הכל נמצא פה).

ואז הגיע זמן ייצור המעגלים, מכיוון שזה "פריט אופנה", חשבתי שראוי אם יהיו מעגלים במספר צבעים, ונולדה הזדמנות מצוינת להשוות בין יצרני מעגלים מודפסים (לחובבים / makers , נו, אלה שמייצרים בזול…).

אז לעסק:

המעגל:

Gali's_Necklace_PCB

זהו מעגל עם שתי שכבות נחושת, הדפסת משי ורכיבים בשני הצדדים ומתאר יחסית מורכב לכרסום (לא המרובע הסטנדרטי).

מבחינת "אתגרי" ייצור – לא משהו שחורג מהיכולות המוצהרות של היצרנים, המעבד הוא באריזת TSSOP עם מרווח בין פדים של 0.3 מ"מ (0.65 מ"מ בין מרכזי הפינים) ומד התאוצה עם מרחק בין פדים של 0.25 מ"מ. מעבר לאריזות האלה לא נעשה שימוש (ולא היה צורך) במוליכים דקים או קרובים מאד.

המשך…

קופסה שחורה לרקטה מונעת מים (או בקיצור – WRFL)

(הפוסט הבא דומה למדי ל-WIKI שכתבתי באנגלית בספריית ה-GITHUB שבה נמצאים קבצי התכנון של הפרויקט, הפרוייקט מתוכנן באמצעות KiCad – תוכנת שרטוט ועריכה לאלקטרוניקה, נוחה וחינמית!)

הקדמה קצרה

אחרי שבניתי עם הילדים רקטה מונעת מים כזו, מאד הופתעתי לאיזה גובה (נראה ש) היא מגיעה.

אז החלטתי שחייבים (כן, חייבים, מה לעשות) לדעת לאיזה גובה באמת היא מגיעה ואחרי שקראתי קצת (באינטרנט כמובן) וראיתי כמה סימולציות, הבנתי שאני גם רוצה לדעת מה התאוצה (לפי הסימולציות אפשר להגיע לתאוצה של יותר מ 150G). וכך התגבש לו, במוחי (הקודח…) הרעיון לתכנן ולבנות “קופסה שחורה” לרקטה או באנגלית – Water Rocket Flight Logger בקיצור WRFL.

הבנתי גם שיש רקטות יותר יעילות (מבחינת מבנה המשגר בעיקר)

דרישות בסיסיות

  1. המערכת צריכה להיות מוזנת מסוללה נטענת
  2. המערכת צריכה למדוד ולרשום/לתעד גובה ותאוצה מרביים של טיסה בודדת
  3. המערכת צריכה לשחרר את המצנח של הרקטה (באמצעות סרוו) לאחר שיא הגובה
  4. למערכת צריך להיות ממשק משתמש בסיסי (כפתורים ומסך) בכדי לאפשר למשתמש לקרוא את הנתונים ולקבוע את תצורת / מאפייני עבודת המערכת)

דרישות פחות בסיסיות

  1. טעינת הסוללה הנ”ל באמצעות מטען USB או מחשב
  2. רישום תאוצה וגובה במהלך כל הטיסה בקצב של לפחות 100 פעמים בשניה (לפי הסימולציות שראיתי , קצב שינוי התאוצה מאד גבוה)
  3. שמירת רשומות של מספר טיסות בזיכרון לא נדיף (non-volatile  למשל  flash)
  4. אפשרות גישה לזיכרון ע”י מחשב בתצורה של “disk-on-key”
  5. שמירת זמן ותאריך בין טיסות / שימוש ככל הניתן ע”י הסוללה
  6. דיווח בזמן אמת לטלפון חכם באמצעות בלוטות’ או BLE

החומרה

רציתי מערכת חומרה גמישה מספיק לתמוך בכל הדרישות הנ”ל ואולי אחרות שיצוצו בהמשך.

דבר ראשון – בחירת מעבד, בחירה פופולרית בימים אלה הם משפחת הארדוינו, יש הרבה קושחה/קוד ופרוייקטים ברשת המעבדים זמינים וזולים. אפשרות נוספת היא מעבדים מבוססי ARM, אשר בזכות “מהפכת” הארדוינו, לדעתי, נהיו גם הם נגישים מבחינת מחיר ערכות הפיתוח, למשל מחברות כמו ST  ו – TI.

ערכת הפיתוח שנבחרה להיות בסיס המערכת היא TM4C123GXL מחברת TI שמכילה מעבד מסוג TM4C123GH6PM מבוסס ARM Cortex M4. ערכה זו נבחרה מכיוון שהיא ערכת ה ARM הקטנה ביותר שמצאתי במחיר סביר ועם ערכת כלי פיתוח וספריות זמינים.

המשך…

שלט-רחוק FS-GT3B

טוב, עבר לא מעט זמן מהרשומה האחרונה, אני מקווה שתהליך כתיבת/הכנת הרשומה יתייעל ואני אשתפר בזה וככה הקצב יעלה, נראה מה יהיה…

בכל מקרה, כחלק מהתחיה מחדש של ג'יפי הקטן, הזמנתי מ eBay שלט רחוק עבורו (ועבורי 🙂 ) מסוג FS-GT3B .

למה דווקא כזה: קודם כל הוא נכנס מצויין לתקציב, יש עליו ביקורות מרשימות למדי (ביחס למחיר, כמובן, יש שלטים טובים הרבה יותר אבל הם עולים פי 4-5 ומעלה, לא הגיוני לצרכים שלנו כרגע), וניתן לשפר אותו, החל בהתאמה לסוללות LiPo  וכלה  בצריבת תוכנה חדשה, יש שרשורים ארוכים ומעניינים למדי בקשר לשלט הזה למשל בעמוד זה מרוכזים חלק ניכר מהשיפורים והבחור הזה מוכר את הרכיבים/מעגלים/כבלים הדרושים והדרכות מצויינות (אני לא הזמנתי ממנו – המשלוח לארץ הקודש קצת יקר).

השלט הגיע לפני מספר שבועות ואחרי הפרוק של ג'יפי התחלתי לעבוד עליו, בשלב הראשון – החלפת המייצב הליניארי הקיים למייצב ממותג, יעיל ולא מתחמם, התאמה לסוללת LiPo , והחלפת התוכנה.

החלפת המייצב:

בעקרון, החברה ב rctech.net מחליפים למייצב ממותג של חברת RECOM שפשוט מחליף את המייצב הקיים (פתרון אלגנטי מאד, ניתן לראות בהדרכה כאן) שיחסית זמין בחו"ל אבל די יקר ועם המשלוח לארץ המחיר נהיה מפחיד, אז הזמנתי דוגמאות של מייצבים של TI, והם הגיעו בחינם ומהר, כל מה שהם צריכים זה קבלים אלקטרוליטים (טובים) ונגד מדוייק לקבוע את מתח המוצא.

הקבלים הוזמנו ב eBay והנגד המדוייק התגלה כפריט לאספנים (לפחות למי שרוצה לקנות אחד או שניים) והוחלף בנגד משתנה רב סיבובי קטן וטיפת דבק (כדי שלא יזוז).

שרטוט חשמלי: (שורטט ב KiCad )

אין פה איזה חוכמות מיוחדות, זה לפי דפי הנתונים.

המעגל הורכב על לוח מחורר ונראה כך:

כמובן שבהתחלה לא סימנתי אחרת את כבל מתח הכניסה (אדום) או מתח המוצא (אדום…) אז הצלחתי לשרוף מייצב אחד, מזל שהזמנתי שניים.

מתח המוצא כוון (באמצעות הנגד המשתנה) ל 5V , וקובע מכנית ע"י טיפת דבק. לחיזוק הכבלים השתמשתי בדבק חם.

המייצב המקורי נחתך ונזרק וכבלי המייצב החדש הולחמו במקומו.

המייצב שלי מחובר ללוח השלט:

(הכבל עם פסי הבידוד הכחול הוא הכניסה…)

והנה הוא יושב בביתו החדש שבידית השלט ומציץ לעולם:

ניתן להבחין בדבק שמקבע את הנגד המשתנה. החוטים האדום והשחור יתחברו לסוללה.

באותו ערב כבר הכנתי את המייצב של המקלט והסרוואים של ג'יפי הקטן – זהו מייצב של 6A,  לעומת 2A של השלט, מכיוון שהסרוואים (במיוחד זה של ההיגוי) יכולים לצרוך לא מעט זרם בתנאים מסויימים.

השרטוט החשמלי מאד דומה לקודם, למעט ערך הנגד הנדרש וכמובן המייצב עצמו:

וככה זה נראה מורכב ומכוון:

מכיוון שהמייצב יישב בג'יפי בתיבת האלקטרוניקה יחד עם המקלט, הסוללה וכו' צריך לבודד אותו, בהתחלה חשבתי פשוט לסגור אותו בבידוד מתכווץ אבל העדפתי פתרון שייתן לו קצת "לנשום" לצרכי קרור. מצאתי (ב eBay) שרוולי רשת פלסטיים מתרחבים  (כמו שלפעמים יש בספקי כח של מחשבים בשביל לעשות סדר בכבלים) בינתיים פתרון מושלם -גם מבודד וגם נושם, הוא יצטרך עוד להוכיח את עצמו בפועל, זה נראה כך:

התאמה לסוללת LiPo :

זה היה פשוט יחסית – פרוק מגש הסוללות המקורי והרכבת מחבר במקומו, התוצאה הסופית:

כן, גם הסוללה מ eBay …

החלפת התוכנה (קושחה – FW למעשה):

כדי להחליף תוכנה היה צריך קודם כל להרכיב על לוח השלט מחבר צריבה / debug, לפי ההדרכה הזו, לאחר ההרכבה ו"התאמת" המארז, זה נראה כך:

השתמשתי במחבר כיווני כדי שתמיד כבל הצריבה יהיה בכיוון הנכון ואני לא אנזק שום דבר…

את תוכנת הצריבה הורדתי מהרשת וכן את הקושחה החדשה עצמה, חיברתי את לוח ה debugger (ערכת פיתוח STM8S-Discovery), שמרתי את התוכנה המקורית וצרבתי את החדשה – ממש בקלות, ההדרכות פשוט טובות.

קצת רקע על התוכנה החדשה – מה ולמה: השלט הזה מגיע במקור עם תוכנה שיש לה מגבלות וגם (תאמינו או לא) כמה באגים, אז בחור צ'כי בשם Pavel Semerad ( משתמש בכינוי PSX ב rctech.net ) כתב תכנה חדשה לגמרי (בקוד פתוח כאן) שבה תוקנו כל המגבלות והבגים של המקורית וגם נוספו המון תכונות חדשות, למשל:

  • תחום TRIM מורחב
  • תיקון ה EXPO
  • תוספת SUB-TRIM
  • תוספת תפריט כיול, לכיול הבקרים וכן מד המתח
  • הרחבת כמות הזכרונות (למי שצריך יותר מ 10)
  • Dead zone  להיגוי ולגז
  • Dual ESC mixing and 4WS Mixing
  • מהירות (השהייה) לכל הערוצים
  • קביעת סף האזעקה למתח סוללה נמוך
  • כיוון זמן ה BACKLIGHT
  • ועוד…

אז כל הכבוד לבחור הזה, התוכנה שלו פשוט עובדת.

נשאר רק להוסיף מיסב להגה ולהפוך את קיטוב המסך, לפעם הבאה…

זמן לישון.