Datenlogger

1. Einführung
2. Hardware-Änderungen und Erweiterungen am Logger
   1. Mechanische Erweiterungen
   2. Elektrische Erweiterungen
3. Kalibrierung ADC
4. Download

1. Einführung

   Ein Logger dient dazu, Flugparameter während des Fluges zu messen und diese für eine Auswertung nach dem Fluge oder für eine Echtzeitauswertung zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise erhält man präzise Informationen über Flughöhe, Steigleistungen, Stromverbrauch des Motors, Fluggeschwindigkeit, Aussetzer in den Fernsteuersignalen, GPS-Koordinaten des Flugmodells und vieles andere mehr.

   D. Meissner, ein bekannter Modellflugzeugbauer und Elektronik-Entwickler, hat einen Datenlogger entworfen und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, der bei kleinsten Abmessungen und minimalem Gewicht als Flugdatenschreiber in einem Modellflugzeug eingebaut werden kann. Das vorliegende Programm JLogger (Programmbeschreibung) dient dazu, eben diesen Logger zu konfigurieren, seine Daten auszulesen, zu speichern, eine Auswertung und eine geeignete Darstellung vorzunehmen, also eine Flugdatenanalyse zu ermöglichen.

   




Loggeransclüsse





Beschreibung	Pin/Breite	Sensor
5 analoge Kanäle (4x 10Bit, 1x 8Bit)		Höhe, Speed, Strom, Spannung
1 Periodendauer-Eingang für Drehzahlmessungen	21 / 16bit	Flügelrad-Speed
1 Frequenmeßeingang	6 / 16bit	Flügelrad-Speed
1 Temperatur-Eingang	11 / 8Bit	DS1820
3 RC-Kanäle	26-28	Bechleunigungsmesser ADXL202
GPS-Position (Längengrad, Breitengrad, Höhe und Timestamp)	RS232	38400Baud
Vario-Ton-Ausgang	13	nur mit MPX4100








2. Hardware-Änderungen und Erweiterungen am Logger

   1. Mechanische Erweiterung

      Der ursprünglich vorgesehene Sensor-Anschluss mittels Löten ist schwierig handhabbar. Wir haben deshalb ein Rähmchen um die Original-Leiterkarte gebaut und die Anschlusspunkte auf Steckverbinder gezogen (siehe Bild). Je nach Bedarf können so Sensoren angeschlossen oder weggelassen werden.

      Verwendete Steckverbinder: molex
      Ergebnis: Verbessertes Handling, Gewicht ohne Anschlussdrähte: 10g

      senkrecht steckend Typ53047 -210: 2polig	parallel steckend Typ53048 -210: 2polig
      -310: 3polig	-310: 3polig
      	-410: 4polig
      	-610: 6polig

      
      

      
      
      

   2. Elektrische Erweiterung

      Störungsgefahr durch offene OP-Eingänge

      Werden die Eingänge DIFF1/2 (U1C/pin10/9) nicht mit einem Sensorausgang beaufschlagt, sondern unbeschaltet gelassen, so kann der OP ein Eigenleben führen (Störspannungen/Schwingen großer Amplitude möglich). Das führt zur Einkopplung dieses Signals in benachbarte Analogeingänge (z.B. Höhe, Spannung, ....) und überlagert die gewünschten Messwerte, auch wenn der Eingang AD2 per PIC-Konfiguaration nicht ausgewählt wurde. Der Eingang DIFF1/pin10 sollte deshalb auf GND gelegt werden, wenn kein Sensor angeschlossen ist.

      Ergebnis: keine Störspannung am OP-Ausgang, keine Verfälschung anderer Messwerte.

      Veränderbarer Nullpunkt Höhenmesser

      Der Nullpunkt des Sensors MPXA4100A ist abhängig von den Höhenlagen der Startorte. Eine Einstellbarkeit in drei Grob-Stufen wird durch unterschiedliche Widerstandswerte R11 erzielt, die per Steckverbinder altitude_adjust dem R14 (?) parallelgeschaltet werden. In den Steckverbindern reserve stecken die nichtbenötigten Widerstände.

      Ergebnis: Verbessertes Handling.

      Geschwindigkeitserhöhung des Vario-Verstärkers

      

      Die prinzipielle Arbeitsweise der Schaltung folgt der Funktion

      

      mit der Differenzier-Zeitkonstante T = R23 * C11. Stabilität, Bandbreite, Mittenverstärkung - und damit Rauschbegrenzung - des realisierten Bandpasses lassen sich durch C12 und Rk einstellen. Die Schaltung wird um die Bauelemente Rk = 33kΩ in Reihe mit C11 ergänzt und der Gegenkopplungskondensator von C12 = 220nF auf 68nF geändert.

      Ergebnis: die Rauschwerte am Ausgang U1B/pin7 bleiben quasi unverändert (geringfügige Erhöhung der Mitten-Verstärkung von 10 auf 11), die Einschwingzeit halbiert sich jedoch.

      Originaldimensionierung	neue Dimensionierung

      
      
      

      	Originalschaltung	neue Dimensionierung
      Rauschen *)	U = 25mVss, U =&xnbsp;&xnbsp; 5mVeff	U = 27mVss, U =&xnbsp;&xnbsp; 6mVeff
      Einschwingzeit bei Ue(t) = t*[0.5V/s]	tE = 2s	tE = 1s

      *) Gesamtbeitrag der Signalkette MPXA → U1A → U1B, gemessen am Verstärker U1B/pin7.

3. Spannungsmessung

   Die Kalibrierung der Spannungsmessung ist hier detailliert beschrieben.

4. Download

   Programm JLogger (ca. 9.5 MB).