Мозги для велосипеда

[r2dsf]

Набрел в рунете на эту статью. Почитал, идея понравилась. Хочу попытаться сделать аналог, но несколько изменив его функциональность.

Что планируется сделать:

Разработать и собрать опытный образец контроллера, который должен выполнять следующее: отслеживать показания акселерометра, вести их журналирование, на основании этих данных в реальном времени регулировать низкоскоростную компрессию; также на основании показаний акселерометра регулировать отскок. Устройство должно иметь два режима работы, ручной и автоматический. Автоматический режим задается пользователем, который посредством WEB интерфейса через J-TAG отладчик, задает значения углов для регулировки низкоскоростной компресии, а также значения ускорения в вертикальной плоскости для регулировки отскока. Ручной режим осуществляется путем кнопочного управления (кнопка увеличить/уменьшить низкоскоростную компрессию, кнопка регулировки отскока, шаг регулировки задается предварительно в WEB интерфейсе на этапе отладки через J-TAG отладчик).

Планируемое аппаратное обеспечение:

Центральный процессор: Stellaris LM4F231H5QR
Оперативная память: встроенна в процессор 32 кБ.
Флэш-память системного ПО и конфигурации: встроенна в процессор 256кБ.
PWM-контроллер: встроен в процессор, 16-канальный (в конструкции задействованы 4 канала для хардтейлов и 8 каналов для двухподвесов).
Часы реального времени: встроенны в процессор, внешний кварцевый резонатор на 32768Гц.
Контроллер управления питанием: Texas Instruments TPS65011

Планируемое программное обеспечение:
Операционная система: FreeRTOS 7.2.0
Библиотеки: стандартные библиотеки FreeRTOS для управления сервоприводами
Управляющая программа: самописная, на языке C

Обоснование использования аппаратных и программных средств: в связи с работой имеется доступ к микропроцессорам фирмы Texas Instruments и к документации FreeRTOS для онных.

Если кто-либо желает присоединиться к проекту, прошу в ЛС.
Примерный срок окончания разработки и получения работающего образца: май 2013.

[Pinzgauer]

Так это парень сделал "Веломанец" из этой темы , лучше него вряд ли с кем посоветуешься .
http://forum.velomania.ru/showthread.php?t=161845

[r2dsf]

Отписался автору системы. У меня будет ее аналог, но с функциями велокомпьютера и GPS-навигатора / GSM-сигнализации, для этого будут использованы миниатюрные модули GSM (Tellit GM-868) и GPS (Sirf STAR III), но первоначальная задача управление подвеской в условиях жесткого реального времени (сотни микросекунд).

---------- Добавлено в 14:34 ---------- Предыдущее сообщение было в 14:32 ----------

Если есть люди, владеющие программами TopoR, P-CAD, MATLAB Simulink, Proteus, прошу отписываться мне в личку. Над проектом пока работают три человека (велосипедисты из моего города).

[meccup]

Отличная идея
Приятно осознавать что я не один в этом мире такой сумасшедший =)

Желаю удачи в проекте, и главное не бросать! На моем тернистом пути случались различные проблемы что аж хотелось все бросить к черту, ан-неет довел до "логического" конца.

По проекту помогу чем смогу.
Сразу возникают вопросы:
1. Чем принципиально отличается ваша система от моей?
2. Задним амортом будете управлять?
3. ARM проц-р выбран окончательно? Каковы хар-ки потребления тока? Судя по даташиту прилично - 350-370mAh (если прочитал правильно). Не многовато-ли? Нет, это конечно замечательно что ARM, сам хотел тоже выбрать что-то покруче, что-нить с большем объемом памяти. Подчекрну тут что производительности atmega для этой задачи хватает за глаза, а вот flash памяти маловато, приходиться постоянно оптимизировать как и размер кода так и оперативы (не могу сказать что уж критично, но все же).
4. Веб интерфейс у вас будет крутиться на MCU?
5. Коробочку с контроллером вы куда будете размещать? Судя по размерам MCU (22mm) - в шток вилки уже не влезет. Да и судя по тому что вы собираетесь нагрузить систему GPS, GSM, web сервером, linux-ом - вам нужна приличная батарея. По прикидкам все это будет жрать очень много, думаю что больше 400-500mAh (может и того больше). Могу ошибаться конечно, но советую посчтитать предварительно, ибо может получится в итоге нечто неповоротливое и увесистое.
6. Кто является конечным пользователем (гонцы/покатушники/коммьютеры)?

[sbatrov]

Могу в п-каде слабать чего-нибудь.

[r2dsf]

sbatrov, спасибо, я возьму вас на заметку, пока до изготовления печатки дело не дошло.


meccup.
1) Принципиально? Ни чем. Пару функций добавится просто - определение ускорения в вертикальной плоскости и автоподстройка ребаунда.
2) У меня твердохвост, но выводы для сервоприводов заднего аммортизатора будут зарезервированы и с модификацией ПО можно будет управлять задним аммортизатором.
3) Да, процессор выбран окончательно, работодатель содрудничает с Texas Instruments, поэтому на работе работаю с ними, опыт есть. Контроллер жрущий, согласен, при максимальной загрузке около 300мА. Но такая загрузка будет только в случае использования всех функций (GPS/GSM). модуль GSM в моменты передачи данных может жрать до 2А, модуль GPS при поиске спутников ест до 500мА. Основное время контроллер будет работать на пониженной частоте, потребление менее 20мА. Следует также понимать, что этот контроллер относится к так называемым Safety MCU, т.е. контроллеры, которые применяются в критических автоматах, отвечающие за безопасность и жизнь людей (медицинское оборудование, подушки безопасности, кардиостимуляторы); имеют два вычислительных ядра, дублирующих друг друга, память с коррекцией ошибок и температурный диапазон -40...+85 градусов.
4) WEB интерфейс будет находиться в MCU, благо никаких излишеств там не будет, скромная XML страница с несколькими полями.
5) Устройство будет относительно громоздким. Как вы правильно сказали в шток вилки оно уже не влезет, я планирую его размещать под седлом велосипеда, либо вместо фляги. Предварительные рассчетные токи: спящий режим (работают только часы) 500мкА, режим охраны (работает GPS (каждые 10 мин) и раз в час отправляется SMS с координатами) - 80мА усредненно (пиковый ток около 2500мА, в большинстве GSM поддерживает сигнал с сотовой сетью раз в 90 секунд и GPS работает "на горячую", выходит около 30мА), режим активируется при выборе онного как только придет сигнал с датчика скорости, режим управления аммортизаторами (GPS и GSM отключены) - 150мА (включая токи сервоприводов). Итого при использовании Li-FePO4 аккумулятора 3.6В*6600мА*ч, должно хватить на несколько месяцев спящего режима, режим охраны 86 часов непрерывного отслеживания, в режиме управления 40 часов.
6) Из-за сравнительно большого веса (планируется в пределах 250-350г.) конечными пользователями будут являться покатушечники/туристы. Для спортсменов такая система не подойдет из-за большого веса.

[Kompilator]

Daedalus, очень интересно, выбор контроллера понятен, раз на работе имеется к ним доступ.
Я делал велофару на меге-8, никаких специализированных драйверов, за всем следит контроллер, всё он успевал.
АРМ у Вас большую часть времени простаивать будет наверное, хотя не знаю, с ними не работал, АВРов пока хватает.

[r2dsf]

Я хотел сделать на AVR AT mega или даже на PIC18F4550 каком-нибудь, но меня остановил тот факт, что моя система будет чистейшим плагиатом системы meccup'а, поэтому выбрал ARM с ядрами реального времени, так как при наезде скажем на большую кочку или яму при скорости 30км/ч система должна сработать за десятки миллисекунд, основной инерционностью обладает сервопривод, но контроллер тоже вносит свою лепту.

[Kompilator]

Daedalus, Пусть лучше будет запас, больше не меньше, я бы не отказзался в своей поделке не 16 MGz, а 24 хотябы =) их много не бывает.

[meccup]

1) Принципиально? Ни чем. Пару функций добавится просто - определение ускорения в вертикальной плоскости и автоподстройка ребаунда.

В вертикальной плоскости и у меня скорение считается, а то как же кочки определять? Кроме того и в перпендикулярной к движению плоскости тоже высчитывается, как один из признаков раскачки вилки.

Про отскок тоже тему перетирали тут: http://forum.velomania.ru/showthread.php?t=161845

Кстати, в конце темы начали интересные мысли высказывать форумчане о возможности использования powermeter'а. Советую почитать, может у вас что-то получится. Я возможно тоже попробую.

Вот тут ещё тоже много мыслей было высказано: http://velopiter.spb.ru/forum/index....&start=0&rid=0.

3) Да, процессор выбран окончательно, работодатель содрудничает с Texas Instruments, поэтому на работе работаю с ними, опыт есть. Контроллер жрущий, согласен, при максимальной загрузке около 300мА. Но такая загрузка будет только в случае использования всех функций (GPS/GSM). модуль GSM в моменты передачи данных может жрать до 2А, модуль GPS при поиске спутников ест до 500мА. Основное время контроллер будет работать на пониженной частоте, потребление менее 20мА. Следует также понимать, что этот контроллер относится к так называемым Safety MCU, т.е. контроллеры, которые применяются в критических автоматах, отвечающие за безопасность и жизнь людей (медицинское оборудование, подушки безопасности, кардиостимуляторы); имеют два вычислительных ядра, дублирующих друг друга, память с коррекцией ошибок и температурный диапазон -40...+85 градусов.

Очень интересный MCU. Но все же можно найти более мелкий ARM, и без дополнительных приблуд типа двух ядер и памяти с коррекцией ошибок (на мой взгляд сов-но бесполезные для данной системы, это ж не система поддержания жизнедеятельности ). Понятное дело что если есть опыт с ним то это хорошо, но на мой взгляд если есть опыт работы с этим ARM, то должно быть просто соскочить на другой ARM (подумайте о том если придется пускать в серию, скорее всего стоимость будет неоправданой).

Честно говоря, с трудом верится что он в активном режиме хоть и с пониженной частотой может есть меньше 20mA. Если так, то просто супер.

5) Устройство будет относительно громоздким. Как вы правильно сказали в шток вилки оно уже не влезет, я планирую его размещать под седлом велосипеда, либо вместо фляги. Предварительные рассчетные токи: спящий режим (работают только часы) 500мкА, режим охраны (работает GPS (каждые 10 мин) и раз в час отправляется SMS с координатами) - 80мА усредненно (пиковый ток около 2500мА, в большинстве GSM поддерживает сигнал с сотовой сетью раз в 90 секунд и GPS работает "на горячую", выходит около 30мА), режим активируется при выборе онного как только придет сигнал с датчика скорости, режим управления аммортизаторами (GPS и GSM отключены) - 150мА (включая токи сервоприводов). Итого при использовании Li-FePO4 аккумулятора 3.6В*6600мА*ч, должно хватить на несколько месяцев спящего режима, режим охраны 86 часов непрерывного отслеживания, в режиме управления 40 часов.

Идея с "велосигнализацией" красива (тоже думал об этом), но она будет актуальна только в том случае если её (систему) будет сложно демонтировать или она будет скрыта от глаз злоумышленников. В случае если размещать под седлом или вмето фляги, мне кажется, смысл данной опции близится к бесполезности (ведь жеж оторвать легко и выкинуть). А вот если разместить в штоке - то не каждый догадается что там что то есть. Может быть попробовать разместить в трубе подседельника?

А как вы собираетесь "систему использовать в качестве велокомпьютера", вы собираетесь показывать телеметрию пользователю во время движения?

Надеюсь что мой ответ не будет расценен превратно, я нисколько не хочу понизить вашу мотивацию, напротив хочу показать вам грабли на которые сам натыкался.