Меню

3dr radio telemetry настройка

3dr radio telemetry настройка

Радиомодули являются идеальным способом для настроки телеметрии между APM / Pixhawk и наземной станцией. Сам модуль небольшой, недорогой и с большим диапазоном радиодействия используемый открытую прошивку с открытым исходным кодом, которая позволяет нам делать то, что не может быть сделано с другими радиомодулями. Инструкция на этой странице описывает работу с новой версией модуля ver2 и более ранней версии ver1.

Особенности модуля:

  • очень малый размер
  • легкий вес (до 4 грамм без антенны)
  • работа в диапазонах 915MHz или 433MHz
  • чувствительность приемника -121 дБм
  • передавать мощность до 20 дБм (100 мВт)
  • прозрачный последовательный канал
  • скорость передачи данных до 250kbps
  • Протокол MAVLink и отчетов о состоянии
  • Поддержка частотного прыжка (FHSS)
  • адаптивное мультиплексирование с временным разделением (TDM)
  • поддержка LBT и AFA
  • настраиваемый рабочий цикл
  • встроенный код коррекции ошибок (можно исправить до 25% битовых ошибок данных)
  • модуль продемонстрировал дальность от нескольких километров с небольшой всенаправленной антенной
  • можно использовать двунаправленный уселитель для еще большего радиуса действия
  • прошивки с открытым исходным кодом
  • AT команд для конфигурации радио
  • RT команды для удаленного конфигурирования радио
  • адаптивное управление потоком при использовании APM
  • базируется на основе радиомодулей HM-TRP, с Si1000 8051 микроконтроллера и радиомодуля Si4432 , RF23

Подключение радиомодулей

Вам потребуются два модуля , один для вашего квадокоптера, самолета, машинки , а другой для наземной станции. При использовании модулей первой версии у модуля «земля» есть USB разъем, что позволяет легко его подключить непосредственно к наземной станции

В ОС Windows 7 и выше установка драйвера радиомодуля будет произведенена автоматически при первом подключении (при наличии интернета), но если это не будет происходить по некоторым причинам или же вы используете старую ОС Windows XP (или старее) вы можете получить драйвера по этой ссылке

У мервой версии, которая подключается к полетному конроллеру есть контактный разъем, который может быть подключен на прямую к телеметрическому порту APM / Pixhawk / PX4, как показано ниже

Примечание: Вы не можете подключиться к APM2.x, если он так же подключен через USB (они имеют один и тот же порт) поэтому убедитесь, что вы отключили кабель USB от полетного контроллера квадрокоптера , прежде чем устанавливать беспроводное соединение через ПО

Используйте прилагаемый кабель и подключите его к порту телеметрии APM , а другой стороной к радиомодулю

Подключение модуля в APM2 (устарел) , как показано ниже:


Модули поставляются с предварительно настроенными параметрами соединения порта в значении 57600 бит/с, которая являеся скоростью по умолчанию, которая использует APM для телеметрии, но вы можете изменить это на любое другое значение, которое вам нравиться, либо с помощью AT команд Mission Planner или специальной программе конфигурации

Подключение к Pixhawk

Порт полетного контроллера Pixhawk использует 6-штырьковый DF13 разъем, вместо 5-штырькового используемого на APM2. Это позволяет управлять потоком, но это означает, что необходимо будет переделать кабеля, что бы подключить модули первой версии к Pixhawk. Соедените, как показано ниже:

Подключение к PX4

Использование радиомодулей с вашим PX4FMU плюс PX4IO полетным контроллером

Радиомодули второй версии

Вторая версия радиомодулей имеет порт микро-USB и 6-ти портовый DF13. Инструкция по конфигурации на этой странице относиться к обеим версиям радио

Конфигурация и использование радиомодулей

Значения светодиодов

В радиомодулях есть два светодиода, один красный и один зеленый. Значение состояния горения светодиодов заключается в следующем:

  • Зеленый светодиод мигает — поиск сопряженного радиомодуля
  • Зеленый светодиод постоянно горит — связь установлена ​​с другим модулем радио
  • Красный светодиод мигает — передачи данных
  • красный светодиод постоянно горит — модуль находиться в режиме обновления прошивки

Настройка с помощью ПО Mission Planner

В последних версиях Mission Planner в разделе 3DR Radio с помощью простого интерфейса GUI можно произвести настройку. Выберите нужный порт, который использует модуль «земля» и подключитесь на скорости передачи данных 57к. Затем нажмите клавиши CTRL-A и откроется окно. Нажмите на кнопку «Загрузить настройки» и эти параметры считаются с модемов и отобразятся в окне. (обратите внимание, что второй модуль тоже должен быть подключен т.к. это позволит в случае смены канала применить настройки и на удаленном).

Использование кабеля FTDI-USB для настройки радиомодулей

Если предыдущие пункты не работают, попробуйте следующее

Подключите все, Настройка радиомодуля «земля»

  • Подключите радиомодуль «воздух» кабелем FTDI-к-USB к компьютеру в USB порт и обратите внимание на номер COM-порта
  • Используйте Windows> Диспетчер устройств> Порты для выявления номера COM порта
  • Вы будете знать, что кабель FTDI правильно ориентирован на радиомодуле «воздух» когда мигает зеленый светодиод.
  • Подключите радиомодуль «земля» к порту USB на вашем компьютере и обратите внимание на номер COM-порта, В закладке Mission Planner в правом верхнем углу, установить скорость 57600 и выберите номер COM порта модуля «земля»
  • В Mission Planner Flight, нажмите Ctrl-A, чтобы открыть окно настройки радио, нажмите Настройки нагрузка (с модуля «земля»)
  • В разделе Mission Planner — конфигурация радио, установите флажок «Дополнительные параметры»
  • Если загруженные значения не те же самые, что и выше рекомендуемых настроек, сделайте их так, чтобы были и нажмите Сохранить

Настройка радиомодуля «воздух»

  • В Mission Planner в правом верхнем углу, выберите COM-порт радиомодуля
  • В МП окне конфигурации радио, нажмите на Загрузить настройки (от радиомодуля «воздух»)
  • Редактируйте настройки радиомодуля «воздух» (в том числе Advanced Options), чтобы они были точно такие же, как и у радиомодуля «земля», а затем сохраните настройки нажав клавижу «Save Setting» (для радиомодуля «воздух»)
  • Вы не можете быть в состоянии добавить значение в поле Формат, это нормально
  • В Mission Planner нажмите «Настроить» -> 3DR Радио -> и введите те же самые параметры, включая продвинутые и нажмите Save Settings.
Читайте также:  шум при настройке guitar rig

Подождите, когда оба радиомодуля соединятся (постоянное свечение зеленого светодиода)

Если возникла проблема и этого не произошло — обновите микропрограмму (прошивку у каждого модуля)

Нажмите на «обновление прошивки» при подключении к каждому радиомодулю в свою очередь, затем повторите вышеописанное.

Имейте в виду, что в то время , как вы физически подключены к радиомодулю с помощью COM-порта, вы не можете использовать кнопку «копировать настройки на удаленное устройство» (нет удаленного соединения со вторым устройством)

Проверка беспроводной телеметрии

  • Отключите FTDI-to-USB от APM
  • Подключите радиомодуль «воздух» к APM и подайте питаниче через батарейку
  • В Mission Planner -> Flight Data -> укажите Com-порт наземного радиомодуля , указав скорость и нажмите Connect

Скорости подключения телеметрии по воздуху и кабелем

В списке параметров есть параметры SERIAL_SPEED и AIR_SPEED , которые находятся в той же форме, что полетный контроллер Ardupilot использует для параметра SERIAL3_SPEED EEPROM.

Эта скорость в «kbps» (килобит) в виде целого числа, так цифра «9» означает 9600 бод, «38» означает 38400, «115» — 115200 и т.д.

Выбор скорости передачи данных по воздуху

Ключевым параметром, который управляет спектр вашего радиоприемника является AIR_SPEED. По умолчанию равен 64 (который является 64кbps) даст вам соединение порядка километра с обычными аненнами типа «сосиська», которые ставятся на домашних роутерах. Понижение этого параметра может помочь увеличить дальность, но это так же снижает передаваемое их количество.

Микропрограмма радиомодуля может поддерживать только 13 типов скоростей обмена данных телеметрии по воздуху, которые: 2, 4, 8, 16, 19, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192 и 250. Используя нестандартные скорости можно, но это уже выходит за рамки этого описания и в большинстве случаев нужна под специфичные проекты.

Какую скорость выбрать — будет зависить от следующих факторов:

  • Какая дальность вам нужна
  • С какой частотой вы будете отправлять данные
  • Необходимо ли вам отправка в одну сторону или в обе
  • Включена ли у вас коррекция ошибок — ECC
  • Есть ли у вас прошивка Ardupilot с адаптивным управлением потока скорости

Для большинства приложений телеметрии вы в первую очередь будете посылать данные в освноном в одном направлении: от квадрокоптера (или самолета) к наземной станции. Для большинства людей объем данных передаваемых с наземной станции на борт квадрокоптера (или самолета) мала, это может быть обычный пакет управления плюс пакет «серцебеения»

Если вы используете джостик для управление вашим квадрокоптером или самолетом, то вы будете отправлять намного больше данных с наземной станции на борт и в этом случае вы можете увеличить значение AIR_SPEED , хотя дальность будет снижена.

Параметр ECC делает большую разницу в скорости передачи данных, которую можно поддерживать на заданном AIR_SPEED. Если ECC установить в ноль, то не будет отправлться коррекция ошибок, а радиомодуль будет использовать простой 16 битный CRC алгоритм для обнаружения ошибок передачи. В этом случае ваш радио будет в состоянии подерживать передачу данных в одном направлении , около 90% от AIR_SPEED.

Если включить ECC (который очень рекомендуется), то скорость передачи данных может уменьшиться вдвое. Система ECC удваивает размер данных, передаваемых по радио. Частота передаваемых ошибок резко упадет и вы сможете получать намного более надежную информацию на больших растояниях.

Если у вас установлена последняя прошивка Ardupilot (APM Plane 2.33 и выше, APM Copter 2.54 и выше), то полетный контроллер автоматически адаптирует свои скорости телеметрии к тому, что бы радиомодули могли работать используя MAVLink Radio пакеты передавая потоки MAVLink данных. Это позволяет «поддерживать подписку» путем создания больше скорости SERIAL_SPEED, чем может справляться по радио.

Другим фактором в выборе скорости передачи данных является TDM ‘sync time’. Два радиомодуля должны работать по шаблону скачкообразной частоты. Они делают это путем медленного изменения принимающего канала в то время, как быстро меняется канал передачи. Этот процесс получения синхронно с другой радио занимает всего несколько секунд, при высоких скоростях передачи данных, но становиться медленнее при низких скоростях передачи данных.

Для большинства приложений любительских квадрокоптеров AIR_SPEED по умолчанию 64 и ECC включен.

Исправление ошибок

Как уже упоминалось выше, радиомодули поддерживают коррекцию ошибок 12/24 Golay, если вы установите параметр ECC до 1, что означает , что на каждые 12 бит данных по радио уйдет 24 бита, вычисляя биты используя таблицу Голея. Обратный процесс происходит на принимающем радиомодуле, что позволяет на каждые принимаемые 12 бит до 3 бит проверки отправить (т.е. 25% провероных данных на ошибки)

Недостатком опции ECC является то, что это вдвое влияет на пропускную способность данных, но в большинстве случаев это этого стоит. Вы способны поддерживать надежную связь в течении длительных интервалах. Вы так же получите меньше «шума» в последовательном потоке

MAVLink поток

Если вы установите опцию MAVLINK к значению 1 или 2, то радиомодули будут вещать MAVLink кадры. Протокол MAVlink используется для передачи Ardupilot данные телеметрии к наземной станции. При использовании кадров MAVLink радиомодули будут пытаться выровнять границы MAVLink пауктов. Это означает, что если пакет будет потерян или передана его часть он не будет рассматриваться приемником. Частичный пакет будет выглядеть как помехи на линии в консоли наземной станции.

Читайте также:  как изменить настройки вкладок в яндекс браузере

Если вы установите значение MAVLink до 2 , то в дополнение к выполнению MAVLink обрамления радио будет искать RC_OVERRIDE пакеты (используется для джостиков) и будет убеждаться, что эти пакеты будут посланы как можно быстрее. Эта позиция полезна, если вы используете основаную на джостике контроль полета.

Прошивка радиомодулей будет стараться уместить несколько пакетов MAVLink в один радиопакет, для достяжении максимальной эффективности. Наибольший размер радиопакета 252 байт.

Прошивка радиомодулей поддерживает как MAVLink 0.9, так и MAVLink 1.0 форматы передачи данных.

MAVLink отчетность

Если параметр MAVLINK установлен в 1, то прошивка радиомодулей так же будет искать сообщение MAVLink HEARTBEAT по связи. Если он видет сообщение HEARTBEAT то знает, что протокол MAVLink находится в использовании и начнется забор вставляемых пакетов состояния в последовательном потоке данных.

Радиопакеты содержат информацию о RSSI (показатель интенсивности принятого сигнала) уровня на обоих линий связи, что позволяет наземной станции или квадрокоптеру принять меры в случае , если качество связи падает слишком низко.

Радиопакеты так же содержат инфомацию о проценте ошибок и как полон последовательный буфер передачи (в процентах). Последняя прошивка Ardupilot может использовать эту информацию для автоматической адаптации скорости телеметрического потока в скорость передачи данных, что радио может передавать.

Уровни мощности

Вы должны быть очень осторожны настраивая радиомодули, что бы оставаться в рамках правовых ограничений мощности в стране, где вы используете все это. Уровень мощности по-умолчанию 20dBm отлично подходит для США и Австралии, а до 30dBm допускается лицензией класса LIPD. В полосе частот 915-928MHz для скачкообразной перестройки частоты. Так что пока ваши антены имеют коэффициент усиления меньше 10dBi вы должны быть в рамках правил ISM. Ну а что касается России — старайтесь тоже сильно не «шуметь».

Радиомодули не могут поддерживать произвольные уровни мощности, зато есть следующая таблица поддерживаемых уровней мощности

Если вы выберите неподдерживаемый уровень мощности радиомодуль выберет следующий высокий уровень питания от приведеной выше таблицы.

Пожалуйста, тщательно проверяйте EIRP (эквивалентная изотропному излучаемая мощность) пределы мощности для вашей страны, убедитесь, что вы учитываете коэффициент усиления антенны.

Например , если ваши местные законы позволяют в течении времени максимум 30dBm (1W) EIRP , то если вы используете усилитель с коэффициентом усиления передающей 12dB и антенны с 3dBi усилением, то вам нужно будет установить TxPower максимум до 14.

Если вы не знаете, как вычислить его, мы сделали учебник для вас здесь: Понимание ДБ, Вт и ДБМ

Использование AT команд

Радиомодемы поддерживают вариант AT команд модема Hayes для конфигурациии.

Если открыть порт радиомодема в терминале, вы можете ввести радио в АТ режим введя последовательность «+++».

При входе в АТ режим вы получите ответ «ОК» от радиомодуля и он перестанет отображать данные , передаваемые из другого радиомодуля.

В командном режиме АТ вы можете дать команду управления АТ локальному радиомодему или (если успешно подключены) вы можете использовать команды «RT» что бы управлять удаленным радио.

  • ATI — показать версию радиомодуля
  • ATI2 — показать тип платы
  • ATI3 — показать частоту платы
  • ATI4 — показать версию платы
  • ATI5 — показать все устанавливаемое пользователем параметры из EEPROM
  • ATI6 — Отображение отчета времени TDM
  • ATI7 — Отображение отчета сигнал RSSI
  • ATO — Выйти из командного режима
  • ATSn? — Номер параметра радиомодуля n-номера
  • ATSn = X — установить параметр номер ‘n’ в значение ‘X’
  • АТЗ — перезагрузить радио
  • AT&W — записать текущие параметры в EEPROM
  • AT&F — сброс всех параметров на заводские значения
  • AT&T = RSSI — включить отчетность RSSI
  • AT & T = TDM — включить отчетность TDM
  • AT&T — отключить отчетности

все эти команды, исключая ATO, могут быть использованны на подключенном удаленном радиомодуле, заменив «AT» на «RT»

Возможно самой полезной командой является «ATTI5» которая отображает все пользовательские параметры установленные в EEPROM. Они будут выводиться таким отчетом:

Первая колонка S — это регистер для установки, если вы желатете поменять параметр. Для примера что бы установить мощность передачи к 10dBm используйте «ATS4=10»

Большинство параметров вступают в силу только при следующей перезагрузки. Так обычная картина для установки параметров, которые вы хотите, а затем используя команду AT&W что бы записать параметры в EEPROM, затем используем выполняем перезагрузку с помощью ATZ. Исключением является мощность передачи, которая меняется сразу (хотя она вернется к старой при перезагрузке, если не используете AT&W)

Смысл параметров выглядит следующим образом:

  • FORMAT — это для формата EEPROM версии. Не меняйте его
  • SERIAL_SPEED — это скорость в «форме одного байт» (см ниже)
  • AIR_SPEED — это скорость передачи данных по воздуху в «форме одного байта»
  • NETID — это идентификатор сети. Он должен быть одинаковым для обоих ваших радиоприемников
  • TxPower — это мощность передачи в дБм. Максимально 20dBm
  • ECC — это включает / выключает корректировки ошибок Golay кода с исправлением
  • MAVLINK — это управляет MAVLink кадрирование и отчетности. 0 = нет mavlink потока, 1 = mavlink кадр, 2 = низкий задержки mavlink кадр
  • MIN_FREQ — минимальная частота в кГц
  • MAX_FREQ — максимальная частота в кГц
  • NUM_CHANNELS — количество каналов для перестройки частоты (скачкообразной частоты)
  • DUTY_CYCLE — процент времени, чтобы позволить передачу данных
  • LBT_RSSI — Слушай Перед порогом Talk (см документацию ниже)
  • MAX_WINDOW — макс окно передачи в мсек, 131 по умолчанию, 33 рекомендуется для низкой латентностью (но более низкой пропускной способностью)
Читайте также:  msi afterburner настройка кривой напряжения

Для двух радиопередатчиков следующим должнр быть одинаково на обоих концах соединения:

  • версия прошивки радио
  • AIR_SPEED
  • MIN_FREQ
  • MAX_FREQ
  • NUM_CHANNELS
  • NETID
  • установка ECC
  • установка LBT_RSSI
  • установка MAX_WINDOW

Другие параметры могут быть разными на каждом радиомодеме, хотя, как правило, их тоже стоит установить одинаково.

Поддержка в различных странах / регионах

Очень важно, что бы вы знали о местных нормативных актах в стране или регионе о частоте и уровне мощности и как настроить свой радиомодем правильно для ваших местных правил.

= 20 Пункт LIPD-2000 52 Австралия 3DR 433 MIN_FREQ 433050 MAX_FREQ 434790 TxPower 30 ETSI EN300 220 7.2.3 Европа (в большинстве стран) 3DR 433 MIN_FREQ 433050 MAX_FREQ 434790 TxPower Resolu ?? о ANATEL н? 506/2008 Бразилия 3DR 900 MIN_FREQ 902000 MAX_FREQ 907500 NUM_CHANNELS> = 11 Resolu ?? о ANATEL н? 506/2008 Бразилия 3DR 900 MIN_FREQ 915000 MAX_FREQ 928000 NUM_CHANNELS> = 26 Resolu ?? о ANATEL н? 506/2008 Мы были бы рады, чтобы добавить больше стран к этой таблице! Пожалуйста, разместить эту информацию на форумах, давая ссылки на применимые правила и информации на что все это значит. Кроме того, пожалуйста, укажите на неточности в существующей таблице. Обратите внимание, что приведенная выше таблица является для большинства пользователей без специальной лицензии. Если вы имеете специальную лицензию приложений или иметь лицензию HAM то вы должны знать, какие правила применимы к вам. Наконец, соблюдение ваша ответственность. 3DR радио ‘DIY’ радиодетали и вы должны убедиться, что все, что вы строите отвечает местным правилам. Пожалуйста, проверьте свои местные правила тщательно. —>

Доступные диапазоны частот

В следующей таблице может быть полезным соответствие с местными правилами радио

Настройка рабочего цикла (DUTY_CYCLE)

Большинство пользователей хотят установить DUTY_CYCLE до 100, что является максимальным процентом времени, что радиомодемы будут передавать пакеты

Причина рабочего цикла заключается в том, что некоторые регионы мира позволяют иметь более высокую мощность передачи и больше частот, если у вас значение по умолчанию рабочего цикла ниже — его можно повысить. Так напрмер в Европе вы можете передать в более широком диапазоне частот 433Мгц, если ваш рабочий цикл ниже 10%.

При установке DUTY_CYCLE ниже 100% пропускная полоса будет снижена, так что вы должны это использовать для телеметрии на более высоких скоростях передачи данных. Значение DUTY_CYCLE 10% практично , что бы получать хорошую телеметрию.

Для примера вы можете легко получать все потоки телеметрии с частотой 2Гц с AIR_SPEED установленым в 128 , включеным ECC и DUTY_CYCLE установленом в 10.

Вы также можете установить радиомодем только на получение установив DUTY_CYCLE в 0. Это будет работать лучше , если вы установите NUM_CHANNELS меньшим числам, поскольку в противном случае синхронизация частот будут бедными.

Режим работы с низкой задержкой (low latency mode)

Радиомодемы могут быть настроены на использование в режиме «малого времени задержки» для повышение производительности отклика от таких устройств как джостики или управление с планшетов и т.д. Эти два параметра необходимо установить, что бы включить этот режим следующим образом:

Установите MAVLink 2 — это раставляет приоритет для пакетов RC_OVERRIDE используемых в джойстики.

Измените MAW_WINDOW до 33 (по умолчанию 131) — это будет гарантировать , что наземная станция может отправить пакет на квадрокоптер (или самолет) по крайней мере один раз каждые 33мсек. Стоит отметить, что это снизит полосу пропускания, так что если вам нужно абсолютное максимальное значение пропускной способности вам нужно использовать значение по умолчанию — 131. Оба радиомодема на канале должны иметь одинаковое значение этого параметра иначе они не смогут «разговаривать» друг с другом.

LBT — Слушать перед разговором.

Радиомодемы могут использовать режим «слушать перед разговором», что бы позволить выполнять более широкий спектр региональных нормативных требований. LBT предоставляет собой систему, в которой радиомодему требуется время для прослушивания в течении периода времени и его сигнал не видем для других радиомодемов. Используя не нулевое значение LBT_RSSI ваш радиомодем станет более «вежливым» ожидая пока все остальные передачи закончатся, прежде чем передавать свой сигнал.

Что бы включить LBT в вашем радиомодеме вам необходимо установить порог LBT_RSSI.. Это сила сигнала, что радиомодем считает признаком того, что канал радиопередачи занят. Если вы установите LBT_RSSI к нулю, то LBT будет отлючена.

Минимальная не нулевая установка равна 25, которая является несколько больше дБ приема чувствительности радио (-121 дБм). Для настройки LTB_RSSI вы должны знать, что ваш уровень сигнала соответствует местному положению о радиосвязи для LBT. Каждое приращение в LBT_RSSI выше 25 примерно равна 0.5 дБ, выше чувствительности радиомодема. Если вы установите LBT_RSSI до 40, то радиомодем будет считпть канал свободным, если уровень сигнала меньше 7.5 дБ выше чувствительности приемника.

Кроме того, вы можете использовать эту формулу, что бы получить нужную мощность принимаемого сигнала в дБм:

signal_dBm = (RSSI / 1,9) — 127

Эта формула является приближенной, но достаточна близка. Смотрите спецификацию вашего чипа, как правило это Si1000 для более точного значения.

Вам нужно будет найти нормативные требования, что бы использовать LBT_RSSI параметр

LBT внедрение в радио 3dr использует минимум слушать время 5 мс, плюс рандомизированы слушать время в соответствии с европейскими правилами 9.2.2.2.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector