SOFT_TRIMS_FAETA
page m à jr le 03.09.2014
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Auto-construction Poignée manche pilote

DIY Flight control stick



Réalisation de deux poignées pilote / copilote en composite
verre-epoxy + unité centrale de traitement.
Objectif : Commande de trims par "chapeau chinois", alternat PTT radio, sélection fréquences en mémoire.
Pilotage trim et affichages paramètres par microcontrôleur.
Affichage LCD 2x20 caractères : Vitesse air,
températures intérieur & extérieur, position trim profondeur, recopie position volets.

FAETA 321 stick

ATEC  FAETA 321



box
Boitier traitement données et poignée pilote

Affichage trims, flaps, Vi, oat.

panel    trim

affich


p
Etude de la poignée pilote associée à l'électronique.



Moulée en composite verre epoxy, la poignée se compose de deux demi coques assemblées  en partie basse par un collier. En partie haute un circuit imprimé supportant les connexions des deux boutons poussoirs et du bouton 4 positions (coolie-hat) permet le serrage des deux demi coques.

Un connecteur dix points pour cable en nappe reprends les connexions aux boutons pour l'acheminement des signaux vers l'unité centrale.


pcb
acad


Cahier des charges :

1) Contrôle compensateurs tangage / roulis.
2) Recopie position volets.
3) Mesure températures extérieure / intérieure.
4) Mesure Vitesse air (Vi).
5) Redirection commandes radio vhf PTT / fréquences.
6) Affichage des paramètres gérés sur un LCD rétroéclairé.

Technologie :

Microcontôleur Microchip® Pic 16F876A 8Mhz.
Capteur températures digital Maxim-ic DS18B20 sur Bus 1-Wire.
Capteur pressions différenciel dyn /statique Honeywell sensor-systems ASDX001D44R
Servo trim tangage Hitec HS-77BB low profile AT 6.0Volt / 5,5kg.cm.
Afficheur LCD 2x20 5x8pix MDLS20265D-04 commandé en mode 4bits //.
Organes de saisie : Collie hat Thrustmaster & Push button Selectronic 10.6320-x.
Logiciel développé en mikrobasic Pro V3.2 MikroElektronica.
PCB réalisé sous Eagle 5.6.0 logiciel edition schémas & circuits imprimés.

systeme
Ensemble poignée pilote, affichage, platine acquisition - traitement données et servo Tab profondeur

1)    Contrôle compensateurs tangage / roulis.
         - Géré par logiciel actionnant un à deux servo-moteurs.

2)    Recopie position volets.
         - Prélevement info sur les capteurs magnétiques de position manette volets, traitement en fonction de la vitesse air et affichage.

3)    Mesure températures extérieure / intérieure.
         - Traitement logiciel et affichage données délivrées par les sondes numériques sur bus1-wire Maxim DS18B20.

4)    Mesure Vitesse air.
         - Traitement logiciel des données analogiques délivrées par le capteur de pressions différencielles dyn/statique
ASDX001D44R.

5)    Redirection commandes radio VHF ptt / fréquences.
         - Simple redirection électrique entre E/R VHF et poignées manches des fonctions Ptt et sélection des fréquences en mémoire.

6)    Affichage paramètres sur LCD.


     Schema électrique de l'unité de traitement des données. schema

COMMENTAIRES du PROGRAMME "TRIMS UNIT"

Le soft fonctionne sur un microcontrôleur Microchip® reçevant ses ordres d'un bouton poussoir à 4 directions (coolie hat).

La position du bras de commande du servo-moteur est déterminée par la largeur d'impulsions de 5Vcc. Ces impulsions se succédant  toutes les 16 millisecondes sont calibrées entre 1 et 2ms  par appuis successifs sur le coolie-hat de la poignée pilote.

L'oscillogramme d'une durée de 20ms produit par le logiciel permet de visualiser deux de ces impulsions  mesurant au moment de la photo 1,5ms correspondant à la position neutre du servo et donc du volet de trim.

Les connexions du coolie-hat sont scrutées en permanence et l'action dans l'une des quatre directions déclanche une interruption de programme et la lecture immédiate de la direction sollicitée ainsi que le traitement de l'information liée à la requette (modification de la largeur d'impulsion).  Huit pas dans chaque direction. (Piqué cabré, roulis G - roulis D).
cooli-hat oscillogramme
  
Un capteur de pression analogique ASDX001D44R fournit une tension proportionnelle à la pression totale (dynamique - statique) convertie sur l'entrée RA0 du µP.
Cette tension est référencée à 2,5Vcc sur l'entrée Vréf  RA3/AN3 par un MCP1541. La variable vitesse obtenue tous les 1/4 sec permet de modifier le mode d'affichage recopie volets.
Deux capteurs de température Maxim/Dallas DS-18B20 sur bus "one wire" fournissent une information numérique par sec au 1/10ème de °C pour les tempés ext. et cockpit.
L'information sur la température  extérieure  est utilisée en outre pour corriger "Vi" (en km/h).
Une lecture analogique de la tension prélevée sur les capteurs à effet hall du boitier de commande des volets permet de recopier leur position sur le LCD.
La platine PCB regroupe l'alimentation régulée 5Vcc, les composants de connexions, la sonde de pression et le µP equipé de son quartz 8Mhz.
En outre cette platine relaie les connexions Ptt VHF ainsi que la commande de fréquences programmées vers la poignée pilote et co-pilote.
L'ensemble des informations détectées et traitées sont affichées sur un LCD de deux lignes de vingt caractères placé sur le tableau de bord de l'aéronef.  

Le programme écrit pour PIC 16F876A (microcontrôleur Microchip®) se compose de l'en-tête descriptif, d'une partie réservée à la déclaration des variables globales,
   du corps principal "Main" et de procédures appelées au cours du déroulement de la boucle  "While - wend" contenue dans l'espace "Main - End."

Le corps de programme comporte les étapes suivantes :

 - Initialisation des registres du microcontrôleur :
  
OPTION_REG
INTCON

ADCON1
TRISA
TRISB
TRISC
TICON
= 11000111
= 10110000
= 11000011
= 11111111
= 10000011
= 00111111
= 00110001
Bit 1&2 Prescal Timer 0 = 1:128 & pull up RB actif.   Bit 4 INTE eanble interrupt INT RB0
Octet autorisant l'interruption sur modification d'état des entrées autorisées Port RC  0,1,2,3  (Bouton coolie hat)  et Timer0 prédivisé à 128.
Configure RA = VDD as Vref, AN 7,6,5 digital , AN 4,3,2,1,0 analogique. 
initialisation port A  (tout en entrées)  1,2,4=flaps.
initialisation port  B7 en entée (T°).  
entrées lecture boutons et volets - 6 & 7 sorties commande servo trims.
TMR1 x 8 =  524ms.
 
 
- Configuration de l'afficheur LCD 2x20 caractères  et initialisation de certaines variables.

  - Différentes étapes de traitement des données dans l'ordre chronologique.
          
 En priorité sur interruption commande trims, puis Vitesse air,  position volets, position Trims et tempéraures extérieure ou intérieure.
 - Traitement creneau servo  Détermine la largeur du créneau de commande du servo trim. (Au cours de la routine d'interruption du Timer 0).
            La période est de 18 à 20 ms, 15ms état bas généré par "timer overflow" et 1 à 2ms largeur état haut.  1ms = servo en butée gauche, 1,5ms = servo centré, 2ms = servo butée droite.
             vu plus haut.

 - Traitement vitesse air (badin) avec sa compensation en température.





Capteur DS18B20 montée sur un petit connecteur "maison" en résine epoxy
à la dimension intérieure du marche-pied droit qui se voit ains attribué la fonction de sonde de tempé air extérieure !...
temp_ext



   





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