پروژه Open RC Spotter: سیستم تله‌متری و دیتالاگر اوپن‌سورس مبتنی بر ESP32 برای ماشین‌های کنترلی معرفی شد

به گفته CNX Software – Embedded Systems News

Open RC Spotter: سیستم تله‌متری و دیتالاگر مبتنی بر ESP32 برای ماشین های کنترلی (RC)

جیک واچلین (Energy Labs) دستگاه Open RC Spotter را طراحی کرده است؛ یک سیستم تلمتری و دیتالاگر اوپن سورس مبتنی بر ESP32 برای ماشین های کنترلی، کامیون ها و سایر اسباب بازی های RC. این پلتفرم داده های همگام سازی شده موقعیت GPS، شتاب، ژیروسکوپ، فرمان، گاز، ولتاژ باتری، دما و زمان بندی دور (lap timing) را روی یک کارت microSD ذخیره می کند، در حالی که از تلمتری زنده از طریق وای فای و ESP-NOW نیز پشتیبانی می نماید.

ما پیش از این درباره سخت افزارهای تلمتری و دیتالاگینگ طراحی شده برای خودروهای واقعی، مانند برد ماکینا Macchina A0 ESP32 CAN که از عیب یابی OBD-II و یکپارچه سازی با RaceChrono پشتیبانی می کند، نوشته بودیم. در مقایسه با آن، این لاگر مبتنی بر ESP32 برای ماشین ها و کامیون های RC طراحی شده است و GPS، IMU، نظارت بر PWM و ثبت داخلی داده ها را در یک پلتفرم فشرده مبتنی بر ESP32 ترکیب می کند.

مشخصات Open RC Spotter:

• ماژول بی‌سیم: ESP32-WROOM-32E-N4
• SoC: میکروکنترلر دو هسته‌ای ESP32 Tensilica LX6 با فرکانس حداکثر ۲۴۰ مگاهرتز و ۵۲۰ کیلوبایت SRAM
• حافظه ذخیره‌سازی: ۴ مگابایت فلش
• بی‌سیم: اتصال ۲.۴ گیگاهرتز وای‌فای 4 و بلوتوث 4.2 BR/LE، آنتن PCB داخلی
• ذخیره‌سازی: اسلات کارت MicroSD برای ثبت فایل‌های CSV همگام‌سازی شده با نرخ بالا (فرمت FAT32، کلاس ۱۰ توصیه می‌شود)
• ورودی‌ها: ورودی PWM ۳ کاناله (۸۰۰ تا ۲۲۰۰ میکروثانیه) برای نظارت بر سیگنال گیرنده RC (گاز، فرمان و یک کانال کمکی)
• سنسورها:
  • واحد سنجش اینرسی ۶ محوره LSM6DS IMU (شتاب‌سنج + ژیروسکوپ)
  • ADS1115 ADC برای ورودی دوگانه ترمیستور 10K NTC (نظارت بر دمای ESC/موتور) و نظارت بر ولتاژ باتری
  • گیرنده مادون قرمز IRM-56384 برای شمارش دور و زمان‌های میانی (split times)
• GPS: ماژول u-blox MAX-M10S GPS همراه با تقویت‌کننده کم‌نویز MAX2659ELT+T GPS (نرخ ۵ هرتز، پشتیبانی از چند منظومه ماهواره‌ای، پروتکل باینری UBX)
• USB: پورت USB Type-C از طریق تراشه CH340C برای تغذیه، نظارت سریال و پیکربندی
• متفرقه:
  • دکمه‌های Power، Reset و User(INP)
  • کانکتورهای اختصاصی برد برای THERM1 و THERM2 (ترمیستورها)
  • LED1 (وضعیت) و LED2 روی برد
• منبع تغذیه:
  • ۵ ولت از طریق پورت USB-C
  • کانکتور باتری
• ابعاد: ۶۳.۶۲۷ میلی‌متر در ۳۸.۱ میلی‌متر

نمای پشت Open RC Spotter

فریمور به طور کامل با C++ نوشته شده است و می‌تواند با استفاده از Arduino IDE کامپایل شود. ویژگی بارز آن فیلتر کالمان توسعه‌یافته ۱۰ حالته (EKF) است که داده‌های IMU و GPS را برای محاسبه دقیق موقعیت، سرعت و وضعیت (Attitude) در سیستم مختصات NED (شمال-شرق-پایین) با هم ترکیب می‌کند. در طول حرکت، داده‌ها روی کارت microSD به‌صورت لوکال و با نرخ نمونه‌برداری پیش‌فرض ۱۰۰ هرتز نوشته می‌شوند.

پس از اتمام حرکت، با دو بار فشردن دکمه روی برد، ثبت داده‌ها متوقف شده و یک وای‌فای SoftAP راه‌اندازی می‌شود که به کاربران اجازه می‌دهد فایل‌های لاگ CSV خود را از طریق مرورگر وب در آدرس  http://192.168.4.1 دانلود کنند. سپس داده‌ها می‌توانند در اپلیکیشن تحت وب Open RC Crew Chief برای رسم نمودارهای دقیق، بصری‌سازی و مقایسه دورها آپلود شوند.

داشبورد وب Open RC Crew Chief (متصل نشده)

تحلیل‌گر لوگ بارگذاری‌شده با فایل لوگ نمونه

علاوه بر این، این برد از تلمتری زنده پشتیبانی می‌کند. با فلش کردن یک ESP32 در سمت پیست (pit-side) توسط کد گیرنده ارائه شده، Open RC Spotter می‌تواند تلمتری را با فرکانس ۲۰ هرتز با استفاده از ESP-NOW پخش کند. این داده‌ها سپس می‌توانند از طریق سریال USB به رابط Crew Chief برای بازخورد آنی مهندس مسابقه وارد شوند.

نصب Open RC Spotter در یک ماشین RC

فایل‌های طراحی سخت‌افزار شامل نمودارهای شماتیک، چیدمان PCB و لیست قطعات (BOM) در OSHWLab در دسترس هستند؛ در حالی که کتابخانه آردوینو، فریمور و مستندات راه‌اندازی در مخزن گیت‌هاب پروژه یافت می‌شوند.