TELEMESURE

  TELEMESURE à SYNTHESE VOCALE pour STF05
TELEMESUREà synthèse vocale pour tous  et pour STF05
Version pour FrSky

MODULES de TELEMESURE

PRESENTATION

En avant première nous vous présentons la solution pratique que nous avons, pour le moment, adoptée pour la télémesure qui de toute façon est opérationnelle,
tant côté STF05  que côté RXBEE, si vous avez monté le système 2.4 GHz

TELEM1.jpg (125628 octets)     TELEM2.jpg (30495 octets)                        
          Ci-dessus le bloc d'affichage des quatre valeurs transmises par la télémétrie. Nous avons utilisé
          un afficheur 2 x 16 caractères de grande taille, de manière à avoir une meilleure visibilité
          Les paramètres affichés sont l'altitude ( 720 m ), les tours moteur  (10 Ktours ) Ces valeurs étant
          ici fictives et déterminées par des potentiomètres remplaçant les capteurs futurs. Sur la seconde
          ligne, la tension batterie du Rx, et le niveau RSS1. Ce sont ici des valeurs réelles.
          Le bloc de mesure est enfilé sur l'antenne télescopique
      Et voilà ce que cela donne !! Le bloc d'affichage est placé à cet endroit pour faciliter la lecture lors du vol. On pourra assez facilement l'amener dans la ligne de vision du pilote. Il est simplement
      connecté sur la prise DIN du STF05 qui lui fournit les 5V d'alimentation et les signaux reçus véhiculés par la ligne Rx du STF05. Noter que, avec l'éloignement, le niveau RSSI a diminué.
      Le bloc d'affichage est également pouvu d'un module sonore d'alarmes ( tension batterie insuffisante, RSSI trop faible, calage moteur et vario dans le futur ) Un clavier à 3 touches est accessible
      à l'arrière du bloc pour programmer les points d'alarme.

REALISATION

Schéma du bloc d'affichage

TELEM-Sch.jpg (51731 octets)Le bloc d'affichage comporte en fait deux parties :
    - Réception et traitement des données de télémesure reçues en vue de l'affichage
               Cette partie contient également la gestion des alarmes et la programmation de
               leurs points de déclenchement
               C'est la partie inférieure du schéma : Toiut le travail est effectué par un µC de
               type 908JK3DW que nous avons retenu pour sa facilité de soudure et son prix
               peu élevé. Mais revers de la médaille, le nombre de ses entrées/sorties est faible
               ce qui nous a imposé des contraintes assez pénibles : L'afficheur utilisé est géré en
               mode 4 bits et le commutateur de modes SW utilise la patte IRQ, ce qui est peu
               habituel.
               L'horloge du µC est donnée par un quartz 10 MHz
               Les signaux de télémétrie ( 5 octets ) arrivent sur l'entrée PTD6. Comme ce µC
               ne possède pas de SCI, le décodage de ces signaux série doit se faire "à la main" !
               Ils sont ainsi reconnus, leur validité vérifiée ( Le 6éme octet est un octet de checksum )
               puis ils sont convertis en ASCII pour être affichés par le LCD 2x16 caractères.
               Cet affichage effectué, il y a test des alarmes éventuelles. Le résultat du test est envoyé
               au module de son par les  lignes "a"', "b" et "c"
              Dans la version nouvelle du 15/03/09, il a fallu envoyer à ce module, non seulement
               le n° de l'alarme mais aussi, dans le cas du vario la valeur de sa tension de sortie, ce qui
               permet de moduler la tonalité sonore. Sur 3 lignes simples on ne pas transmettre grand
               chose ( simplement une valeur allant de 0 à 7 ) Il nous a donc fallu implanter une liaison
               de type SPI ( enable, clock et data )

 
               La programmation des points d'alarme se fait par l'intermédiaire des touches P, + et -

        - Génération des signaux sonores

               C'est un petit µC 908QT2 configuré en horloge interne qui a la charge de générer les
               salves de notes des alarmes.
              Les lignes "a", "b" et "c" sont associées à une routine de réception SPI
              
Le commutateur SW2 est devenu inutile et peut être supprimé
               Les signaux sonores sortent par la ligne PTA1 et sont envoyées au choix sur un tout
               petit haut-parleur interne ou vers un écouteur, solution préférable sans doute
                Un cordon 3 fils connecté à la prise DIN du STF05 véhicule l'alimentation en 5V du 
               module ainsi que les signaux présents sur la ligne Rx du STF


MONTAGE
Pratiquement le module se présente sous la forme de deux
plaquettes imprimées se fixant sur les vis d'angles de l'afficheur.TELEM.jpg (38581 octets)
Voir ces plaquettes ci-contre :
    - à gauche la partie "SON"
    - à doite la partie "Affichage et traîtement"
Les deux platines sont reliées par un câble plat 6 fils, soudé à
droite mais avec connecteur 2mm débrochable à gauche.

Cliquer pour télécharger la liste des composants

La réalisation des deux plaquettes est très simple.
Voir ci-contre
Sur la plaque TELEM, les touches et le commutateur
sont soudés de manière à affleurer légèrement à travers
la plaque de fond obturant le boîtier
Les fils séparés du câble plat arrivent par le dessous de la
plaquette, passent par les trous prévus pour soudure au recto
Sur la plaquette SON, même remarque pour SW2. Faire des
fentes dans le cimpr pour le passage des 3 pattes de l'embase
du jack. Soudure au recto pour les pattes arrières et liaison de
masse en dessous pour la patte avant de masse, à l'aide d'un
fil nu passé par les 2 trous de la piste de masse
 


TELEM3.jpg (38736 octets) 
     Les réalisateurs éventuels devront surtout compter sur eux-mêmes :  L'auteur ne fournira ni le boîtier,
     ni les circuits imprimés, très faciles à réaliser puisque simple face.
     Les fichiers nécessaires au format  POSTSCRIPT sont disponibles dans la page "Téléchargements"
     La seule contribution de l'auteur sera la fourniture des deux µC programmés.


    La photo ci-contre vous montre le module terminé
    Le boîtier a été réalisé en époxy 8/10, simple face, non présensibilisé. Il est exactement à la dimension de
    l'afficheur LCD qui y entre sans jeu. Nous avons soudé aux angles de la face avant des entretoises taraudées
    à 2.5 mm sur lesquelles s'appuie l'afficheur et qui permettent de le fixer. Les vis de fixation maintiennent en
    même temps les deux plaquettes imprimées, avec entretoises isolantes d'écartement, ce qui permet de passer
    sans difficulté, par dessous,  les fils séparés du câble plat à souder sur TELEM
    Même disposition à gauche pour la plaquette SON qui porte les picots 2mm coudés pour branchement du
    connecteur femelle du câble plat assurant la liaison entre les platines
    L'embase du jack 2.5 mm traverse la paroi du boîtier percé en conséquence .... et avec précision
    Le cordon d'alimentation traverse aussi cette paroi, par un trou ouvert avec un passe-fil, ce qui permettra
    une dépose facile , si nécessaire.  Noter sur la photo ci-dessous, à gauche, l'arrimage du cordon, par un petit
    collier traversant l'époxy par 2 trous et serré par dessous. On risque moins d'arracher les liaisons
    Remarquer les trous de passage de l'antenne télescopique du STF05, en bas de 10.5 mm et en haut, plus grand
    mais garni d'un passe-fil à trou intérieur de 10 mm. Ce passe-fil tronçonné pour sa mise en place.


                                  Gros plan sur la plaquette "SON"                                                                                                                     et sur la plaquette   "TELEM"
TELEM4.jpg (34364 octets)TELEM5.jpg (36841 octets)





















UTILISATION  du module de télémesure       ( texte revu le 15/03/09 )

    Suite aux remarques des planeuristes, nous avons été amené à modifier le soft des deux µC équipant le bloc de télémesure.
    Certaines fonctionnalités  ont été changées. Vous en trouverez le descriptif ci-dessous
    Tous les µC programmés avant la date ci-dessus seront donc hélas à reprogrammer
  --> Voir détails de l'opération à faire soi-même !

          1.  Mise en service   

                                                                    Ecran d'accueil                                       Ecran de données                             Programmation     du 1er paramètre .....             .....  au dernier        

TELEM-ECR0.jpg (5702 octets) TELEM-ECR1.jpg (5464 octets) TELEM-ECR2.jpg (5698 octets) TELEM-ECR3.jpg (5513 octets)


    Après une minutieuse vérification du montage, procéder à la mise sous tension par le STF05, sans se préoccuper pour le moment du 2.4 GHz.
    Si vous n'avez pas oublié de mettre à 0 le potentiomètre de contraste de l'afficheur, vous verrez apparaître l'écran d'accueil, puis l'écran d'affichage des données, lequel sera vierge de celles-ci.
    Retoucher au besoin le contraste pour le meilleur rendu d'affichage.
    Couper l'alimentation puis remettre sous tension en appuyant sur la touche "P". On passe alors directement en programmation des points d'alarme, passant de l'un au suivant par la touche "P" :
        - Alarme ALTITUDE : Permet de régler le point d'altitude où le signal sonore correspondant sonnera, indiquant que l'altitude programmée est atteinte. Signal permettant au remorqueur de
          planeurs de savoir que l'instant du largage est arrivé. Les touches "+" et "-" permettent le choix de la valeur sachant que le pas de correction est de 4 m.
          La valeur choisie par défaut est de 200 m.
        - Alarme TACHY : Permet de savoir que le moteur ( thermique ! ) est calé, ce qui n'est pas toujours audible directement si plusieurs modèles évoluent en même temps.
          La valeur par défaut est de 0.5 Kt ( 500 t/mn ) ce qui est très inférieur au régime de ralenti des moteurs à piston. . Correction par pas de  0.1 Kt ( 100 t/mn )
        - Alarme BATTERIE : Permet de savoir qu'il est grand temps de se poser !! Valeur par défaut : 4.76 V. ( pour 4 éléments Cadni ou NiMh )  Correction par pas de 0.4 V  de 0 V à 10.20 V.
        - Alarme RSSI :   Elle signale que l'on risque d'être hors portée. Valeur par défaut : 30.0 %. Correction par pas de 0,4 %
        - Indicateur VARIO -  : Définit le seuil inférieur du variomètre correspondant à une descendance. Par défaut 42%. 
        - Indicateur VARIO + : Définit le seuil supérieur du variomètre correspodant à une ascendance .  Par défaut  56 %. 
           L'écart entre ces deux seuils Vario- et Vario+ permet de choisir la sensibilité du variomètre : Les reserrer pour l'augmenter et inversement.
           En principe le vol horizontal stabilisé donne une valeur voisine de 50 %.
           Il sera utile d'observer la valeur obtenue réellement et ses fluctuations ( causées par le bruit du capteur fortement amplifié par les amplis du variomètre )
           Cela permettra de programmer des seuils pas trop proches qui donneraient des indications  intempestives.

                                                                     0%                                                             42%                50%                  56%                                                        100%
                                                                     I                                                                  I                       I                        I                                                               I
                                                                    500 Hz                    Vario-                700 Hz<                 silence                   >850 Hz                Vario+                1500 Hz

         - Délai pour alarme batterie : L'alarme batterie ne se produit qu'après un laps de temps programmable ( en 1/2 s ) ce qui évite des alarmes à répétition lors d'appels de courant des
           servos provoquant une baisse de tension très momentanée. Par défaut  10 ( soit env 5s )
         - Délai pour alarme RSSI : Comme pour l'alarme batterie

     Le bloc de télémesure a maintenant deux modes de fonctionnement  possibles :
           - Mode AVION avec affichage de l'altitude, des tours moteur sur la 1ère ligne, de la tension batterie et du niveau RSSI sur la seconde
           - Mode PLANEUR  avec affichage de l'altitude et du niveau VARIO sur la 1ère ligne, de la tension batterie et du niveau RSSI sur la seconde.
     Le choix des deux modes se fait par SW1,   avant la mise sous tension    : Planeur vers la gauche, Avion vers la droite.
( vu de l'arrière )
     Le décodeur RXBEE verra sa préparation un peu modifiée, mais la disposition nouvelle permettra les deux modes ci-dessus, sans adaptation ultérieure.
          
( Se reporter à la description du RXBEE pour voir cette disposition nouvelle )

           2.   UTILISATION
    On va tester maintenant le fonctionnement effectif de la chaîne de télémesure
    Mettre le RXBEE sous tension, avec modules extérieurs ( Alti-Vario, Tachy, Intensité ) ou sans,  soit en mode AVION, soit en mode PLANEUR ( RXBEE supposé revu ! )
    Mettre le STF05 équipé de son bloc de télémesure sous tension.
    L'écran d'accueil apparaît, puis l'écran vide des données.
    Dès que l'association Tx/Rx se fait les données apparaissent sur l'écran
        La première action à faire est le calage de l'affichage de la tension batterie : Mesurer avec un multimètre la tension à l'entrée du RXBEE  puis avec un tournevis d'horloger bien adapté
        régler R6aj pour afficher cette valeur.
        A proximité immédiatedu Tx, l'affichage de la valeur RSSI donne 102.0 %, ce qui peut sembler un peu optimiste, mais nous n'avons pas jugé utile de limiter à 100.0 %
        Si l'Alti-Vario opérationnel est connecté, dès l'association, il y a mise à 0 de l'altitude. Vous pourrez alors vous livrer au test de vérification de l'exactitude. Voir description du test.
        Lors de ce test, si vous simulez une montée, le vario l'indique ( voir § SONS ). Si c'est une descente de même.
        Sachez aussi que, après le démarrage, un appui sur la touche "P" permet de refaire le "0" de l'altitude.
        Si le module TACHY est connecté, débrancher le capteur Hall et le remplacer par un générateur de signaux carrés 400 Hz. Régler l'affichage pour lire "12.0 Kt"  soit 12000 t/mn
        Si vous remplacez l'Alti-Vario par un module ampèremétrique de sortie reliée à AD1 et à condition de nous avoir demandé la programmation spéciale du 908JK3, les altitudes seront
        remplacées par des Intensités, avec lecture possible de 0 à 102.0 A.  (  Pour un bateau électrique, c'est plus utile que .... l'altitude !! ) Le module ampèremétrique pourra être un shunt
        de très faible résistance ( par ex.  1 milli ohm ) intercalé dans le retour au - de la batterie. Un double ampli OP, les deux étages en inverseur donnant un gain global de 32,35 ajustable
        permettra d'obtenir une tension de 3.3 V pour I = 102 A et donc affichera "102.0 A". Un tel module peut être alimenté par la sortie 3.3 V du RXBEE.

         3. Détail sur les alarmes.
        Les diverses alarmes sont régies en fonction de priorités établies :
          - L'alarme BATTERIE est prioritaire sur toutes les autres. En effet elle conditionne le fonctionnement du système. Quand elle se déclenche elle inhibe toutes les autres.
          - L'alarme ALTITUDE vient en second car elle interfère avec celle du tachy. Cette alarme se produit quand le module atteint l'altitude programmée. Elle peut servir à limiter l'altitude
            du modèle si le règlement du terrain de vol l'impose ou lors du remorquage des planeurs en compétition, pour décrocher tous les modèles à le même altitude.
            Elle peut se produire plusieurs fois dans un même vol, si le modèle passe sous la limite pour la dépasser à nouveau .
          - L'alarme RSSI vient ensuite donnant une indication de champ faible et donc de portée critique.
          - L'alarme TACHY vient enfin ( mode AVION ) . Elle n'est activée que si l'altitude est supérieure à 15 m. Au sol elle est donc inhibée et ne risque pas d'agacer pendant la phase
            de démarrage du moteur.
          - En mode PLANEUR, l'alarme   tachy est supprimée et remplacée par l'alarme VARIO qui vous suivra tout au long de votre vol.

         4. SONS des alarmes.
          Les alarmes engendrent des signaux sonores ( groupe de notes ) se répétant  si la cause persiste ( sauf altitude )
          - Alarme BATTERIE :        (  600 Hz  .... 900 Hz ... 1200 Hz ...  900 Hz ... 600 Hz  )
          - Alarme ALTITUDE  :      (  600 Hz ....1200 Hz  ...  600 Hz  )     3 fois
          - Alarme TACHY :            (  1200 Hz  .... 1200 Hz .... 1200 Hz  )  
          - Alarme RSSI       :           (  600 Hz .... 1200 Hz .... 1200 Hz  .... 600 Hz  ) 
          - Indication VARIO+         2 bips courts de tonalité allant de 850 Hz à 1500 Hz  selon le taux de montée  avec 15 tonalités différentes
          - Indication VARIO-          1 bip long     de tonalité allant  de  700 Hz à 500 Hz  selon le taux de descente avec 15 tonalités différentes
         
          Bien entendu, les alarmes BATTERIE, TACHY, RSSI, VARIO se répètent aussi longtemps que la cause perdure.
          Par contre l'alarme ALTITUDE ne se produit qu'une fois au moment du passage par l'altitude limite.

         Ajout 19/03/09. Une alarme tachy peut s'avérer exaspérante si le modèle est à bonne altitude et ..... plane fort bien !
                                    Les bips/bips du vario également ! ( pendant la montée pour prise d'altitude, vol de pente......)
                                    Après l'avoir supprimé un "instant", nous avons réintroduit l'inverseur SW2
                                         - sur OFF les alarmes tachy et vario sont autorisées
                                         - sur ON,  les alarmes tachy et vario sont coupées.
                                   Les alarmes BATTERIE et RSSI ne sont pas concernées par SW2

                                   Nous vous proposons d'utiliser pour SW2 un inverseur à levier subminiature ( ED : COSP244 ) installé sur le dessus du bloc de télémesure ce qui le
                                   rend facilement accessible en vol

         5. Compléments VARIO
               a ) A la mise sous tension du système l'altitude est mise à 0 et le VARIO est actif .  Si vous êtes gêné par le son de ce vario qui passe assez lentement de vario- max au silence, il vous
                    suffit d' appuyer sur la touche "-"de la télémesure. Le son est alors coupé. Dans ce cas cette alarme VARIO ne sera réactivée que   lorsque l'altitude dépassera 15 m.
               b) Le fonctionnement du vario est malheureusement perturbé par un bruit très basse fréquence provoqué par le capteur de pression. Cela provoque un flottement gênant de la tension de
          repos.  Un filtrage logiciel de l'information par moyenne  a été mis en oeuvre.   Il améliore les choses sans  supprimer totalement le défaut.
          Dommage car on ne peut pas augmenter à souhait la sensibilité du vario.
                    En tout dernier un autre filtrage a été mis en oeuvre : 
          Par défaut l'alarme vario+/-   se déclenche dès que la mesure  quitte la zone de silence ( voir ci-dessus ).Si vous entendez cette alarme un peu trop souvent à votre goût vous pouvez,
          "avant le vol de préférence" agrandir cette zone en écartant les deux points programmables.
         Mais pendant le vol vous pouvez aussi appuyer sur la touche "+" de la télémesure.  Il faudra alors deux dépassements consécutifs pour déclencher l'alarme.
         Cet état est indiqué à l'écran par un "*" en face de la valeur variomètre, donc au milieu de la première ligne de l'écran.
         La touche "+" fonctionne en bascule : un appui pour introduire ce second filtrage  Un second appui pour le supprimer  .......... ( avec effacement de "*" )
        
           
      6. SECURITE

     Notre ami, M. GARONNAT a eu dernièrement quelques soucis avec le bloc de télémesure. Il a donc fallu élucider le problème de manière à garantir l'avenir.
        Nos essais ont montré à l'évidence que le fait de connecter le bloc de mesure, émetteur en marche, déclenchait à tous les coups un reset du µC du STF05. Cette réaction est facile à expliquer :
        Le bloc de mesure contient un 22 µF entre +5V et masse. Au branchement du bloc ce condensateur se charge soutirant un bref mais important courant du 5V. Le régulateur du STF05 ( un 7805 )
        déjà assez sollicité par le codeur, l'afficheur et .... le module XBEE est perturbé par cet appel de courant, ce qui se traduit par un pic négatif descendant à +4.5 V environ. Or le codeur comporte
        un circuit spécial de reset, le MC34064, dont le seuil de basculement est de 4.6 V. Ce circuit remplit sa fonction ( 4.5 < 4.6 ) et fait un reset du µC.
        Nous supposons donc que pour une raison inconnue, il y a eu coupure de l'alim du bloc de mesure puis redémarrage --> Reset du STF05 !!!
        Nous vous proposons une solution infaillible pour sortir de cette situation scabreuse :

                              Installer dans le STF05 un régulateur spécial pour le bloc de mesure Ce régulateur de type 7805 reçoit sur son entrée le + BATT venant de l'interrupteur.
                              Sa sortie est reliée au point + 5V du connecteur DIN dont les deux fils n°7 et 8 ( venant de CONN7 ) sont déconnectés et mis sous thermo-rétractable pour éviter
                              tout contact  intempestif avec la masse ou autre point sensible.
                              Le régulateur sera monté sur le flanc du boîtier de préférence sur une petite plaquette d'époxy simple face  collée sur le flanc et facilitant l'installation des fils
                              entrée, masse et sortie. Nous conseillons de prévoir un fusible ( ou un polyswitch ) sur cette plaquette dans le fil d'arrivée du + BATT.
                              Outre le fait que le bloc de mesure ne puisse plus perturber le codeur, le 7805 principal du STF05 vous saura gré de le soulager d'une consommation supplémentaire

                              dont il se passera bien.

        Autre modification possible mais pas indispensable :
                             Remplacer le MC34064 par un 0.1 µF . Le circuit imprimé comporte d'aillleurs des plots de soudure pour un tel condensateur ( noté "suppr" sur la figure ).

        Le petit Haut-parleur  du module de son que nous avons trouvé chez FARNELL, faute d'en trouver un meilleur, a le défaut d'une impédance de 8 ohms !
        C'est trop peu et la faible résistance de la bobine mobile entraîne une consommation non négligeable ( faites le calcul !! ) Nous vous conseillons de rechercher dans une épave
        de téléphone portable un modèle plus performant. Il existe des modèles 30 ohms, ce qui est déjà bien mieux.
        Par ailleurs l'utilisation d'un petit écouteur est conseillée. Outre qu'elle évite d'agacer les voisins de terrain, le son est bien plus audible, souvent même trop fort,
        ce qui peut se corriger en augmentant la valeur de la résistance R6 ( 100 W )
                  La consommation est dans ce cas très fortement réduite.