Antena de seguimiento por GPS

Tema en 'R/C TELEMETRÍA y UAV PROYECTOS' iniciado por eladiomf, 5 Jun 2007.

  1. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola a todos

    Todos sabemos lo importante que es en FPV orientar correctamente las antena direccionales tipo patch.

    He recibido algunos mails y llamadas de compañeros interesados en un dispositivo de este tipo. Tambien he buscado y he visto que no hay ningun proyecto de este tipo por internet ni nada comercial, asi que llevo ya mas de un mes liado con este proyecto.

    Si sabemos las coordenas y la altura a la que se encuentra el avion y sabemos las coordenadas de "Casa" (Punto donde se encuentra la antena), podemos calcular los angulos a los que hay que orientar la antena. Las coordenadas del punto "Casa" son las que nos da el GPS del avion justo antes del despegue.

    Partes de la que se compone el sistema:

    Radio modems: El GPS nos da las coordenadas del avion, pero estos datos hay que enviarlos a tierra. En el avion llevo un modem codificador, que codifica los datos del GPS y los inyecta por el canal de audio de nuestro transmisor de video. Este modem codificador es simplemente un microcontrolador. Peso de la parte que va en el avion 3 gramos.

    En tierra recibimos los datos por el canal de audio de nuestro receptor de video. A la salida de audio del receptor de video conectamos un modem decodificador, con lo cual los datos del GPS los volvemos a tener en el formato original (4800 Baud 8N1). El modem decodificador lo conectamos a la electronica que controla la antena. Este modem decodificador lo podemos conectar simultaneamente al puerto serie o USB (con un adaptador RS232-USB) de un ordenador portatil.
     
  2. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Moving map. Posicion del avion sobre un mapa en tiempo real

    Hago un parentesis aqui para hablar de la otra aplicacion de los modems.

    Como ya he dicho en Tierra utilizo el siguiente conexionada:

    Receptor de video - Modem decodificador - Adaptador Serie/USB - Ordenador Portatil

    El convertidor serie/USB es comercial lo podeis encontrar en cualquier tienda de informatica por 20-30 euros.

    Bueno ya tengo los datos del GPS del avion en mi ordenador portatil.

    Si me descargo las fotos de Google Earth de la zona (se almacenan en la cache) y metos los datos del GPS en Google Earth, tengo la situacion del avion sobre el mapa foto de Google Earth en tiempo real.

    Para meter los datos del GPS en google Earth hay dos opciones:

    1) Compras la licencia para Google Earth Plus, que permite conectar un GPS. No he probado esta opcion.

    2) Te descargas el programa gratuito EarthBridge. Este programa ademas de meter los datos del GPS en Google Earth, muestra mucha informacion sobre los satelites y la señal que recibe el GPS. Nos da tambien altitud y velocidad. Esta es lo que uso actualmente.

    http://mboffin.com/EarthBridge/
     

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  3. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Electronica antena

    Sigo con la antena

    En tierra tenemos:

    Receptor de video - Modem decodificador - Electronica antena

    Esta electronica antena es simplemente la placa del RCAP3 pero con el software modificado para que haga los calculos de los angulos a los que hay que orientar la antena.

    A la Electronica antena se conectan 3 servos:

    2 servos para el movimiento horizontal. Cada servo puede girar 180 grados, luego si monto un servo encima de otro y la antena encima del segundo servo puedo girar la antena un total de 360 grados en el plano horizontal

    1 servo para el movimiento vertical. Verticalmente es suficiente con girar la antena 90 grados.

    Ya solo queda la parte mecanica, que es lo unico que me queda por pensar. Tengo que hacer una estructura que soporte el receptor de video, modem, bateria, antena y 3 servos.

    En unos dias ire poniendo fotos.

    Eladio
     
  4. merss Miembro Activo

    merss
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    Ese planteamiento creo que es el adecuado, he estado pensando en ello estos ultimos dias. Pero, si no te importa me gustaria rectificarte en un punto, el de la orientación mecanica de la antena. En realidad no hace falta 3 servos, sino 2. Contando que el servo se desplaza 180º, puedes poner uno en el plano horizontal, con lo que cubririas 180 grados en el sentido x positivo. Y un segundo servo que se encargara de realizar otros 180 grados en vertical es decir, de x positivo a negativo. con este sistema conseguirias cubrir los 360 grados de una forma sencilla.
    Esto siempre me a parecido muy beneficioso para el Fpv, sobretodo porque se podrian utilizar antenas direccinales (si se consigue suficiente precisión) y poder multiplicar la distancia de vuelo.
    Por curiosidad, si al final sacas los esquemas para realizar esto, tienes pensado comercializarlo, o publicarlo para que la gente pueda hacerlo en casa (aunque te reserves el derecho de copia)?
    Saludos
     
  5. Miniplanes Miembro Activo

    Miniplanes
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    Eladio, esta ideia es buena pero solo si vas a utilizar el avion a longas distancias,...., pero quase impraticable a curtas distancias,...., tendrias que conseguir movimentar la antena mui rapidamente e se lo vais a contar con los tiempos perdidos en la comunicacion del modem(4800 bps) + tiempo a processar las coordenadas + ordenes para movimiento de los motores + inércia de los mismos devido al peso del conjunto,......, verás que a curta distancia es quasi impraticable,.....,es lo que me parece,...., se lo consegues los 3 ejes ....entonces te lo dou mis congrats,.... e si funcionar bien,..., pues lo quiero uno se esos para mi tanbiem,....aguardo por los resultados e por las fotos, ! :D

    un saludo
     
  6. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Gil

    Se que el potencial de la antena esta en vuelos a larga distancia, pero es que ya hay bastantes compañeros del foro volando a mas de 1-2 km, incluso alguno ya ha llegado a los 4 Km.

    De todas formas la antena se puede re-orientar muy rapido, es cuestion de usar servos rapidos y de muchos kilos.

    Un saludo
     
  7. sergio00 Administrator

    sergio00
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    Animo
    Hay un post en Rc-cam sobre esto.
    Es interesante, X ej.,para hacer un circulo de radio 3 kms.
    Seria muy interesante pa larga distancia.
    EL q estaba con este tema era Waves q abrio un post hace mucho.
     
  8. Andrés Miembro

    Andrés
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    En servocity hay sistemas pan que dan hasta 630º de movimiento :shock:. La resolución no creo que sea demasiado buena pero tampoco creo que se hechase en falta para esta aplicación.


    http://www.servocity.com/html/spg785_gearbox.html


    Un saludo
     
  9. merss Miembro Activo

    merss
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    Si me premitis creo que la mejor opcion serioa la utilización de un motor PAP (motor paso a paso) que tienen mucha fuerza, son muy rapidos y tienen una resolución de pasos más que aceptable (hay de 1º por paso), y lo mejor esque se pueden conseguir de forma muy economica, de hecho de una impresora vieja... seria lo ideal para el plano xy, es decir movimiento horizontal, para el vertical un servo de 10kg digital, nos daria suficiente.
    De todas formas me reitero, es para comercializar o para compartir el esquema con los foreros (aunque te guardes el derecho de copia)?
    Saludos
     
  10. m€din@ Miembro

    m€din@
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    Hola yo tambien estoy con el tema de la antena motorizada , pero mi idea es emplear cuatro antenas X, -X, Y, -Y cuatro receptores OEM para leer la señal rssi e inyectarlas en un picaxe 28 ó 28x que tienen integrado un AD converter de 10 bits para 4 canales , el programa es exactamente igual que los robots geguidores de linea y emplear motores paso paso por supuesto , en el centro de las cuatro antenas se puede colocar una buena patch con el receptor que recibe el video y el audio.

    Esta es la antena que voy a emplear

    http://www.zero13wireless.net/foro/showthread.php?t=1241

    Tiene cierta directividad para que el micro pueda distinguir que antena tiene mas señal y asi posicionar los motores para conseguir el equilibrio de las cuatro .

    saludos A.Medina
     
  11. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Merss

    Se que la mejor solucion son motores paso a paso, y con el tiempo puede que haga 2 versiones, una con servos y otra con motres paso a paso.

    En un principio pense en servos ya que todos tenemos por casa un 2 o 3 servos standar y no hay que comprar nada. Ademas cualquier Aeromodelista esta acostumbrado a trabajar con servos y no tanto con motores PAP.

    La idea que tenia con la antena es que cada uno se fuera diseñando su propia parte mecanica de forma que con el tiempo entre todas las ideas llegaramos a un diseño optimo.

    Respecto a la electronica, aun no lo se como lo hare, quizas una opcion sea suministar kits asequibles en precio con todos los componentes y los PIC's ya preprogramados, asi sale muy barato y cada uno puede personalizar un poco el montaje.

    Me han dicho que las disketeras y las impresoras viejas tienen motores paso a paso, asi que si teneis por casa alguna estropeada, ya podeis empezar a saquearla.

    Un saludo
     
  12. Fleming Miembro

    Fleming
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    Buenas,
    como para gustos, colores, el mío es que no me gustan los motores PAP para aplicaciones serias/medio-serias, siempre y cuando lo controles an lazo abierto, ya que estos motores pierden pasos, y si los va a controlar en lazo cerrado, pues ya tienes los servos que están más trillados (y son más baratos uq a ponerles encoder)

    Perdona, puedes ampliar algo la dispocisición de esas entenas?

    Ufff, que miedo, ya puedes hacerlo suficientemente robusto, porque no quiero ni pensar que puede pasar en si te quedas sin señal de video en una pasada con poca altura cerca de la antena (el peor de los escenarios para una antena motorizada, pienso yo)
     
  13. merss Miembro Activo

    merss
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    Hola, la verdad esque para nosotros el conseguir un servo es pan comido.
    Sigo siendo partidario de los PAP. Por estas razones:

    - Son gratis, en una impresora tienes dos PAP con suficiente fuerza para hacer girar la antena. Muchos de ellos tienen un paso por grado, más que suficiente, aunque se puede reducir facilmete con una polea y conseguir así más precisión y fuerza (las poleas también están dentro de las impresoras)

    - Los controladores para estoso motores son faciles de conseguir. Mirar en la pagina de www.cenece.com, estan los esquemas. Solo haria falta hacr el soft de seguimiento.
    http://www.cenece.com/ceneceC4.htm

    - Los PAP nos permiten poder girarlo en 360º grados tantas vueltas como queramos. Los servos se mueven en 180º con el ampliador de recorrido de servo sin poder dar vueltas completas. con lo que si das un par de vueltas completas alrededor de el punto origen, pierdes señal, porque necessita redirigir la antena.

    Puede que los servos esten más trillados, y nos den más precisión sin necesidad de hacer reducciones pero los pap ganan por goleada.
    Saludos
     
  14. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Flemming y Mers

    Para mi esta claro que los motores PAP, tienen ventajas, pero la mayoria estamos mas familiarizados con los servos.

    Pero nos os preocupeis, que como ya he dicho, habra 2 versiones de la electronica, una para PAP y otra para servos.

    Saludos
     
  15. Wavess Administrator

    Wavess
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    Perfecto eladiomf, en eso mismo estaba yo y practicamente con tu misma idea. El unico aeromodelista mundial q creo que tiene este sistema es cyberflyer, pero como es logico no suelta mucha informacion sobre el tema por temor a que le roben el invento supongo.
    Yo en principio lo tenia planteado para usar el tinytrack ya que cuando empece a mirarlo parecia la unica opcion fiable de enviar datos gps por el canal de audio, la pega era que mandaba datos en formato aprs y necesitas hacer la conversion pertinente. Supongo que estaras usando el mismo modem que estoy usando yo el dzl modem, que aparecio hace poco por estos lares. La unica duda que me queda ya que no lo he podido probar todavia es la fiabilidad del canal de audio en el envio de datos, dicen por ahi que es bastante mas fiable el tiny track. No obstante sin probar no se llega a nada. La otra variante que intentare introducir con respecto a tu idea es el uso de una pda, en lugar del portatil que es mas engorroso en el campo de vuelo. Ya nos contaras el progreso del tema.

    Un saludo
     
  16. m€din@ Miembro

    m€din@
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    Para Fleming ; Las antenas irian en el mismo plano , es decir una patch en el centro , izqd , dcha ,arriba y abajo las otras antenas y todas mirando en la misma dirección .
     
  17. merss Miembro Activo

    merss
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    eladio, perdona mi insistencia, pero, este proyecto va a ser para comercializarlo o para que cada uno se pueda construir su versión? (aunque te guardes los derechos)
    Saludos
     
  18. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Mers

    No me gusta citarme a mi mismo, pero ya respondi a tu pregunta un poco mas arriba.

    Un saludo
     
  19. merss Miembro Activo

    merss
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    Eladio, mia culpa, lo siento. Deberia repasarme los post antes de decir nada.
    Bueno, aprovecho este mensaje para darte todo el apoyo que haga falta. Y si necesitas ayuda pidela, aunque de conocimientos de electronica muy poco, alguna idea podre dar. :p
    Saludos
     
  20. Wavess Administrator

    Wavess
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    A mi tampoco me gusta demasiado citarme yo mismo pero tengo curiosidad por saber que modems vas a usar y si has probado ya su fiabilidad, un saludo
     
  21. Miniplanes Miembro Activo

    Miniplanes
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    La desvantagem del Tiny track es que esta limitado a 1.2 Kbps,....., por lo menos es asi asta la version 3 que pienso es la ultima !

    un saludo
     
  22. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Waves

    El modem que estoy usando por ahora se basa en una pareja de PIC16F685. Casi todo el software lo ha desarrollado Gonzalo un amigo mio que esta terminando ingenieria Informatica. Solo lo he probado en tierra con el TX y RX de Airwave y parece que va bien.

    Al modem de DZL le heche ya un vistazo hace un par de semanas cuando vi tu enlace. Tengo pedido los A-tiny a Digikey, ya que aqui no los encuentro. El unico problema es que no tengo programador para Atmel, pero ya le tengo echado el ojo a uno de Sparkfun electronics.

    Probare los 2 modems y usare el que de mejor resultado.

    Posteare los resultados en este hilo.

    Has probado tu ya el modem de DZL? Funciona?

    Saludos
     
  23. Wavess Administrator

    Wavess
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    No todavia no he probado el dzl, tengo todo lo necesario para probarlo a falta de dedicarle un poco de tiempo. Creo que gilrc lo ha probado, a ver si nos cuenta sus resultados Desde que lo prueba posteare los resultados, pero no se no se, no me huele muy bien no se porque.
     
  24. Miniplanes Miembro Activo

    Miniplanes
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    Si lo tengo, a funcionar a 4.8Kbps e me esta a enviar la posicion del avion hasta el PDA si nenhum problema,......, mi unico problema ahora es que ya tengo lo controlador de telemetria a funcionar e necessito de tener que construir outro modem... pero con un transmissor proprio e no por el canal de audio,......., mi da igual......, prefiro asi,......, tener siempre la duplicacion de recursos es lo mejor para uso en aeronautica. 8)

    un saludo
     
  25. cvina Miembro

    cvina
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    existen unos modems GPRS ( ...lo se, cuestan pelas las llamadas) con un puerto rs232, no valdrian para un easy glider ya que pesan 150g + la antena, por ellos podriamos enviar cualquier telemetria.
    seria muy util para direccionar la antena
    No estoy hablando de fvp si no de uav. Con ellos podriamos enviar cualquier cosa, y desde cualquier sitio, ya que elproblema del alcance desaparece.
    Con la cantidad de "cerebritos" que tenemos en este foro, no se como no se le ha ocurrido a nadie construir algo grande, es decir, llegar lejos, el coste? pues entre los que somos, hacemos como los de AIRBUS un consorcio..jajaj
    saludos carlos
     

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  26. Fleming Miembro

    Fleming
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    Buenas,
    Espero que por lo menos nos salga algo mejor que el Airbus A380 jejejeje.
    Yo estoy utilizando para telecontrol, no para FPV, teléfonos móviles antiguos. Los siemens M35 y C35 incluyen de serie modem y los ericsson T10 y T28 lo mismo, es curioso que los Nokia de gama baja no lo incluyan
    Es la línea de GilRC (y la mía algún día) el construir un avión grande, pero si le das mucha autonomía... entras en la eterna discusión de los peligros asociados a volar a largas distancias, tener un fallo y que le caiga a alguien en la cabeza...
     
  27. cvina Miembro

    cvina
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    Lo de la atonomia no es tan complicado, no se donde he leido que unos Jubilados canadienses con 1,5 l de gasolina cruzaron el atlantico, y creo que les sobro

    me interesa lo de los moviles y sus modems , tienes informacion?

    cuenta.... cuenta...

    saludos Carlos
     
  28. Fleming Miembro

    Fleming
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    Bueno,
    muchos modelos de móvil incorporan un modem GSM, que generalmente es accesible a través de sus terminales:
    [​IMG]
    Los niveles de señal son TTL de 5V, por lo que si quieres conectarlo al ordenador, necesitarás un conversor de niveles tipo MAX232.
     
  29. Miniplanes Miembro Activo

    Miniplanes
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    O problema de tener que ser grande no es solamente la autonomia pero el equipamiento que puedes transportar,...., como lo sabes con apenas 11 pounds de gasolina se pudo hacer 1881,6 millas nauticas en 38 horas, 59 minutos con el TAM5,...pero no havia cameras onboard ni emissores de video.

    Fleming, gracias por poner el PIN-OUT de estos mobiles ! 8)

    un saludo
     
  30. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola

    Ya tengo bastante adelantado el desarrollo de la antena. La electronica esta completamnete terminada, el software para el movimiento horizontal ya esta terminado (falta por terminar el software para el movimiento vertical) y la mecanica ya esta terminada y montada.

    Quiero tenerlo todo funcionando antes del encuentro en Murcia

    He sacado fotos de todo el montaje de la mecanica para que todos podais copiarlo o mejorarlo.

    Movimiento horizontal.

    Lo primero es montar un servo encima de otro para conseguir 360 grados de rotacion. Para esto he usado separadores de 3 cm de longitud, que se pueden conseguir en cualquier tienda de electronica. Estos separadores hembra estan roscados por ambos extremos.

    Todas las piezas las he fabricado con placa de circuito impreso (fibra de vidrio), disponible tambien en tiendas de electronica.

    Para quitar el cobre a las placas basta con introducirlas unos minutos en una mezcla de agua fuerte y agua oxigenada (disponibles en cualquier drogueria o incluso el supermercado)
     

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    Asi es como queda el conjunto de los 2 servos
     

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    Hace falta una "base" o caja para montarlo todo, y como no tenia ganas de fabricarlo he usado una caja de madera de una botella de vino.
     

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    Hace falta cortar 4 piezas mas para fabricar la torreta donde va montada la antena y el servo para el movimiento vertical.
     

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    Instalacion del servo del movimiento vertical
     

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    Vista general de la mecanica montada a falta de pintar
     

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  36. eladiomf Miembro

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    Os dejo tambien unas fotos de la electronica.

    Estos son los prototipos que estan montados en placas de "agujeritos". La version definitica, que ya la tengo funcionando pero no tengo foto, usa componentes SMD (de montaje superficial)

    Este es el modem_tx, es decir la parte que va en el avion. Funciona a 5 voltios, por un lado se conecta al GPS y por el otro al audio del transmisor de video.

    Pesa solo 2 gramos. La version definitiva pesa menos de 1 gramos (creo, ya que mi balanza cuando lo pongo encima marca cero)
     

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  37. eladiomf Miembro

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    Este es el modem receptor que va conectado al audio de nuestro receptor de video.

    Tiene incorporado un regulador de tensionde 5 voltios, por lo que puede funcionar con lipos de 2 o 3 elementos (7 a 14 voltios).

    Tambien tengo ya preparada la version en SMD

    Conexiones:

    1. Alimentacion: 7-14 voltios

    2. Audio del recptor de video

    3. Salida de datos TTL para la electronica de la antena.

    4. Salida de datos RS232 (el modem incorpora un convertidor TTL/RS232)para conectarlo al ordenador y ver la posicion del avion en Google Earth, asi como ver los satelites que tenemos fijados y la caildad de la señal.
     

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  38. eladiomf Miembro

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    Electronica de la antena.

    Este circuito se conecta al modem receptor y a el se conectan los 3 servos, los 2 del movimiento horizontal y el del movimiento vertical.

    Funciona tambien a 5 voltios, y la alimentacion la toma del propio modem.

    La plaquita verde es la que hace todos lo calculos complejos de calculos de coordenadas y la otra placa mas grande se encarga de mover los servos. Prefiero usar 2 procesadores independientes para dar mas fiabilidad y rapidez al sistema.

    En breve subire mas fotos y algun video de la antena funcionando.

    Eladio
     

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  39. Wavess Administrator

    Wavess
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    Muy buena pinta tiene eso eladio, al final usas el DZL Modem no? Que tal funcionamiento te ha dado?

    Salu2
     
  40. Silfonone Miembro Activo

    Silfonone
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    Eladio, veo que usas dos servos para el eje de giro vertical. Supongo que es para conseguir los 360º. ¿Has probado en colocar un potenciometro externo y quitarle los topes al servo para que pueda girar la vuelta entera? Yo lo he hecho así para que la camara gire 360º y funciona muy bien.
     
  41. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Hola Waves

    El DZL modem funciona muy bien.

    Por ahora solo lo he probado con receptores transmisores Airwave.

    Un saludo
     
  42. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Seria otra solucion, lo pense, pero como tenia varios servos standar por hay rodando, pues no me quise entretener mas.

    Los servos son baratos hoy dia, y al llevar 2 servos tambien tenemos el doble de par.

    Pero bueno, gracias por apuntar la solucion, ahi queda y cada uno que se lo monte como quiera. La misma electronica valdria para los 2 sistemas.

    Un saludo
     
  43. luico Moderator

    luico
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    Enhorabuena Eladio :shock:

    Si esto funciona bien, que estoy seguro que así lo hará, y lo aplicamos a dos antenas direccionales, tanto para el TX de la emisora, como para el RX del vídeo. Estoy seguro que se puede llegar a record impensables hace unos meses.

    En hora buena a todos porque entre todos este foro se esta convirtiendo en la NASA del FPV y no me extraña que pronto se nos sumen espías de los militares o la propia NASA para copiarnos ideas :p
     
  44. luico Moderator

    luico
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    Propongo también algo parecido, pero en el avión. El simple hecho de que las antenas del avión se orientaran siempre mirando a la estación base (eso si para aviones un poco más grandes) podría ser la leche. :idea:
     
  45. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Pues si, se pordria hacer muy facilmente, el software seria muy parecido, tendria que hacer pocas modificaciones.

    Que tipo de antena direccional se podria poner en el avion? Una patch de 8Bd es demasiado grande incluso para uno de gasolina.

    Eladio
     
  46. m€din@ Miembro

    m€din@
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    Enhorabuena por tu proyecto Eladio

    Yo tambien estoy interesado en el tema de la antena de sguimiento y me gustaria saber si contemplas tambien la señal RSSI del receptor de video para afinar la punteria o conpensas el posible error de posicionamiento del gps con una antena con un un buen angulo de apertura.

    saludos A.Medina
     
  47. Wavess Administrator

    Wavess
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    La señal rssi es muchisimo mas ineficaz que la posicion gps, los modulos gps actuales dan un error maximo de 3 m.
    Salu2
     
  48. eladiomf Miembro

    eladiomf
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    Como bien dice Waves, el error maxiom de un GPS es de unos 10 metros como maximo,. Un error en la posicion del avion de 10 metros a varios cientos de metros de distancia, nos de errores en los angulos de la antena de solo unas decimas de grado.

    Esto lo soporta cualquier antena, por muy direccional que sea.

    Eladio
     
  49. luico Moderator

    luico
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    antena avión

    La antena direccional para el avión, la verdad es algo más complicado ya que no creo que encontremos nada comercial.

    Como tengo alguna experiencia en fabricación de antenas, haré algunas pruebas a ver si consigo algo razonable.
     
  50. Miniplanes Miembro Activo

    Miniplanes
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    Eladio, e que tal se a comportado tu nuevo aparato ?

    saludos
     

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