Experimental Rakete "Raspberry Pi"

Frank kam auf die Idee einen "Raspberry Pi" in einer Experimental-Rakete einzusetzen, ich habe mir mal ein paar Gedanken gemacht und diese hier zur Diskussion gestellt. Es geht hier um keine Reglung, sondern eher um eine Ablaufsteuerung mit zusätzlichen Sensoren und Datenerfassung.

Für schmale Modellraketen,"Stephan One", könnte man inszwischen der Raspberry Pi Zero (65x32x5 mm³) verwenden. Diesen gibt es inzwischen auch mit Kamera Schnittstelle und WLan. Projekt

Raspberry Pi

Es wird ein vernüftiges Gehäuse benötigt, der Raspberry Pi hat in meiner Ausführung keine Befestingungsmöglichkeiten, das neue Design hat dann zwei Befestigungslöcher. (86x54mm²)

Da sich meine Experimental-Rakete in der Mitte trennt, werde ich wohl zwei Raspberry Pi einsetzen, einen oben und einen unten. Beide werden über WLan verbunden.
Die zweite Lösung ist unten einen µController zu arbeiten, der die Daten per WLan an den oberen Raspberry PI schickt. Die ganz andere Lösung ist über BlueTooth eine serielle Verbindung vom Controller zum Raspberry Pi herzustellen.
Eine dritte Lösung ist nur ein Raspberry Pi zu verwenden, welcher im unteren Bereich der Experimental Rakete ist.

Programmierung

Ich werde C/C++ oder Python verwenden, beides hat Vor und Nachteile. Ich glaube, ich werde Python verwenden.

Python geht schneller zu entwickeln, aber C/C++ läuft schneller. Ganz ist der Kampf in mir nicht entschieden.

Der Programmablauf ist eigentlich genauso wie bei einem µController

  1. Einstellungen und Test
  2. Flug (real, simuliert)
  3. Auswertung

RealTimeKernel

Ich muß mal schaun ob für den aktuellen Kernel eine RT Erweiterung vorliegt, wenn nicht muß ich auf einen älteren Kernel zurück greifen. Ich habe eventuell eine Lösung gefunden, ich muß das mal testen.
Die Basis ist xenomai, das ist allerdings ein Framework, mal schaun.
Es gibt eine Firma die verwendet einen RT Kernel auf dem RPi zum steuern von Dronen (07/2015).
Zur Not nehme ich einen Controller (ChipKit™ Pi) und lasse den RPi davon lesen.

WLan

Ich werde ein USB Stick mit abgesetzter Antenne verwenden, am Boden wird auch eine qualifizierte Antenne (2x bis 4x, Empfangssignalverstärkung) benötigt. Der USB Stick in der Experimental Rakete wird/sollte als Access Point betrieben, aber es scheint als ob der Access Point doch die Bodenstation wird.

GSM/GRPS

Daten und Koordinaten kann man auch per GSM/GRPS zum Startpunkt senden. Damit kann das WLAN Problem umgangen werden.

GPS

GPS ist interessant, wenn die Reichweite mittels Richtantenne im WLAN erhöht werden soll. Anhand der GPS-Daten wird dann die Richtantenne immer auf die Modellrakete ausgerichtet.

Kamera

Eine HD USB Cam welche die Daten auf die SD Karte schreibt und wenn möglich auf den Laptop am Boden überträgt. Eine direkte Übertragung der Bilder wäre auch möglich. Die Telemetrie Daten könnte man mit dem Bild mischen.
Ich kann inzwischen auf eine Kamera von Raspberry Pi zurück greifen, eine USB Kamera wäre flexibler. Die USB Kamera hat einen längere Zuleitung. Es gibt für die RPi Kamera inzwischen auch längere Zuleitungen. Mal schaun wie ich das hinbekomme.

technischer Aufbau

Sensoren

Der Drucksensor lässt sich per python und I2C ansprechen und liefert vernüftige Werte.
Für die Sensoren ist eine neue Platine ins Spiel gekommen, welche Druck, Kompass und Beschleunigung abdeckt. Diese Platine ist von FREESCALE SEMICONDUCTOR.

Aktoren

Softtware

  1. Einstellungen/Test
  2. Startrampe
  3. Flugphase
  4. Landung

 


Stephan Günther, 1997-2024, letzte Änderung 10.04.2022, Datenschutzerklärung, DisclaimerPowered by GetSimple