Форум arduino.ua

Гадаю, що можна включити ресівер напряму через RPi4, щоб RPi працювала на кшталт проксі. Так, принаймні, якщо ви втратите зв'язок, RPi буде це знати. А також така схема могла б дозволити підключити декілька приймачів різної частоти.

DSO2000 Series Digital Storage Oscilloscope User Manual, раздел 2.15.3. Dual-window Mode.

Я правильно понимаю, что вы утверждаете, что при останове захвата задержка синхронизации (trigger delay) не работает для масштабированного сохраненного сигнала? Или что тогда вы называете центральной частью?

Цифровой осцилограф оперирует всего двумя параметрами - частотой дискретизации и доступным объемом памяти. Если у вас 4К ячеек, то при частоте 1Gsa/s можно сохранить только сигнал продолжительностью 1/1G*4K=4 микросекунд. В 14М ячейках при частоте 1Мsa/s можно запомнить 1/1M*14M=14 секунд сигнала. Можно как угодно настраивать развертку осциллографа, но объем и детализация сигнала в конченом счете будут зависеть только от частоты дискретизации и глубины памяти. Значения этих параметров всегда пишутся на экране и для SDS1xxx, и для Hantek DSO2xxx.

Когда синхронизация и, соответственно, захват остановлены, содержимое памяти больше не меняется. Но с ним можно делать, что угодно - прокручивать, масштабировать, сохранять, и пр. Собственно, именно этим и удобны цифровые осциллографы.

Осциллограф автоматически устанавливает максимально возможную частоту дискретизации, исходя из доступной памяти и продолжительности времени, для которого нужно запомнить сигнал. В свою очередь, это время зависит от количества делений на экране и настройки цены одного деления.

Например, если доступная память - 4К, развертка установлена в 1 мс/деление, а количество делений на экране - 16, как у Hantek, то частота дискретизации должна составить:

4K / (16 * 1 ms) = 250 KSa/s

Если же доступная память - 14М, развертка 10 мс/деление, а количество делений на экране - 14, как у Siglent, то максимальная скорость семплирования должна была бы быть:

14M / (14 * 10 ms) = 100 Msa/s

Но на практике, поскольку генератор импульсов не может работать на такой частоте, а только либо на 125MHz, либо  50MHz, то выбирается ближайшая меньшая - 50 MHz. Однако, для такой частоты дискретизации подходит и другой размер памяти:

50 Msa/s * (14 * 10 ms) = 7M

Поэтому реальные параметры на экране будут 50 Msa/s и 7M ячеек. Кстати, память у Siglent имеет размер 14Mpts именно потому, что количество делений на экране равно четырнадцати.

Возвращаясь к вашему вопросу об оценке доступной памяти. Для того, чтобы захватить 8М точек со скоростью 1GSa/s (а это максимально доступная частота дискретизации), необходимо установить настройку горизонтальной развертки в положение:

8M / 16 / 1G = 500 мкс/деление

Таким образом, сам факт того, что вы можете установить эту настройку в 500 мкс/деление, оставив при этом скорость выборки 1Gsa/s, уже говорит о том, что у вас не менее 8М памяти.

Хорошо, а когда при 500 мкс/ меняется настройка памяти на 8М, осциллограф показывает, что он поднял скорость выборки до 1GSa/s?

На видео у дядьки все работает. Он захватил сигнал при настройках 20 миллисекунд на деление. Для 4К точек осциллограф поставил скорость выборки 12.50Ksa/s. Это дает возможность запомнить 12500*0.020=250 точек на деление и сохранить 4000/250=16 делений, что соответствует экрану осциллографа. При рассматривании сохраненного сигнала с разрешением 200 µs/ будут доступны всего 250*(200µs/20ms)=2.5 точек на деление. На видео этот эффект виден в 19:48:

Для того же сигнала (20ms/) при глубине памяти 8М скорость выборки составляет 25.00Msa/s, что позволяет хранить уже 8e6*0.020=500K точек на деление и иметь 8M/500K=16 делений. Для тех же 200 µs/ будут доступны 500K*(200µs/20ms)=5000 точек на деление. В 20:28 хорошо видно, что там явно уже не 2.5 точки на деление:

UTILITY -> Acquire -> Memory Depth (раздел 2.12.1 руководства)

А что за радио?

В общем схема почти правильная, если не считать "земли" (см. ниже) и пунктира, который лишний.

Ваша "земля" на Ардуино - это OUT- на зарядке, он же IN- на стабилизаторе. К минусу батареи ничего не должно подключаться. Из-за транзисторов защиты Ардуино будет обнаруживать несколько более низкое напряжение - это нормально.

Ключ нужно ставить в разрыв между OUT+ / IN+.

Оттуда же нужно подать напряжение на АЦП Ардуино. Если входное сопротивление АЦП недостаточно высокое и аккумулятор может разряжаться излишне быстро - подайте это напряжение через фильтр RC. Скорость АЦП тут не важна, а снизить ток это позволит. Однако нужно помнить, что у аккумуляторов ток саморазряда может быть несколько микроампер, потому оптимизировать ток через АЦП нужно только в том случае, если это будет имеет смысл.

Ну и, наконец, если зарядка сильно греется и блокируется - просто замените ее на что-то пристойное 

Ого! Понимаю. Дистанционный запуск на машине с подсосом будет, конечно, требовать некоторой системы управления этим самым подсосом. Действительно, Ардуино тут вполне хорошо справится с задачей.

Но, может быть, имеет смысл также рассмотреть установку инжектора на Таврию? Это обеспечило бы не только легкий пуск, но и помогло бы снизить расход? Тем более что некоторые комплекты инжекторов реализованы через Ардуино.

Кстати, может быть кто-то на форме знает готовый открытый проект бортового компьютера для ВАЗ, ЗАЗ, ГАЗ и другой таз? Я встречал достаточно много разных вариантов, но хотелось бы иметь решение, близкое к промышленному.

Если речь идет об увеличении дистанции в 4 раза (с 250 м до 1 км), то нужно изменить баланс мощностей (англ. link budget) приблизительно на +12 дБ:

недостающий бюджет = 20*log10(1000) - 20*log10(250) = 12

А вообще:

принятая мощность = мощность передатчика + усиление - потери
принятая мощность > порог чувствительности приемника

Соответственно, что можно сделать (список не полный, а что-то уже даже было вами реализовано):

• Поднять мощность передатчика; какой-то PA (power amplifier) уже установлен на модуле, но nRF24 имеет встроенный усилитель +4 dB, попробуйте задействовать и его. Кроме того, если этот модуль был куплен в Китае за небольшие деньги, то вы получите и такие же небольшие параметры, а PA/LNA бывают разные и могут отличаться друг от друга достаточно сильно. Сильно - это от 5 до 25 дБ.

• Поднять чувствительность приемника за счет LNA - low noise amplifier. Какой-то уже стоит, а рекомендации по PA/LNA остаются те же.

• Согласовать антенну.  Если она плохо согласована, то отдаваемая ею мощность будет невысокой. А если антенна всенаправленная (например, дорожка на плате или внешняя несимметричная антенна), то фактически это означает потери в линии. Плохо согласованная антенна может терять до 20 дБ и даже больше. Я думаю, что PCB антенна на модуле будет более-менее согласована, но если это внешняя антенна - тут лучше проверить.

• Заменить антенну на направленную. У какой-нибудь антенны типа "волновой канал" (Яги) коэффициент усиления составит где-то +8 .. +16 дБ в зависимости от ее размера. Более компактные патч-антенны будут иметь КУ около 9 дБ. Патч антенна или антенна Харченко (биквадрат) в параболическом зеркале могут поднять КУ до +20 дБ. Однако, обратная сторона направленной антенны в том, что в других направлениях связь будет намного хуже, поэтому вариант подходит только для стационарных позиций.

• Устранить препятствия по пути. В идеале это должна быть прямая видимость, но с учетом зоны Френеля. Для 2.4 ГГц на расстоянии 1 км это должна быть зона радиусом около 6 м. Конечно же дома и деревья, а тем более сложный ландшафт - все это приводит к сильным затуханиям радиосигнала. Обычно в таких случаях рекомендуется поднимать стационарные антенны повыше. Потери от деревьев могут быть на уровне 5-10 дБ, от домов - под 40 дБ.

• Использовать помехоустойчивое кодирование. Для данных, которые были переданы с избыточностью,  приемник будет иметь возможность восстановить потерянные части пакетов. Например, в BLE Coded Phy один бит данных может быть представлен восемью символами в пакете. Такой подход позволяет увеличить чувствительность приемника иногда где-то на 10 дБ. Также, может оказаться действенным методом использование более широкого спектра.

• Перейти на другой канал. Бывает, что рядом находится WiFi или другой мощный передатчик, который мешает.  Его тоже можно подвинуть по частоте или убрать вовсе.

• Наконец, если дело, например, в ландшафте или препятствиях, которые невозможно устранить, можно просто перейти в другой диапазон (потребуется замена радио модуля). Например, волны 868 МГц имеют бОльшую проникающую способность по сравнению с волнами 2440 МГц. В этом диапазоне работает LoRa, которая, к слову, так же реализует и помехоустойчивое кодирование.

Удачи!

Что-то типа такого: https://www.thingiverse.com/thing:3520369 ?

Не помню, кто из великих сказал: "Есть два типа инженеров: одни создают антенны, а другие тоже создают антенны, но не преднамеренно." :-)

Нельзя просто так оставить просто кусок провода висеть в воздухе. Это волновой вибратор, который принимает на частоте, для которой длина четвертьволны равна длине щупа. Даже когда вы подключите два таких щупа (земля и линия) к устройству, в итоге все равно получится рамочная антенна.

Если это принципиально убрать такой эффект, попробуйте использовать коаксиальный кабель с соответствующим разъемом или витую пару с дифференциальным подключением. Таким образом щупы будут выполнять функцию только волновода.

И, конечно же, шум можно снизить за счет избыточного сэмплирования АЦП, тем более в цепи постоянного тока.

Перебирал ящик и наткнулся на обрезок кабеля B из теста выше. В свое время его продавли как экранированный одножильный кабель, то есть без внешней изоляции. Поскольку я так и не замерил его импеданс, то решил сделать это сейчас. Вообще говоря, с помощью VNA делать это не совсем хорошо, но, в принципе, возможно. Обычно же для этих целей используется метод согласования с нагрузкой: с одной стороны подключаются генератор сигналов и осциллограф, а с другой стороны кабель терминируется переменным резистором. Сопротивление резистора, при котором в кабеле не наблюдаются отражения, будет соответствовать характеристическому сопротивлению кабеля.

Векторный анализатор измеряет входной импеданс на тестируемом порту, и это не импеданс самого кабеля. Однако если взять кабель настолько большой длины, чтобы отражения в нем полностью затухали, то можно считать, что входной импеданс будет равен импедансу самого кабеля. Обрезок моего кабеля составил всего 135 см, на такой длине затуханий ожидать не приходится. Да и вообще редко удается найти кабель действительно большой длины, поэтому на практике чаще используются другие методы.

Первый метод основан на том, что на высокой частоте (больше 100 кГц) характеристический импеданс линии передачи практически полностью резистивный (то есть не содержит реактивной составляющей). Тогда исходя из телеграфных уравнений получается, что для линии без потерь:

Z = sqrt(L / C)

Емкость C соответствует обрыву, а индуктивность L - короткозамкнутому состоянию. Важный момент состоит в том, что измерение должно выполнятся на одной и той же частоте при одинаковой длине (формально - соответствует одной и той же фазе) и для L, и для C.

На 5 МГц показатель емкости составил C = 166 пФ, индуктивность L = 351 нГн. На 20 МГц C = 223 пФ, L = 472 нГн. Волновое сопротивление:

Z = sqrt(351e-9 / 166e-12) = 45.98 (Ом)  - на частоте 5 МГц
Z = sqrt(472e-9 / 223e-12) = 46.01 (Ом)  - на частоте 20 МГц

Второй метод в своей основе такой же, как и предыдущий, но при этом оперирует комплексным значением импеданса и, соответственно, учитывает потери в линии. Так, если Zshort - входной импеданс в короткозамкнутом состоянии, а Zopen - входной импеданс в состоянии обрыва, то:

Z = sqrt(Zshort * Zopen)

И действительно, если импеданс конденсатора в цепи переменного тока Zc = Rc - j / ωC, а катушки Zl = Rl + ωL, то становится понятно, что для идеальных компонентов суть формулы одинаковые. В свою очередь, Zopen и Zshort соотносятся с волновым сопротивлением Z следующим образом:

Zshort = j * tan(β*l) * Z
Zopen = -j * cot(β*l) * Z
sqrt(Zopen*Zshort) = sqrt(-j^2 * Z^2) = Z

Тут β является фазовой постоянной для данной линии на заданной частоте, а l - расстояние от калибровочной плоскости VNA до места обрыва / КЗ.

Сам метод хорошо описан у ON4AA. C практической точки зрения особо интересным является один момент, а именно: если подобрать расстояние l и частоту таким образом, чтобы tan(β*l) ≈ cot(β*l) ≈ 1, то погрешность измерения будет минимальной. Это достигается в условиях, когда длина кабеля соответствует нечетному количеству восьмых длины волны (смотрите расчеты по ссылке):

l = (2 * n + 1) * lambda / 8

Говоря другими словами, для кабеля 135 см можно подобрать такую частоту измерения, при которой этот обрезок укладывался бы ровно в, скажем, 3/8*lambda. И тут нужно сказать, что скорость распространения волны в кабеле отличается от скорости распространения этой же волны в вакууме. Действительно, для расстояния 1.35 м время прохождения сигнала от калибровочной плоскости до конца и обратно должно составить:

t = (1.35 + 1.35) / c ≈ 9e-9 = 9 (нс)

Но измерение на анализаторе (да, в новой версии прошивки стал доступен режим TDR, смотрите меню DISPLAY->TRANSFORM) показывает 13.8 нс, что соответствует длине c * 13.8e-9 / 2 = 2.07 м. Обратите внимание, что NanoVNA также измеряет длину между двумя маркерами и показывает ее как 1.45 м:

Калибровочная плоскость располагается на самом порту VNА. К нему подключен кабель SS405, через который уже включен измеряемый отрезок. Первый всплеск показывает неоднородность соединения между SS405 и измеряемым кабелем. Второй всплеск - обрыв самого кабеля.

Такое расхождение обусловлено не совсем корректной настройкой коэффициента укорочения в VNA (смотрите меню VELOCITY FACTOR). Очевидно, что правильное значение коэффициента  должно составить k = 1.35 м / 2.07 м = 65.2%. Соответственно, если принять эту поправку и считать, что кабель имеет длину ровно три восьмых длины волны, то получается, что частота должна быть установлена в такое значение:

f = k * c / (8/3 * lambda) = 1.35 / 2.07 * c / (8/3 * 1.35) = 54310228 (Гц)

Откалибровав анализатор относительно разъема подключения измеряемого кабеля и установив центральную частоту 54.310 МГц, можно измерить фактические значения для Zopen и Zshort и, соответственно, вычислить волновое сопротивление кабеля:

Zopen = 5.74 + 49.2j Ω
Zshort = 4.2 - 35.6j Ω
Z = sqrt((5.74+49.2j) * (4.2-35.6j)) = 42.13+0.03j Ω ≈ 42.1 Ω

Интересно сравнить, насколько велика погрешность у первого метода. Для этого нужно преобразовать значения комплексного импеданса в величины емкости и индуктивности и затем пересчитать волновое сопротивление:

L = Xl / (2 * pi * f) = 49.2 / (2 * pi * 54310200) = 144e-9 = 144 (нГн)
C = 1 / (Xc * 2 * pi * f) = 1 / (35.6 * 2 * pi * 54310200) = 82e-12 = 82 (пФ)
Z = sqrt(144e-9 / 82e-12) = 41.91 (Ω)

Часто измеритель нагрузки является частью самой системы, будь то шатун, педали, каретка или звезда. В таких устройствах обычно стоят тензодатчики. Так, что бы это было отдельное приспособление, сделать, наверное, можно, но будет ли оно давать достаточно точный результат?

Если все-таки делать отдельно, то, я подозреваю, проще всего будет закрепить тензодатчики в педалях. Там же будет место для батареи и электроники. Сами датчики такие же, какие используются в напольных весах и они должны располагаться на оси каждой педали. Если дополнить их акселерометрами для измерения скорости вращения и определения угла поворота шатуна, а затем откалибровать систему, взяв за основу один из точных существующих датчиков, то, возможно, что-то получится. Также, не стоит забывать про монитор сердечного ритма и акселерометре, которые находятся на спортсмене.