近年来,无人机由于成本低,安全性高,控制简单等特点,已成为各国的热点之一。无人机中获得如此多的收益取决于对其飞行的精确控制。了获得对无人机的精确控制,有必要使用不同的传感器实时精确地监控无人机的不同状态。文主要使用安装在无人机上的气压传感器MS5534B实时监视无人机高度上的气压,通过M0计算传感器测得的压力数据,并将其转换为基本高度数据并通过机器无线模块将其传输到较高位置。

位计算机在LabVIEW上编程,以进一步处理下位计算机发送的高度数据,并通过语音广播实时通知控制器。文中使用的MS5534B气压传感器是压阻式压力传感器和ADC接口的集成电路。传感器在测量大气压力方面具有高精度,价格便宜并且价格昂贵。的主要原始组件是高度传感器,LPC1114单片机,FT52 STD无线模块,TTL转USB模块等。件系统的具体设计方案如下。送模块组成的设计如图1所示。

MS5534B的LPC1114控制过程中,LPC1114应该向MS5534B的MCLK提供32.768 K PWM方波,并读取温度和温度数据。MS5534B通过SPI总线的压力。
时,LPC1114处理读取的数据以计算发送模块的高度,然后通过FT52 STD无线发送模块发送到接收模块。收模块的组成设计如图2所示。们在图2中可以看到,接收器模块负责接收来自发送器模块的信号,并通过TTL模块将其发送到PC到USB,然后在PC中执行以下处理。个模块都必须分别进行温度和压力校准。4位PROM的六个系数旨在补偿过程和温度变化的影响。64位必须由微控制器读取,然后由软件使用。过SPI串行端口读取Word1-Word4,使用二进制逻辑和偏移量计算C1-C6校准系数;读取未补偿的压力值D1和温度值D2,并使用图3中所示的过程计算实际压力。有计算均使用16位带符号变量。法结果最多可以为32位(有符号),因此每次乘法计算后都将进行除法运算。法的除数都是2的幂,这保证了计算结果小于65,535(16位)。
Word1-Word4中,校准系数的排列如图4所示。了在整个温度范围内获得最佳精度,必须以非线性方式补偿温度传感器的输出。可以通过校正二阶因子来实现。阶因子的计算如图5所示。S5534B通过3线同步串行通信端口与微处理器通信,如图6所示。控制器生成的SCLK信号启动通信并同步。据传输。MS5534B在SCLK的上升沿收集或发送数据,而微处理器在SCLK的下降沿收集或发送数据。DOUT引脚上的数据是MS5534B转换或软件校准数据的结果。

外,DOUT还用于指示转换状态(转换完成信号),所选择的输出数据取决于DIN引脚输入的相应同步。图6、7、8和9中示出了校准值,温度值和压力值的读取延迟和复位延迟。序列的方向下初始化每个通信。start,并且在开始序列之后有一个停止序列。动序列由4位组成,用于选择读取压力,温度或校准值。取压力值(D1)和温度值(D2)时,MS5534B将在AD转换开始时通过在停止序列的最后一位增加DOUT的电平来作出响应。

SCLK上的响应信号开始时,需要两个额外的时钟信号。SCLK出现下降沿时,AD转换完成。旦微控制器发现AD转换完成,它就可以在17个时钟信号之后读取16位值。始新的AD转换时,应读取最后的结果。微控制器与MS5534B之间的同步同步丢失时,使用复位同步来重新同步,其同步如图10所示。议在每个读取值之前发送一个复位序列,以避免造成协议永久中止的干扰。了提高数据的稳定性,必须进行过滤。D1和D2中有压力和温度数据,无法过滤。此,可以在过滤P之前通过温度补偿来获得压力值P。了使数据平滑,可以采用对中值进行平均然后进行低通的滤波算法。气压力是由大气引力引起的,因为空气是可压缩的,恒温阀芯所以压力与高度之间存在非线性关系。虑到大气中温度的典型分布,美国于1976年发布了大气压力和标准高度的近似函数。功能关系如图11所示。位机程序是用LabVIEW软件编写的。位机的主要作用是接收下位机发送的高度信息,计算初始高度和相对高度,广播相对高度并计算高度变化速度发送模块的接收功能过程如图12所示。算相对高度的过程如图13所示。固定间隔广播高度的过程如图14所示。程序一个以等间隔广播高度的子VI如图15所示。种广播情况仅在发射机模块的高度从一个高度范围变为另一高度范围时发生。
如,当发射器模块的高度从1到2 m到2到3 m时,它将报告高度。动报告高度。16中说明了该过程。17显示了根据海拔变化报告高度的过程。18说明了计算海拔变化率的过程。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com
