Neue Nano-Altimeter-Firmware (v1.60)

Wir haben eine neue Firmware für das Nano-Altimeter veröffentlicht.
Dies ist vor allem eine Reihe großer Verbesserungen, behebt aber auch einige Fehler.
Wir empfehlen dringend, auf diese neue Firmware zu aktualisieren.
Sie können dies auf unserer Firmware-Update-Seite hier tun.

Highlights (weitere Details unten)

• Fehler bei verspäteter Burnout-Erkennung behoben.
• Luftwiderstandsausgleichende Beschleunigung berechnet. 
• Bis zu 400 Hz Protokollierung wird jetzt unterstützt.
• Truepath-Filter von Version 1.0 auf 1.2 aktualisiert
• Burnout-Erkennung verwendet jetzt luftwiderstandsausgleichende Beschleunigung für hochgenaue echte Burnout-Punkte.
• Mehrstufenzündung und Burnouts stark verbessert.
• ACLZ v2-Protokollformat mit 38.000 Samples pro Flug und roher Höhe und Druck (Anstieg von bisher 24.000)
• Geschwindigkeitsfusion statt nur Druckgeschwindigkeit
• Pre-Flight-Protokollierte Daten auf mindestens 8 Sekunden erweitert, von bisher 4 Sekunden
• Startsicherheit verbessert mit zusätzlichem Slew-Rate-Schutz auf der Pad-Höhe und erhöhten Validierungszeiten.
• Verbesserte IMU-zu-Druck-Synchronisation
• Wiederherstellungspuffer von 4.800 auf 7.200 Samples erweitert. (1:5 Samples wiederhergestellt bis zu 38.000 Samples)
• Bidirektionale Kommunikation über USB zum Herunterladen von Protokollen und Anwenden von Einstellungen. Ermöglicht neue Cloud-Webseite zum einfachen Konfigurieren von Einstellungen oder Hochladen von Protokollen.
• Fehler behoben, bei dem sich das Gerät sofort nach dem Tiefschlaf nach einem Flug aufwecken würde (Hoppla!)
• Höhenreparatur durch Beschleunigungsvergleich für Druckfehler im frühen Flug, die zu Höhenkorruption führen. 
• Altimeter signiert ein konvertiertes CSV- oder ACLZ-Protokoll unabhängig vom gewählten Format, um später eine exakte Konvertierung zwischen Formaten auf der Website zu ermöglichen, ohne den Signaturschlüssel preiszugeben. 

Fehler bei verspäteter Burnout-Erkennung

Dies war darauf zurückzuführen, dass die Starterkennung bis zu 2500 ms (typischerweise schneller) zur Validierung benötigen kann. Das Burnout-Erkennungssystem lief dann nur ab diesem Punkt und verpasste Burnouts, die vorher auftraten.
Die Lösung besteht darin, das gespeicherte Protokoll auf Burnouts zu überprüfen, falls Burnout bereits aufgetreten sein sollte, wenn der Start erkannt wird.

Luftwiderstandsausgleichende Beschleunigung und Burnout-Implikationen

Eines der Hauptprobleme, die wir bei der Burnout-Erkennung bei höheren Geschwindigkeitsflügen festgestellt haben, ist die Bestimmung, wann der Schub tatsächlich gestoppt hat. Eine einfache Form schaut nur nach einer Richtungsänderung der Beschleunigung.
Dies ist jedoch wirklich ein Maß dafür, wann Luftwiderstand den Schub übersteigt, nicht wann Schub aufgehört hat.
Durch die Nutzung der Gleitphase eines Fluges können wir einen Luftwiderstandsbeiwert und die Luftwiderstandskraft auf die Rakete schätzen, was eine viel genauere Burnout-Erkennung und die derzeit auf die Rakete angewendete Schubmenge ermöglicht.
Das Ergebnis ist eine klare Verfolgung von Schub oder nicht, aus der Brenn- und Burnout-Punkte leicht zu bestimmen sind. 
Für das Nano passt dies perfekt zu seiner Nachbearbeitung der Flugdaten, wenn das Protokoll gespeichert wird. Für Live-Erkennung verlassen sich andere Altimeter immer noch auf die Zeichenänderung und verfeinern diese Zeit dann, wenn das Gleiten stattfindet.

Dieses Diagramm zeigt den signifikanten Unterschied zwischen Beschleunigungsvektorzeichenänderung und luftwiderstandsausgleichender Schubdetektion von Burnout.

400 Hz Datenprotokollierung

Dies gilt für Nanos mit IMU-Sensor (Revision 4+), die Standardeinstellung ist jetzt 400 Hz mit Hybridverhältnis von 8.
Dies bedeutet, dass das Nano im Pre-Flight-Puffer bei 50 Hz aufzeichnet, bevor es zum Start bei 400 Hz springt, bis 5 Sekunden nach dem Apogäum.
Es wird dann auf 400/8 mit Hybridmodus (50 Hz) reduziert, bis es sich 20 m von der Landungshöhe nähert, wo es wieder nach oben springt.
Das Nano kann immer noch lange Flüge durch Abstimmung der Einstellungen nach Bedarf verwalten, und Sie können immer noch 3-4 Minuten aufzeichnen, auch mit aktiviertem 400 Hz und Hybridmodus. 


Diagramm zum Funktionsweise des Hybridmodus.

Heftige Ereignisse, die erhebliche G-Kräfte erzeugen, werden auch die Auflösung auf 400 Hz über das Bild hinaus zurücksetzen.

Truepath Version 1.2

Unser Truepath-Filter wurde als Teil unserer Arbeit am Jupiter aktualisiert und wir haben ihn zum Nano gebracht.
Aus Benutzersicht hat sich nicht viel geändert, der Pfad passt sich extrem lauten Daten etwas besser an, und die meiste Arbeit hat sich auf die lauteren / heftigeren Flüge konzentriert.
Es hat auch eine neue Begrenzung seiner Reparaturfenster, wenn sie aneinander ausgerichtet sind, um zu verhindern, dass extrem lange Flugabschnitte ohne ausreichend Daten über den Zeitraum repariert werden müssen. 

Mehrstufiges Burnout und Zündungserkennung

Mit der Hinzufügung der luftwiderstandsausgleichenden Beschleunigung können wir auch mehrere Stufen besser erkennen.
Wir tun dies auf zwei Wegen: einer der standardmäßigen Schubendpunkte (definiert als < 0,2 g Schub) und auch durch Erkennung von Inszenierungssignaturen, die nicht unbedingt dazwischen aufhören zu drosseln.

ACLZ v2-Protokollformat und zusätzlicher Speicher

Das ACLZ-Protokollformat (Altimeter Cloud-Protokoll) ist ein großer Schritt vorwärts für unsere Altimeter. Es ist jetzt das Standardformat auf unseren Altimetern, da neue Firmwares ausgerollt werden.
Dieses Format spart Ihnen 15 bis 25 Mal den Speicher, den eine CSV-Datei verwendet, ohne dass aber ein einziges Datenbyte verloren geht. Es ist alles noch da!

Das Flugzeitlimit des Nano wurde durch die Größe einer CSV begrenzt, konnte es nur eine einzige CSV mit 24.000 Samples speichern. Sie können jetzt 10-14 vollständige Flugprotokolle mit je 38.000 Samples auf dem Nano speichern, und für typische Flüge sollten bis zu 50 Flugprotokolle erreichbar sein. Während Sie kein ACLZ-Protokoll wie eine CSV leicht lesen können, können Sie diese auf unsere Website hochladen und eine CSV von der Website herunterladen. Dies bedeutet, dass Sie vom erweiterten Samples-Limit und den Speichereinsparungen auf dem Gerät profitieren und bei Bedarf eine CSV erhalten können. 

Die ACLZ-Dateien geben Ihnen nicht nur mehr Samples, sondern ermöglichen auch das Speichern von Rohdruck und Rohhöhe als zusätzliche Datensätze, die vorher nicht passten. ACLZ ist ein Delta-codiertes, LZMA-komprimiertes, Ed25519-signiertes binäres Flugprotokoll mit dem vollständigen Probensatz.

Da das Nano über 2,5 MB RAM verfügt, nähern wir uns den Grenzen dessen, was in einem einzigen Kompressionsstrom bei 38.000 Samples möglich ist, aber wir werden versuchen, in der nächsten Firmware etwas mehr zu optimieren.

Geschwindigkeitsfusion

Das Nano verwendete zuvor nur Druck, um seine Geschwindigkeit zu generieren. Dies hat einige Mängel, da es viele Möglichkeiten gibt, dass Druckspitzen während des Starts und Flugs auftreten können, die die Geschwindigkeit beschädigen.
Beschleunigungsmesser können Geschwindigkeit anbieten, dies wird sich jedoch über die Zeit aufstauen und ist auch nicht vollständig zuverlässig.
Die Lösung ist daher eine Fusion, die beide verwendet. Das Nano verwendet immer noch Druck als sein primäres Signal und hat dann ein variables Vertrauen auf den Beschleunigungsmesser, je nachdem, ob es ein Druckproblem erkannt hat, um das Ereignis zu überbrücken und genaue Geschwindigkeit beizubehalten. Beschleunigung wird nicht verwendet, wenn die Rakete mit genauer, unverfälschter Druck fliegt.

Beispiel mit verfälschter Rohhöhe am Anfang eines Starts und der alten Druckgeschwindigkeit, die dadurch verfälscht wird.
Die blaue Linie ist die neue fusionierte Geschwindigkeit, die jetzt korrekt ist.

Pre-Flight-Protokoll erweitert

Der Preflight-Puffer wurde auf mindestens 8 Sekunden bei voller Rate erweitert. In der Praxis mit eMode kann dies viel länger sein. 
Wir speichern jetzt die zusätzliche Zeit von 4 bis 8 Sekunden maximal bei 50 Hz in Ihr Flugprotokoll und lassen Sie ein wenig mehr über die Bedingungen vor dem Start sehen.
Die Bodenhöhe wurde auch von -2,5 bis -4 Sekunden auf -4 bis -8 Sekunden verschoben, um einen längeren Starterkennung zu ermöglichen.

Starterkennung

Wir haben die Verifikationszeit mit Beschleunigung von 500 auf 1000 ms erhöht und den Zeitraum ohne Beschleunigung auf 2500 ms. Dies kann sicher durchgeführt werden, da die Pre-Flight-Puffer erhöht wurden.
Die Pad-/Bodenhöhen-Slew-Rate wurde ebenfalls vollständig implementiert. Dies verhindert, dass sich der Basisdurchschnittsdruck schneller als 2,5 Meter pro Sekunde ändert und hilft, Vakuumereignisse oder Druckereignisse zu vermeiden, die den Bodendruck beim Ein- oder Ausschalten einer Nase beschädigen.

USB-Kommunikation

Mit dem Nano kann jetzt über bestimmte Webbrowser auf PCs und Laptops (Google Chrome, Microsoft Edge und Opera-Browser) kommuniziert werden. 
Dies ermöglicht es Benutzern, auf Verbindung zu klicken und den Nano-Einstellungsconfigurator zu verwenden, ohne die Textdatei auf dem Gerät bearbeiten zu müssen. Sie können Flüge auch mit einem Klick hochladen, anstatt die physische Datei auf dem USB-Laufwerk des Nano finden zu müssen.

Beispiel der Upload-Seite des direkten Altimeter-Protokoll-Uploaders über USB.


Screenshot der Seite „Einstellungen über USB konfigurieren". Sie können hier darauf zugreifen (über die Tools-Seite)

Aufwach-Fehler

Dies betraf das Flugverhalten nach dem Flug, wenn Sie nach der Landung 4 oder 10 Minuten in den Tiefschlaf gehen wählten.
Der Sample-Zyklus-Schlaf-Timer blieb gesetzt, wenn der Tiefschlaf angefordert wurde. Das Ergebnis war, dass es sich Millisekunden nach dem Tiefschlaf sofort wieder aufweckte.
Dies führte dazu, dass es so aussah, als würde sich das Gerät wie angefordert nicht in den Schlaf versetzen.

Höhenreparatur durch Beschleunigungsvergleich.

Bei der Motorenzündung hat der Drucksensor einen schweren Job: Die Fahne wäscht den Startbereich und das Barometer zeichnet eine atmosphärische Druckänderung auf, die nicht stattgefunden hat, die als Höhe erscheint. Bei einigen Flügen erscheint dies als Spitze oder Einbuchtung um den Abheben herum, gelegentlich eine große, bei einem Testflug fast zwanzig Meter Höhe, die nie geflogen wurden. Der Beschleunigungsmesser sieht nichts davon, weil sich nichts tatsächlich so bewegt hat, und diese Uneinigkeit ist das ganze Reparaturprinzip: während des frühen Fluges ist der Beschleunigungsmesser der Beweis, dass die Fahne nicht täuschen kann.

Die Methode ist absichtlich konservativ. Während der Beschleunigungsmesser bestätigt, dass die Rakete immer noch auf dem Pad ist, ist jede Höhenabweichung per Definition ein Druckfehler und die Spur hält die Pad-Ebene, obwohl normales Pad-Drift genau wie gemessen belassen wird. Sobald echte Bewegung beginnt, integriert das Altimeter den Beschleunigungsmesser, um ungefähr zu wissen, wo sich die Rakete befinden muss, und verwendet diese Flugbahn als Lügendetektor statt als Stift: Druck wird nur als falsch erachtet, wenn er sich weiter vom erwarteten Pfad abweicht als die halbe Steigung selbst, eine Leiste, die mit dem Flug skaliert, so dass echte Daten es nie auslösen können. Ein überführter Abschnitt wird dann unter Verwendung der Beschleunigungsmesserform für die Kurve rekonstruiert, aber an beiden Enden an echten Druckproben verankert, so dass die Reparatur nur zwischen gemessenen Daten überbrücken kann, nie eine Linie erfinden, die ihr gehört. Der ganze Mechanismus wird kurz nach Burnout abgelegt, lange vor Apogäum, wo das Barometer wieder allein zuständig ist, und jedes reparierte Protokoll behält seine Rohhöhenspalte, so dass die ursprüngliche Messung immer zum Vergleich verfügbar ist. Bei der Validierung über sechzehn aufgezeichnete Flüge wurde nur der fahnenkorrupte Flug verändert; jeden sauberen Flug kam unverändert durch. 

Beispiel der Reparatur der frühen Druckkorruption auf einem Beispiel-Flugprotokoll.

Duale Protokollsignaturen

Nano-Flugprotokolle werden kryptografisch auf dem Altimeter signiert, wenn sie gespeichert werden. Die Überprüfung auf Altimeter Cloud beweist, dass ein Protokoll authentisch und unverändert ist: Ändern Sie einen einzelnen Wert und es schlägt fehl. Der Signaturschlüssel verlässt Ihr Gerät nie, das ist der ganze Sinn, unsere Server können ein Protokoll überprüfen, können aber nie die Signatur für eines erstellen, also bedeutet eine gültige Signatur nur eines: Diese Daten kamen von diesem Altimeter, genau wie aufgezeichnet.

Da jetzt beide CSV- und ACLZ-Formate unterstützt werden, hatte diese Garantie eine Lücke. Ihr Gerät speichert ein Format, und wenn die Website es für den Download in das andere konvertierte, war die Konvertierung ehrlich, aber nicht signiert, weil die Website nichts signieren kann. Ab Firmware 1.60 schließt das Altimeter selbst die Lücke: Bei der Speicherung berechnet und signiert es beide Darstellungen des Fluges, speichert das Format, das Sie konfiguriert haben, und zeichnet beide Signaturen daneben auf. Wenn Altimeter Cloud das alternative Format erzeugt, wird die Signatur anhängt, die Ihr Altimeter bereits für genau diese Daten erstellt hat. Wenn jeder Wert übereinstimmt, und das wird der Fall sein, wenn nichts manipuliert wurde, überprüfen beide Formate. Der gleiche Schutz, beide Downloads, unterzeichnet nur von Ihrem Altimeter.