Altimetr Mercury ma kilka interfejsów sprzętowych do sterowania urządzeniami zewnętrznymi podczas lotu. Ta strona obejmuje wbudane wyjście wysokoprądowe, pady ogólnego przeznaczenia GP6 i GP7 oraz port rozszerzenia I2C.
Wyjście #1 — wyjście wysokoprądowe
Mercury ma jedno wbudowane wyjście wysokoprądowe zaprojektowane głównie do zapalania pirotechnicznych ładunków rozmieszczenia (zapalniki elektryczne, zapalniki), ale może również napędzać brzęczyki, elektromagnesy lub inne obciążenia.
Specyfikacje
Jak to działa
Wyjście wykorzystuje ST Microelectronics VN7140ASTR, który jest inteligentnym przełącznikiem zasilania wysokostrony w obudowie SO-8. W odróżnieniu od zwykłego MOSFETa, urządzenie to ma wbudowane ograniczenie prądu przepięcia, ochronę przed wyłączeniem termicznym, blokadę niedonapięcia i ochronę ESD. Po zapaleniu wyjścia, VN7140A przełącza dodatnią stronę zewnętrznej baterii do obciążenia, zamykając obwód do masy.
Z rezystancją w stanie włączenia zaledwie 140mΩ w 25°C, spadek napięcia na przełączniku jest minimalny. Na przykład typowy przepływ prądu 2A dla zapalnika powoduje utratę zaledwie 0,28V na przełączniku. Wyjście może wygodnie obsługiwać 2–3A w sposób ciągły dla obciążeń takich jak brzęczyki lub diody LED, i może dostarczać do 12A w krótkich impulskach dla zapalników i ładunków rozmieszczenia.
External baterię (4V do 18V) i obciążenie (zapalnik elektryczny, zapalnik, brzęczyk itp.) podłącza się do padów wyjściowych na PCB Mercury'ego. Pady są oznaczone na płytce jako IN (dodatnia bateria), OUT (do obciążenia) i GND (wspólna masa). Dostępny jest również pad 3V dostarczający 3,3V z regulatora Mercury'ego. Rozstaw 2mm umożliwia lutowanie nóżek nagłówka, bloku zacisków PCB lub przewodów bezpośrednich.
Schemat połączenia
Ujemna bateria podłącza się zarówno do padu GND Mercury'ego, jak i do powrotu zapalnika. Dodatnia bateria podłącza się do IN. OUT podłącza się do drugiego przewodu zapalnika.
Wyzwalanie wyjścia
Wyjście można wyzwolić na dwa sposoby:
- Proste sterowanie wyjściem — skonfiguruj zdarzenie wyzwalające (po apogeum, po starcie, po wygaśnięciu silnika itp.), a wyjście zapalnie się automatycznie. Pełną listę opcji wyzwalających znajdziesz na stronie ustawień.
- Reguły akcji — użyj systemu reguł akcji dla bardziej złożonych wyzwalaczy z maksymalnie 4 warunkami na regułę, w tym trybami zapamiętywania włącz./wyłącz.
Oba systemy działają niezależnie, więc możesz używać jednego lub obu. Wyjście ma również funkcje bezpieczeństwa, w tym blokadę wysokości (zapobiega zapaleniu poniżej minimalnej wysokości) i blokadę kąta nachylenia (zapobiega zapaleniu, jeśli rakieta jest przechylona poza określony kąt od pionu).
Uwaga: Jeśli zlutujesz urządzenie na płytce, nie będziesz w stanie go zwrócić w ciągu 14 dni, chociaż nie wpłynie to na gwarancję na wady.
GP6 i GP7 — pady ogólnego przeznaczenia
Mercury ma dwa pady ogólnego przeznaczenia do lutowania na PCB oznaczone jako GP6 i GP7. Są to piny GPIO z mikrokontrolera, każdy połączony przez rezystor szeregowy 100Ω do ochrony. Każdy pad można konfigurować niezależnie. Wymaga firmware'u 2.0 lub nowszego.
Specyfikacje
Dostępne tryby
ON = HIGH — pad wyjściowy 3,3V po wyzwoleniu i 0V w stanie bezczynności. Rezystor szeregowy 100Ω ogranicza prąd do około 33mA, co wystarczy do napędzania sygnału serwomechanizmu lub wyzwolenia obwodu zewnętrznego za pośrednictwem tranzystora, przekaźnika lub MOSFETa. Te pady nie są przeznaczone do bezpośredniego napędzania obciążeń wysokoprądowych.
ON = LOW — pad wyjściowy 0V po wyzwoleniu i 3,3V w stanie bezczynności. Odwrotność trybu HIGH, przydatna dla obwodów, które wyzwalane są na niskim sygnale.
Serwomechanizm — pad wyjściowy standardowego sygnału PWM serwomechanizmu. Każdy kanał może mieć własną częstotliwość (50Hz do 560Hz), szerokość impulsu min./maks., kąty ON/OFF i czas przytrzymania. Musisz podłączyć masę (GND) Mercury'ego do zasilania serwomechanizmu, aby to działało prawidłowo. Pełne instrukcje konfiguracji znajdziesz na stronie konfiguracji serwomechanizmu.
Przykład połączenia serwomechanizmu
Dodatnia bateria podłącza się do VCC serwomechanizmu. GP7 (lub GP6) dostarcza sygnał PWM. Ujemna bateria podłącza się zarówno do masy serwomechanizmu, jak i do padu GND Mercury'ego, aby utworzyć wspólne odniesienie masy.
UART — po włączeniu w ustawieniach, oba pady przełączają się na tryb UART i przesyłają dane czujników na 50Hz. GP6 staje się TX, a GP7 staje się RX. Jest to UART 3,3V działający na 921600 bodów, 8 bitów, 1 bit stopu. Nie możesz używać padów dla innych funkcji, gdy UART jest włączony. Pełną referencję zmiennych UART znajdziesz na stronie ustawień.
Wszystkie tryby portów GP (poza UART) są wyzwalane za pośrednictwem systemu reguł akcji.
Ostrzeżenie: Pady GP działają na 3,3V. Nie wysyłaj sygnałów 5V do tych padów, ponieważ może to uszkodzić Mercury'ego.
Port rozszerzenia I2C
Mercury ma 4-pinowy port I2C dostępny na boku obudowy. Jest to główny punkt połączenia dla modułów rozszerzających i czujników zewnętrznych. Magistrala działa na poziomach logiki 3,3V.
Magistrala I2C może jednocześnie obsługiwać wiele urządzeń, więc na przykład mogła byś podłączyć zarówno tablicę serwomechanizmu PCA9685, jak i czujnik temperatury MT1.
Port RXP (CN2) — połączony łącznik rozszerzający
Port RXP to 10-pinowy łącznik na PCB, który łączy magistralę I2C i oba pady GP w jeden łącznik. Jest to przydatne dla płyt rozszerzających, które potrzebują dostępu do serwomechanizmów lub wyjść wraz z komunikacją I2C, lub do tworzenia breakoutu jednokablowego dla wszystkich interfejsów rozszerzeń Mercury'ego.
Trzy pary pinów 3V3 i GND zapewniają wystarczającą pojemność zasilania dla płyt rozszerzających ze średnim poborem prądu.
Kompatybilne moduły rozszerzeń
Tablica Serwomechanizmów PCA9685
Do 6 dodatkowych kanałów serwomechanizmu sterowanych za pośrednictwem systemu reguł akcji. Obsługuje konfigurowalną szerokość impulsu, częstotliwości (50–560Hz) i opcjonalny zewnętrzny zegar CMOS dla lepszej dokładności czasowej. Wymaga firmware'u 2.0+.
Ekspander Portów ROC2
Dwa kanały wyjściowe wysokoprądowe z niezależnymi ustawieniami wyzwalania. Każdy kanał obsługuje te same tryby wyzwalania co Wyjście #1, i może być również sterowany za pośrednictwem systemu reguł akcji. Jeśli jest włączony, ale nie zostanie wykryty przy włączeniu, dioda LED stanu będzie migać na czerwono przez 5 sekund jako ostrzeżenie.
Czujnik Temperatury MT1
Zewnętrzny czujnik temperatury o wysokiej precyzji (0,1°C), który podłącza się do portu I2C. Może być używany do rejestrowania temperatury otoczenia podczas lotu, lub do automatycznego używania temperatury zewnętrznej przy starcie do bardziej dokładnych obliczeń wysokości.