连载:DIY适用于高可靠应用的遥控器和接收器
对于成套遥控器与接收器(以下简称遥控器)的呼声由来已久。数年前,航天局曾拨款近万元做一款遥控器来进行火箭点火控制,但经费打了水漂。多少年来,爱好者不论做危险的还是安全的实验,总是离不开433模块,汽车钥匙(形状的)遥控器。这个看起来、想起来都不算太难的玩意儿,竟然这么多年没有适用于KCer的产品,真是十分奇怪。

为了搞清楚到底难在哪里,科创实验室打算真实的做一遍,如果真的那么难,那我也认了。

本帖从需求分析、产品定义开始,到方案选取、设计制作过程和实际测验为止,不定期更新。欢迎大家出谋划策,讨论方案。

[修改于 2 年前 - 2018-06-16 22:25:57]

来自:电子信息 / 电子技术无线电 / 业余无线电
 
4
2017-8-14 21:53:14
1楼
上万元.....
我想不太贵,好用还能保证安全(ಡωಡ)
KC真的出来这个的话要是价格能接受一定买一台。
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2017-8-14 22:06:17
2楼
重点是防止误触发吗,加个机械定时器延时启动,
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3楼
对于我们来说不就是一个遥控器嘛!难在哪里真不懂,无人机系统合适吗?感觉差不多
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amo 
4楼
作为方案公司工程师,做这种东西算是轻车熟路了……
首先,客户要详细的定义每一项功能、指标,不能有含糊的地方;即使有,也必须跟客户沟通一两次就完全定下来——这点做不到的话,项目基本是烂尾的。

例如这个“安全可靠”,按我的理解是:
安全:配对的遥控器和接收器只能遥控自身;不能遥控其它组合;不能干扰其它组合;不能受其它组合干扰;延伸开来甚至不能受其它设备干扰(过分了)
可靠:遥控器发出遥控指令,接收器需要在期限内响应操作;接收器有一定抗干扰能力,防止因电源、其它设备干扰而做出致命输出动作。
以上都有一个“成本”的约束条件。

如果要拿433比较,那么最现实的可能就是2.4G方案:
遥控器:带有唯一ID的STM32+2.4G收发器+PA(根据距离要求可选)
接收器:带有唯一ID的STM32+2.4G收发器+PA(根据距离要求可选)+光耦隔离+电容+滤波+开关管+独立点火电源

接收器的MCU必须用IO输出特定频率方波,驱动光耦,光耦输出的方波经过电容耦合+滤波,持续一段时间,才能使开关管导通(点火)。通过一定的机制,可保证MCU在无程序、程序跑飞时不会输出这个特定频率方波。

配对:这种技术很成熟可靠。

唯一ID+软件判断实现防误操作和各组之间误动作
软件成熟的话,433M也能满足,就是响应速度差了不少,也更容易受干扰。2.4G收发器快速跳频技术+2Mbps的空中速率持续发包基本可保证无线传输的可靠性。
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5楼
基于433数传模块配合加密,工作状态反馈回遥控器,应该还可以
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6楼
遥控器这块确实得花大力气......像航模的遥控器基本都是Futaba或者JR以及一些德国的,而国产遥控器可靠性也是近十年才提高不少。学校实验室一般直接买Futaba用
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7楼
引用 NClittleprince:
上万元.....
我想不太贵,好用还能保证安全(ಡωಡ)
KC真的出来这个的话要是价格能接受一定买一台。
同意!如果价格足够亲民一定考虑入手一台!
期待研发进程。每一套点火器可以只占用一小块频率,这样不同的频率或电台等的频率不会引起误点火。
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虎哥(作者)
8楼
楼上各位的发言很有意义,我按照研发步骤归纳一下。
设想该遥控器的主要应用场景是火箭发动机点火,以此为例看下需要具备哪些特点。
根据主要应用场景,可以推断该遥控器的核心特点是:不可误动作。
重要的特点包括:适当的作用距离,不拒动,抗干扰,足够的待机时间和尽量低的功耗,实时性尚可。
一般的特点包括:丰富的输出接口类型,便于接驳后续执行机构;体积适中,有一定的防护能力(防水、防震、防雷);对其它用户干扰小,不易被侦察;成本不能太高。
其实,以大疆为代表的主流无人机厂商已经完成了其中差不多一半的工作,比如无线部分目前普遍采用跳频+扩频的通信体制,数据经过了基本的加密,具有较强的隐蔽性和抗扰性,也不易欺骗。仅就无线通信部分而言,要想做到同等水平,成本不低。
上述这些特点还需要翻译成具体的技术指标,这在今后探讨。

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 01:34:44]

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2017-08-15 02:41:56
虎哥(作者)
9楼
在探讨系统设计方案之前,我们先看看市面上有些什么东西。

淘宝搜索,很容易发现一些产品。

这是最常见的产品,无线模块和MCU/解码芯片、继电器等构成接收机,与之匹配的无线模块做发射机。价格约几十元。该设备只提供继电器触点,如果用于点火还需要另配点火电源。它的抗干扰能力取决于用什么无线模块,图中采用的超再生ASK方案(右侧立着插的板子),众所周知,这种方案是不可靠的。当然,如果换成FSK,PSK或者LoRa模块,能够提升可靠度。稳定性则需同时看大电路板的方案。至于电路是否可能泄漏不该有的脉冲导致误动作,这是一个复杂的话题,以后再专门探讨。
4.jpg
下图是一个礼花控制器,用于有序的控制升空类烟花的燃放。这类烟花由于装药量大,需要较高的可靠性,尤其不能误动作。这种控制器没有拆机图,不便分析。据我所知,稍微有钱的烟花公司会采用国外进口的控制器。
1.jpg
下图很可能就是上述遥控器的瓤子,价格不到100元。需要注意它依然使用了声表振荡器,性能必然是极差的。
3.png
在淘宝检索,这类民用触点输出的遥控器,没有品质优良的,结论是完全不可用,除非作死。但是,要想价格几百元以内,恐怕也想不到更好的方案。如果批量不大的话,企业精心设计就意味着比较贵,于是更卖不掉,还不如不做。可以认为,淘宝上没有符合我们要求的在先产品。

转而看看民爆领域
3.jpg
请尽量忍住别笑。人家这样做必然有人家的道理,这款产品是有真实销量的,在一定程度上,需求决定供给。就其遥控器的外观而言(两个汽车钥匙样子的东西),似乎不靠谱。但为什么是两个遥控器呢?因为必须两个遥控器按照程序分别按下才起爆——用最便宜的方案提高了可靠性。

国内还有没有更好的民用产品,我不太清楚,也许1429版主和从事民爆行业、烟花行业的网友能提供一些资料。

民用不行,我们看看军用的。

在我国,现役军用品的资料比美军少多了。不违规的情况下,只能怀旧。
5.png
6.png
上面两图是82式遥控起爆器的外观,见《轻兵器》12年14-15期。由于年代过于久远,不予置评。

据我所知,现役有一款遥控起爆器,采用了跳频技术,各方面性能,除了起爆输出和火箭点火的要求有些差别外,应该是超过我们要求的。但是这东西不太好买,而且很贵。所以不能作为一款爱好者用的产品的参考。

国内没有“竞品”,那就去国外看看。
国外首先颜值就高不少,比如这家美国的爆破和排爆器材公司。
7.jpg
还发现一家有意思的公司,居然是巴铁的!
10.jpg
比如这款
1.png
这个产品很贵,大概一万多美元。这里有它的产品介绍。

attachment icon RDS Presentation-19SEP14.ppsx 6.51MB PPSX 75次下载
可以参考这个介绍找一找设计的灵感。。。额。

从目前了解的信息来看,自己DIY一套基本上属于唯一选择,谁让我们是爱好者呢。

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 03:00:34]

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10楼
遥控器 应该要抗主动干扰 和无意的干扰
比如抗锯齿波扫频干扰机,抗频率计启发-压制干扰机
这样就可以应对 eccm和ecm

然后大卖。。。。
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11楼
以前搞了2款433用于鱼机无线控制,干扰厉害,因为鱼机输出用继电器有电火花。后来搞了延时电路,才解决干扰问题。
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12楼
看了9楼的罗列,还是没有明确的需求和定位……
在深圳找一家方案公司洽谈技术合作的标准流程:
电话预约、交换名片、简单几句寒暄略过不提
1-你们具体想做一个什么样的产品?——意思就是相中市面上哪家公司的哪个产品了(毕竟是山寨之都嘛)?或者详细列出你的想法
2-打算销往哪里?——从你的销售目标定位就能简单判断出是不是靠谱的,是否需要进行后续沟通
3-月出货量多少k?——虽然有点无厘头,但可以进一步试探你是不是靠谱的
这3个问题基本就可以判断一个项目是否靠谱了。其它的辅助问题还有“你们工厂在哪?”“你们现在主要做什么产品,月出货量多少k?”……

本帖如果是打定主意自己研发,不需要外包,当然不用管以上流程;如果是打算外包,尝试分析一下:
1-目前还没有明确
2-还没有明确
3-还没有明确
结论:嘿嘿

回到技术讨论,略做探讨:
如果产品定位就是用于业余火箭点火,目的是实现较远的安全点火距离;卖给论坛的玩家(价格几百块到头);外壳暂时不考虑太多,那是一个无底洞……电路方案也就4楼的最适合了。从本质上来说,配对后,遥控器覆盖保存了接收器的唯一ID,接收器也覆盖保存了遥控器的唯一ID,数据包里同时包含遥控器和接收器两个唯一ID,接收器比对过这两个ID都吻合,才接受;加上空中数据包是带校验、加密的,还跳频,只有全频段堵塞才能让接收器无法收数据(这一点什么军工级宇航级遥控接收器都应付不了)。只要MCU厂家承诺有效,这世界上就绝不会有其它遥控器能通过发送命令来让这个接收器误接收。
关键是这种方案还便宜,PCBA的BOM成本大约30块搞定。从可靠性和攻击难度来比,9楼列出的这么多方案,应该没一个能比得上(毕竟是早期产品,拨码开关是主流、高级点的用滚动码、再高级点上了MCU的就是数显+手工设置配对编码了)
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13楼
抗干扰性:在这种应用场合基本不用考虑,荒山野岭没干扰,市区内即使同频段有WIFI、蓝牙等同频设备,但是短距离内干不过PA+跳频;目前主流的2.4G收发器有127个频点,发送一个数据包不到200us,一秒钟可以跳频发送5000个以上数据包……建议需求具体定义为:不允许误点火;允许受强无线干扰导致接收被临时屏蔽、无法点火(再按一次好了)
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14楼
这个,不能用手机吗
买台诺基亚,响铃改接到开关电路上
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15楼
引用 486123:
这个,不能用手机吗
买台诺基亚,响铃改接到开关电路上
然后一个卖保险或卖房子或卖铺面或你猜猜我是谁的电话来了,然后就没有然后了

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 15:44:18]

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16楼
引用 amo:
抗干扰性:在这种应用场合基本不用考虑,荒山野岭没干扰,市区内即使同频段有WIFI、蓝牙等同频设备,但是短距离内干不过PA+跳频;目前主流的2.4G收发器有127个频点,发送一个数据包不到200us,一……
还是要考虑恶意干扰的比如录制你的发射时序然后重放的
还有要双向通讯发心跳包防止不小心走出遥控范围之类的
赶脚弄个lora然后搞一个滚动码加密就ok了
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17楼
引用 Misaka_No.10032:
还是要考虑恶意干扰的比如录制你的发射时序然后重放的
还有要双向通讯发心跳包防止不小心走出遥控范围之类的
赶脚弄个lora然后搞一个滚动码加密就ok了
录制是没有用的。
配对成功后,遥控器和接收器都保存了对方的唯一ID,发送数据时都用自己的ID来加密(典型如AES128);相应的,接收时都用对方的ID来解密。
一旦配对成功,双方一通电,就实时的双向通信了,空闲期间遥控器会不停的发送“给我一个随机的临时密码”,接收器则会给出一个临时密码;双方确认通信成功后,都点亮一个绿灯,表示通信正常,这已经起到心跳包的作用;按下点火按键后,遥控器发出点火命令,接收器收到遥控命令时检查这个临时密码;
这种机制下,每次点火发送的数据包都是不一样的,抓包也没用。

Lora的问题多多:贵、资料少、体积巨大、速率太低、易受干扰导致无法工作
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18楼
引用 amo:
录制是没有用的。
配对成功后,遥控器和接收器都保存了对方的唯一ID,发送数据时都用自己的ID来加密(典型如AES128);相应的,接收时都用对方的ID来解密。
一旦配对成功,双方一通电,就实时的双向通……
对就这个意思
lora好像有单芯片方案?
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19楼
引用 Misaka_No.10032:
对就这个意思
lora好像有单芯片方案?
有一段时间没关注Lora了,不清楚有没有便宜的单芯片方案。
本帖的遥控应用场合,基本是100米以内,可视范围,普通2.4G单芯片(GFSK)就能搞定;不放心或者要更远距离,加个1块钱的Pa很轻松。速率高,技术成熟;出货量超大,不用担心货源。
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20楼
大三(12年)的时候给一个坛友设计过一个火箭点火遥控装置,就是用的433M+汽车遥控器的,用的8051作为控制,当时加了密码,即顺序依次按下对应的键才可以点火,为了防止误触发。
但现在想想风险真的太大,毕竟用这种遥控模块的地方太多了,万一被干扰误触发了就是一起事故。。。(这种模块貌似没有加密,码都是固定的,很容易匹配上)
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虎哥(作者)
21楼
@ry7740kptv 其实被其它模块同频干扰导致误触发的机会很小:除非用以前那种只有8个地址码的,或者买回的模块用默认的不改。更可能出现问题的是电路的不稳定。
另外@amo 同学,干脆你做一个遥控器算了,造福坛友。我这个比较复杂,一时半会儿出不来。
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22楼
IMG_20170815_200150.jpg

最近我买了这个来学习,感觉单独买sx1278模块再配个单片机和继电器来做点火器就行了

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 20:13:46]

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虎哥(作者)
23楼
@cccyl 这两年1278是非常有竞争力的方案,模块很多,自己做也行。但是我没找到安全方面确切可靠的资料(其实是还没找)。在私有定制协议还是采用现成单芯片方案之间,还要研究下。

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 20:22:44]

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24楼
引用 虎哥:
@ry7740kptv 其实被其它模块同频干扰导致误触发的机会很小:除非用以前那种只有8个地址码的,或者买回的模块用默认的不改。更可能出现问题的是电路的不稳定。
另外@amo 同学,干脆你做一个遥控器……
我这边条件有限,仅能提供一套PCBA(即焊好所有元件的电路板,遥控器、接收器各一块),相当于简陋的验证机,离产品还差得远……起码缺一个看的过去的外壳。

另外更缺乏的是这个点火行业的专业知识。前面仅论证了可靠的传输遥控动作到一个开关管,至于点火头的类型(即负载特性)就不清楚了,所以用什么类型的开关管/继电器暂时没法定下来,负载特性还决定了需要怎么设计点火电源……
仔细分解下来,要考虑的东西还不少,打算另开一个帖子先征集功能需求、采购意向、心理价位。

打算设计一套专用于业余火箭点火的高可靠遥控器+接收器组件造福坛友,先初步收集需求 https://www.kechuang.org/t/82224

[修改于 3 年前 - 2017-08-15 21:24:25]

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25楼
引用 dreamwings:
然后一个卖保险或卖房子或卖铺面或你猜猜我是谁的电话来了,然后就没有然后了
白名单啊,名单里面就一个号码,实在荒郊野外就用卡片电脑+wlan
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2017-08-16 02:40:49
虎哥(作者)
26楼
接下来看看一个遥控系统通常应该具有哪些部分。
1.png
这张图包含五个设备,如果暂时不考虑带*号的“提高”部分,那么包含三个基本部分:
人机界面(任务接口)、执行接口、通信机。
任务接口把人的需求,翻译成数据指令,通过通信主机发射,经过电波传播,传送到通信从机,通信从机把数据指令告诉执行接口,由执行接口翻译成执行器能够响应的信号。必要时,系统也可以把执行的结果及其它必要的遥测数据反向发送。

通信主机和通信从机其实就是数传电台。如果仅限于单向,则分别是发射机和接收机。如果需要双向通信,则需要收发信机。数传电台有许多不同的体制,从定频率的ASK到基于数字调制的跳频扩频,或者LoRa、wifi等一揽子解决方案,具有各自的优缺点,通常根据最困难的应用场景来权衡选择。

人机接口最容易产生“风格”。对于点火器来说,可以是一台电脑(用串口等数据口连接通信机),一个MCU为核心的操作界面,或者一些简单的机械开关和逻辑电路。

执行接口需要根据具体的用途而定。对于军事爆破,通常需要考虑一定数量的串联电雷管的起爆,需要升压储能电源;对于采用点火头的火箭点火,如果是烟花点火头,只需要触点+干电池,如果是大电流桥丝的点火头,则需要较强的负载能力,可以只提供触点,而电源(锂电池组)由用户自备。对于其它一些执行器,比如电磁阀门(在液体火箭测试中常见),则需要根据这些阀门的驱动要求提供能源,比例阀还要更复杂一些。也可以考虑做一款通用的产品,把上述这些需求都囊括进去,电路就会比较复杂。

[修改于 3 年前 - 2017-08-16 02:54:51]

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27楼
引用 amo:
我这边条件有限,仅能提供一套PCBA(即焊好所有元件的电路板,遥控器、接收器各一块),相当于简陋的验证机,离产品还差得远……起码缺一个看的过去的外壳。

另外更缺乏的是这个点火行业的专业知识。前面仅论……
我可以设计外壳,熟悉钣金加工供应商。用钣金可以做得挺好看的。

另外就是量产需要可制造性设计以及考虑一下供应链的复杂度,这个KC都有经验,可以帮忙。
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28楼
单个遥控模块似乎比较容易出问题。。。其实我一直觉得,能否多个普通的遥控模块进行串联?以前买模块时,搜了一些相关知识,但是已经记不太清了。。。记得常见遥控模块好像有两种频率,如果使用多种频率,多个不同编码的模块进行串联,安全度会指数级上升吧。。。
例如说,4个不同模块进行串联(点动模式,非自锁),只有四个遥控同时按下,电路才会接通。。。不知道这个思路可靠否?
如果可以,那么,再给这四个遥控加一个手动小开关,也就是这个小开关一按下去,四个遥控同时接通,然后四个接收模块同时接通~~~
即使被别人影响到一两个,也不会接通电路。。。
QQ图片20170816204350.jpg
草稿示意图,多年没画过电路图,好多符号和画法都忘了。。。

[修改于 3 年前 - 2017-08-16 20:46:01]

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29楼
不如干脆只提供控制信号的输出(就像航模用的遥控接收机一样),而具体的执行部件(继电器/高压电源/可控硅/电机驱动/阀门驱动等等)做成可选的模块,这样设计比较简单,用户也可以根据自身需要搭配。

[修改于 3 年前 - 2017-08-16 23:44:24]

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30楼
我觉得防误动的思路主要还是得集中在防止电气干扰以及上电初始化时可能出现的各种瞬时电平上面。
连CC1111这种模块上面都带AES加密功能,普通的同频电磁波怎么可能造成误动呢?即使没有加密的芯片,把命令串搞长一点也就没问题了。
多几个不同频率的模块并联使用应该也可以防范一般的拒动了
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2017-08-17 01:32:29
虎哥(作者)
31楼
引用 1139872424:
单个遥控模块似乎比较容易出问题。。。
不好意思,其实昨天图稍微简单了一点,如果把两个接口细化,可以分离出数据处理环节。
1.png
也就是说,通信模块(通信机)只需要用尽量高效和可靠的方法传输数据就行了,整个系统的误动风险,与通信机没有直接关系。对数据的加解密和两个接口本身的防误动性能,才是系统的关键,这里串联开关是有效的,后面我会探讨这个话题。相反,正如楼上所言,要担心的是因为无线信道的固有不确定性而带来的拒动风险,所以无线模块多个并联更合理。
当然实际设计中我们把一个通信机做到足够好就行了,不必采用并联的方式。

[修改于 3 年前 - 2017-08-22 20:48:11]

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32楼
再好的通信抗干扰,抵不上猪队友一屁股坐到 点火 按钮上

设计完善安全机制,确定失效模式,然后用淘宝买的433模块就足够了,考虑录波这些太不切实际

[修改于 3 年前 - 2017-08-17 14:16:14]

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2017-08-18 15:47:18
2017-8-18 15:47:18
33楼
航模遥控器不好吗,,,接收机6个以上的通道数量,而且有极大的有效距离,玩fpv动不动就20km+,几十人在一起飞穿越机也没见过干扰,用舵机对机械开关实现操作,我一直都这么用的
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2017-08-20 03:44:36
2017-8-20 3:44:36
虎哥(作者)
34楼
最近事情有点多,更得慢。

关于通信机用什么方案,这个怎么说呢,就我对行业目前技术状态的了解,不用多想,就应该选LoRa。如果非要按流程做“方案比选”的话,老式ASK方案显然是不行的。除了LoRa当然还有很多方法:

(1)基于比如SI4432之类芯片制作FSK,PSK通信机。
(2)采用传统数字收发信机电路制作一种定制化的数传电台。
(3)基于9361之类制作一种可以软件定义的通信机。
(4)基于丰富的FM对讲机改装FFSK、DTMF之类,也可以APRS。
(5)……

不想废话它们针对这个遥控器而言的优劣了,就LoRa吧。

LoRa芯片资料:


attachment icon SX1276中文数据手册.pdf 4.72MB PDF 84次下载 预览
关于射频怎么做,这种低频小功率对科创实验室而言没什么难度,以后细讲。这个难点可能在跳频方案。

LoRa在本项目中也有不少缺点,主要是:速率慢,以至于延迟大。作为点火器,延迟越短越好,个人认为可以接受的极限是1秒。(控制爆破中的时序起爆要采用另外的办法)

经修订以后的系统组成结构图如下:

1.png
图中的东西不一定都有,最下面一排基本都是可选的。具体需要包括哪些东西,大家可以发表看法。

特别说一下,通信机支持双向传输,但是考虑到电磁兼容的要求,必须主机问的时候从机才能答。传感器和监视触点用来感知现场环境以及执行器的工作状态。设备上的机械开关均使用双刀开关,其中一刀就是“监视触点”,也就是说,在遥控器上可以看到接收机各开关的状态,电池电压,以及其它必要的消息(比如可以包含线路电桥,以便遥测线路电阻)。

[修改于 3 年前 - 2017-08-20 03:49:55]

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2017-08-21 17:08:10
2017-8-21 17:08:10
35楼
应答握手模式呢?比如 发信息到接收端,然后接收端回复信息给发射端, 发射机接收到信息后,显示 接收机受到信息,在点击 再返回,信息,直至 到达发射命令, 每次都更换密码
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2017-08-22 02:28:51
虎哥(作者)
36楼
引用 航模发烧友:
应答握手模式呢?比如 发信息到接收端,然后接收端回复信息给发射端, 发射机接收到信息后,显示 接收机受到信息,在点击 再返回,信息,直至 到达发射命令, 每次都更换密码
需要握手的协议具有较高的安全性和可靠性,但是对于遥控器应用而言,照例存在如下问题:
1、如果一点对多点,就会丧失实时性(不过本帖中的遥控器不需要对多点);
2、如果想通信较远距离,从机也需要较大的发射功率,会增加设备复杂度和电源消耗;
3、对于某些特殊用途(比如军事),增加暴露从机位置的风险;
4、因为主机也可能受到干扰,整个系统的抗干扰能力下降;
5、从机靠近电点火网络,如果发射强度较大,可能引起电磁兼容问题。

该项目中,从机也有发射功能,但只配置较小的功率,且主机不问,从机不答。遥控通信不打算使用需要握手的协议。因为是单向传输的,为了提高安全性,也要采取比较复杂的措施。
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37楼
弱弱的问一下:难道线控就不可以吗?
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2017-08-23 11:39:11
2017-8-23 11:39:11
38楼
想要提高可靠性,避免误动作,通过设置非常长的匹配码,比如128字节,只有多次收到匹配的信号才动作,这样可以把误报率降到非常非常低的概率。当然,会牺牲传送时间和成功率,设计高可靠性的遥控器,我会用这个思路。
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2017-09-01 03:07:15
2017-9-1 3:07:15
39楼
引用 虎哥:
引用 航模发烧友:
应答握手模式呢?比如 发信息到接收端,然后接收端回复信息给发射端, 发射机接收到信息后,显示 接收机受到信息,在点击 再返回,信息,直至 到达发射命令, 每次都更换密码
需要握手的协议具有较高的安全性和可靠性,但是对于遥控器应用而言,照例存在如下问题:
1、如果一点对多点,就会丧失实时性(不过本帖中的遥控器不需要对多点);
2、如果想通信较远距离,从机也需要较大的发射功率,会增加设备复杂度和电源消耗;
3、对于某些特殊用途(比如军事),增加暴露从机位置的风险;
4、因为主机也可能受到干扰,整个系统的抗干扰能力下降;
5、从机靠近电点火网络,如果发射强度较大,可能引起电磁兼容问题。

该项目中,从机也有发射功能,但只配置较小的功率,且主机不问,从机不答。遥控通信不打算使用需要握手的协议。因为是单向传输的,为了提高安全性,也要采取比较复杂的措施。
如果给火箭用,现在的系统架构与航电系统相互重复。而且火箭上的数传和图传发射机以大功率持续发射,信道间的电磁兼容问题非常严重。433和5.8G两个频段尚可勉强共存,加上2.4G频段之后谐波干扰严重到几乎无法使用的程度。

这种情况下最好把点火做成航电系统的一个功能,以避免增加额外的信道。大型运载火箭的点火时序也由航电系统控制。

主要难度在于上下行之间的半双工通信协议,在卫星上已经基本解决了,可能需要做些软件移植和升级。
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2017-09-05 12:16:00
2017-9-5 12:16:00
40楼
淘宝有机械通断的继电器,就像洗衣机上面那种按钮,把他串联在我们用的普通的遥控上,时间设置为半分钟等,就可以保证在机械继电器闭合之前也不会担心误动作。
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2017-10-05 06:38:41
2017-10-5 6:38:41
41楼
干扰的话,采用Lora,足够性能的滤波,同时拉大整个扩频因子就好。然后两边采用硬随机发生器同步密钥,TCP式的多次握手,同时对于握手的延时有严格的限制。单片机这块,如果真的有必要,可以考虑ti的安全系列mcu, 双核锁步,再不济,也可以使用双mcu+逻辑电路互锁,如果发现不同步,触发MCU中断后reset两mcu。输出部分不建议使用cmos电路直接带继电器,可以考虑采用多个继电器+三极管逻辑电路,每次滚动一位,类似于钥匙开锁,或者考虑电机等方案。做下来感觉成本也就两三百一个吧
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2018-01-25 17:33:08
2018-1-25 17:33:08
虎哥(作者)
42楼
引用 拔刀斋:
航电系统确实应该包含触点或者点火信号输出功能,要是液体发动机就更复杂,航电系统与液机的控制器(液机、储槽及各种控制装置为独立单元)之间需要有通信协议。这需要做一些总体研究。

不过现在KC316停产,尚无通用航电系统产品的研制计划,只有下一步考虑了。

[修改于 3 年前 - 2018-01-25 17:33:29]

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虎哥(作者)
43楼
引用 韩笑:
您说得非常好,这是靠谱的方案。
目前从系统的经济性和可靠性等多方面权衡,采用方案是单CPU驱动,抗震继电器组方式,为了提高安全性,设有一个机械保安开关,在一切准备就绪后才接通点火电路。保安开关必须是不可能焊死或者有异常能够立马发现的,这就不能使用普通钮子开关。
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44楼
我以前的遥控用的航模遥控器,控制两个舵机  一个锁死另外一个的活动且两个舵机都必须按照顺序达到行程极限才能点火,因为干扰基本上很难和信号顺序对比上  另外使用的是自制的电流点火头   对电压电流要求较高,点火慢不易触发
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2018-01-27 14:44:40
2018-1-27 14:44:40
45楼
    搞得真复杂!
    最重要的是点火部分的设计,而不是遥控部分,遥控部分一定会出现误动作,只是概率问题!
    原则上没有任何电子产品不会出问题!只是概率高低问题!包括用多套cpu进行表决,你也不能保证驿码部分不出问题!(干扰,制造瑕疵,设计瑕疵),包括三极管,场效应管,的意外(击穿,损毁)导通。
    毕竟单片机控制的IO口,你不能保证IO口不出问题。还有外部继电器也是由三极管(场效应管)控制,如果三极管(场效应管失效)会导致继电器直接动作。
    
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2018-02-12 20:49:12
2018-2-12 20:49:12
虎哥(作者)
46楼
据路边社消息说样机已经在进行应用测试了,采用了CPU+CPLD的结构,CPLD有逻辑锁,继电器上也有逻辑锁。
不算人工成本的话,研发成本并没有花到传说中的8000元😂

[修改于 2 年前 - 2018-02-12 20:50:15]

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2018-02-18 11:03:09
2018-2-18 11:03:09
47楼
以我和朋友使用的遥控设备的经验来说,高端航模用的遥控设备基本满足这类安全要求(只是好点的遥控器价格都基本过千,接收机都要几百),这种是考虑过多飞行器阵列遥控动作特效飞行的情况的,多遥控器多接收机的情况下要求串码率尽量低(实际上本地航模爱好者扎堆活动也没有出现过串码的情况),这类遥控器的ID对频验证功能是在通上电源的接收机上进行特定针脚物理短接后,遥控器同时进入相应操作界面进行验证设置,然后也可以设置接收机受未验证的信号干扰/受屏蔽改变电平和PWM信号频率输出控制更下一级的开关器件(电平控制或者PWM信号控制那种,例如舵机+摇臂+机械开关这种)进行断电。
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2018-02-19 13:23:16
2018-2-19 13:23:16
虎哥(作者)
48楼
引用 helium:
航模遥控器的安全性是有保障的。只是应用的问题就萝卜白菜啦,据说高级产品经理常看这些书…
20171215_145640.jpg
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2018-04-28 21:12:22
2018-4-28 21:12:22
虎哥(作者)
49楼
这个项目进展正常。经过两期实验,目前已经确定较好的方案,通信是LORA。高可靠接收器采用逻辑锁,正交三继电器方案,其安全性按照满足军用需求设计。中等可靠性接收器采用单继电器或MOS管开关方案,满足一般的民用设备遥控需求。
下图是遥控发射器的外壳中框部分设计图,已经发给模具厂,到时候挤出对应的型材,然后由CNC进行修饰加工,成本比较折中。
1.png
接收器考虑是易耗品,所以外观会做得简单一些。高可靠接收器会先做出来,随后会有价格较低的中等可靠性接收器。
为了支持国货,接收器打算采用国产CPU和CPLD。

[修改于 2 年前 - 2018-04-28 21:19:54]

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