Construción Voilier según planos

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Leopoldofran
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Leopoldofran »

Hola Helmut. Si te he entendido bien al final vas mandar el timón y los winches usando una pantalla tactil. Me parece extraordinario.
Supongo que tu barco es un balandro y que llevarás winches para la escota de la mayor y para el foque además de mando del timón, quizás motor también, dar espinaquer ya me parece demasiado.
No creo que sea problema para tí pero si tu "radio" puede controlar el centrado, los recorridos y exponenciales de los servos mucho mejor, sobre todo los recorridos.
Saludos
Leopoldo
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Hellmut1956
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Hellmut1956 »

Temo que sigo como pésimo explicador o pésimo para entender lo que leo!

Los controles por ejemplo de timón y de las velas siguen siendo por los controles físicos acostumbrados en la emisora.

La pantalla táctil serio inferior como forma de controlar las posiciones por ejemplo del timón y la posición de las velas. lo que logra la pantalla táctil es beneficiarse del punto que emisoras para R/C han cambiado de ser predominantemente en las bandas de MHz y hoy son las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz. La diferencia resulta de como las emisoras de las bandas de MHz transmiten a las receptoras y de como eso ocurre en las bandas de GHz.

Las bandas de MHz son unidireccionales. Esto significa que en la emisora se genera un paquete de transmisión cada 20 ms. En esos 20 ms la electrónica en la emisora determina la posición de los controles físicos de la emisora y genera la información que capacita a la receptora generar cada 20 ms un PWM para cada uno de los 8 canales. La PWM es aquella información que los servos por ejemplo usan para ponerse en la posición deseada por el operador en la emisora, el ser humano.

Las Bandas de 2.4 y 5 GHZ son bidireccionales! Esto significa que tanto la emisora como la receptora genero un flujo de datos. De allí resulta que en los R/C en las frecuencias de GHz la emisora y la receptora tienen lugar al tiempo en la emisora R/C y en la receptora R/C en el modelo

El flujo de datos en Inglés se llama stream. Es por eso que en los radio controles en las frecuencias de GHz son capaces de recibir datos que el modelo transmite.

Ahora el marketing de los vendedores de radio controles en las bandas de GHz artificialmente también hablan de que sus radio controles tienen tanto y tantos canales. Físicamente estos R/C no tienen canales. Eso lo hacen con el solo propósito que los clientes sean informados de la forma acostumbrada y así encuentren el dato de que su R/C tiene 8 canales.

Ahora, cual es la consecuencia de la forma como los R/C modernos en bandas de GHz transmiten y reciben datos al mismo tiempo?

Los R/C monitorean la posición de los controles físicos de la emisora de la misma forma como lo hacen los R/C en bandas de MHz. La posición de cada control es monitoreada midiendo el valor de la resistencia de cada control físico. En los R/C antiguos la electrónica en la emisora generan las señales que capacitan a la receptora antigua generar los PWM como señal de cada canal que es la forma como los servos "saben" a que posición deben de ir.

La emisora en las bandas de GHz monitorea la posición de igual forma, es una cierta tensión medida en las entradas análogas del controlador. Ahora lo que es diferente. Digamos que la emisora puede detectar 256 posiciones de cada control físico. El controlador genera un valor digital, por ejemplo "128", lo que representa que el controlador físico está en la posición céntrica. El valor digital "0" corresponde a que el stick de control esté en un extremo, el valor "255" que el stick de control está en la posición al otro extremo.

Esto significa que la posición de cada control, de cada canal, es codificada como un número entre "0" y "255". Si tengo una emisora que dice tener 8 canales, entonces el resultado del monitorear las posiciones de cada control físico de la emisora R/C son 8 bytes que tiene que transferir para 8 canales y eso una vez cada 20 ms o 50 veces por segundo.

Ahora bien sabes que la capacidad de transmisión de datos en las frecuencias de GHz le permiten a tu celular recibir la información completa de un video de resolución 1920 x 1080, 30 veces por segundo! Eso representa millones de bytes que son recibidos y millones de bytes si tengo una conversación con video en Skype recibo y transmito al tiempo! Que es eso en comparación a los 400 bytes que la emisora de un R/C en las bandas de GHz tiene que transmitir cada segundo!

Debido a que la cantidad de datos digitales que un R/C en las bandas de GHz requiere transmitir, que el proveedor de esos R/C puede usar las componentes mas baratas y aún tener un margen de capacidad gigantesco sin usar. De allí resulta que los chinos pueden ofrecer R/C tan baratos sin disminuir la calidad de su función!

Ahora vuelvo a mi uso de la pantalla táctil en un R/C hecho por mi mismo!

Nuestra tableta con Android puede comunicarse por la interfaz USB, o por Bluetooth o por wifi y en el caso de mi versión de la tableta, usando el servicio de comunicación de datos en los celulares "LTE". Mi contrato con mi proveedor solo me cuesta entre 2 y 3 Euros mensuales y un volumen de datos de 100 MB. Recuerda, un R/C en las bandas de GHz solo requiere 400 Bytes cada segundo. Con esa tarifa puedo transferir datos durante 250.000 segundos, lo que equivale a 6125 minutos o mas de 600 horas y todo no me cuesta mas que entre 2 y 3 Euros por mes!

Vuelvo a nuestra tableta. Si tengo una placa RaspBerry Pi dentro de la caja de MI emisora en los enlaces que presenté antes se presenta, entonces la tableta tendrá el escritorio de la placa Raspi, que opera con el sistema operacional Linux, visible en su pantalla. La palca Raspi monitorea las posiciones de los controles físicos digitalizando el valor de su posición tal cual lo expliqué mas arriba. Ahora ese valor digital de la posición de un control de la emisora se puede "corregir" a gusto para compensar el control de cualquiera de los servos que uses en el modelo y así modificar los parámetros que listas.

La posibilidad de control que cualquier actor, sea motor o sea el control específico de un espinaquer es propiedad de esta solución! Vale recalcar la división de función en la emisora y en la receptora. Por un lado la función de la emisora R/C es determinar que es lo que el operador desea a razón de la posición de cada control físico. La emisora transmite esta información cada 20 ms o 50 ces por segundo. los tales 400 Bytes requeridos por segundo. La receptora en tu modelo, por ejemplo una placa RaspBerry Pi en el modelo, recibe estos 400 bytes por segundo que le dicen en que posición el operador tiene los controles físicos y con esa información un programita en la placa Raspi genera la información de como controlar cualquier servo o cualquier motor o cualquier variante de las velas como por ejemplo un espinaquer.

Pero al igual y al tiempo la placa Raspi en el modelo puede mandar los datos de las posiciones de los actores a la placa Raspi en la emisora, esta representar esto de forma gráfica y/o alfanumérica en la pantalla de la tableta! Pero también podría por ejemplo mandar el flujo de datos de una cámara de video en el modelo a la pantalla de tu tableta. Las posibilidades de uso son prácticamente ilimitadas. La capacidad de transmisión de datos y del procesamiento de datos por las funciones normales son negligibles!
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Leopoldofran »

Muchas gracias Helmut por tan completa explicación.
Entiendo que puedes regular el desplazamiento total de los servos es decir un servowinch puedes hacer que de más o menos vueltas y puedes asignar varios canales a un mismo stick de la emisora para por ejemplo mover dos servos distintos con la misma palanca .
Como me pilla ya muy mayor para adoptar ese sistema me conformaré con lo que tengo, una Multiplex cockpit en 2,4.
Saludos
Leopoldo
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Hellmut1956 »

Me es un placer si te he podido explicar el tópico. Modelistas navales no necesariamente on aficionados a la electrónica o la programación. Es por eso que las empresas han podido continuar haciendo explicaciones erróneas, pues mantener de forma artificial la descripción de un radio control con términos que eran válidos en sistemas usando la banda de MHz. Eso a la ves los pone en la posición de cobrar sumas absurdas por lo alto cuando una emisora es capaz de mostrar valores de sensores en el modelo.

Fue así que me decidí meter mas en el tema. Me compre a precios astronómicos los módulos multiprop de robbe para la emisora y el modelo. La implementación era pésima, pues en vez de repetir los PWM de todos los canales cada 20 ms, solo generaba uno por canal cada 8 veces 20 ms. El resultado fue que los servos no operaban correctamente a tal modo que el sistema no podía ser usado. Un amigo y yo nos sentamos una tarde y usamos algo que hoy sería una placa Arduino y monitoreamos los valores de cada canal cada 8n20 ms = 160 ms y hacíamos que la placa Arduino repitiera la señal recibida en cada canal 8 veces hasta recibir la próxima actualización. Ahora los servos funcionaban perfectamente. El costo de realizar esta función es de menos de 3 USD´y de un programita que se graba en el Arduino, nada complejo!
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Leopoldofran »

Me parece muy bien lo que habeis hecho, pero no sé si sabría llevarlo a la práctica. He volado aviones de radio control desde hace más de 40 años, he padecido los problemas de interferencias cuando estabamos en 27 Mhz, después en 72, luego en 41, los problemas con el fail safe o como se llamara. el doble cambio de frecuencia y al final con la transmision en 2,4 Ghz parece que nos dieron un respiro, unido al paso a la motorización eléctrica y a la transmisión ala emisora de la capacidad restante de la bateria de recepción. En cuanto a los mandos reconozco que podrían ser mejores pero supongo que a base de habilidad nos hacíamos y no había mayores problemas.
Los veleros de RC que tuve desde hace unos 20 años tampoco me parecieron problemáticos, te haces en seguida, la dificultad está en apreciar la dirección del viento que recibe el barco. Lo que no te da el radio control es la sensación única que produce el manejar un timón de caña, eso es muy difícil de transmitir y sin embargo es una fuente de disfrute muy grande porque es el interfaz entre el medio, la mar y el viento y la máquina, por eso conté que el prolongar el stick del timón me supuso una revelación aunque podría ser mejorable si la fuerza a transmitir a la caña guardara relación con la velocidad de desplazamiento del velero. Y ya sería perfecto si emulara las manías del barco a orzar o abatir según la fuerza y el ángulo del viento, pero supongo que hoy por hoy es mucho pedir.
Saludos
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Hellmut1956
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Hellmut1956 »

Lo que describes es muy correcto. Justamente aquellos que controlan aviones por R/C con mucha razón exigen la disponibilidad de los controles stick acostumbrados. Hay mucho en favor y muy poco en contra del uso y la disponibilidad de ese tipo de controles. Lo mismo veo en veleros. Yo comparto esa opinión y por eso mi concepto de un R/C de la próxima generación, y así posiciono mi concepto los tradicionales controles deben permanecer disponibles. En el control de aviones R/C el otro aspecto sumamente crítico es la latencia, el tiempo entre ejecutar una acción en los controles de la emisora al modelo a reaccionar. Vale mencionar que la próxima generación de tecnología móvil, 5G, justamente ofrece esa funcionalidad de una latencia mínima. Obviamente no por los requerimientos del modelismo, sinó por la importante función de 5G en el ámbito industrial y automotriz. Eso va a resolver los requerimientos de un mínimo de latencia en areas del modelismo como lo son los aviones.

Pero hay otros temas que se beneficiarían de R/C de la próxima generación. Uno lo mencionaste tu y es la necesidad de controlar como por ejemplo servos se mueven. Pero un area que es gran beneficiario sería el modelismo naval. Es la posibilidad de controlar un gran número de funcionalidades. Mi concepto de relacionarlos controles físicos de la emisora a la funcionalidad controlada por la "ventana activa". Cambio de la ventana activa relaciona los controles físicos a los requerimientos de la funcionalidad de la otra ventana cuando activa.

Que da de tu respuesta un tópico donde comparto tu opinión. Son cosas relacionadas al tema de "immersive" entorno. Yo tuve contacto con el tema en mi tiempo como persona responsable del sector de computación de la Siemens, Siemens Nixdorf. Un buen amigo mío me puso en contacto con una empresa del Silicon Valley dedicada al sonido de 3D. Esa empresa había desarrollado para el mercado militar un sonido 3D que resultaba en la sensación de estar "dentro del entorno". Esta empresa trabajaba en hacer disponible esta tecnología en PCs con Windows en especial para juegos. Motorola Semiconductores y la Siemens Nixdorf presentaron esta tecnología en una gran exposición en Las Vegas. En nuestra presentación visitadores tenían la posibilidad de experimentar la sensación con un juego muy popular. Microsoft destruyo esa tecnología por no apoyarla e incluirla en Windows. Pero en esa exposición también presentamos que tan immersive un real Sound 3D puede ser. Eso no se ha hecho disponible aún décadas mas tarde. El sonido es mucho mas responsable de sentirse dentro de un entorno virtual que las tecnologías gráficas.

El sentir físicamente el equivalente a estar controlando un velero real es algo que aún deja mucho por desear en los controles físicos en un entorno virtual. Yo, por ejemplo, trato de convencer al hijo de mi hermana que el operar un simulador de aviones se siente mucho mas real si tus controles físicos incluyen los pedales. Los pedales y su función en el control de un avión hacen la sensación muchísimo mas real. Y eso también significa que controlar una avioneta así simula mucho mas la sensación de volar como piloto que el controlar un Airbus 380! Escribo esto con la experiencia como piloto en aviones monomotores reales. Este buen amigo mío tenía una avioneta con la que me hacía volar la figura del "lazy Eight" que exige operar la avioneta con todos sus controles.
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Saludos Hellmut
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Leopoldofran »

Es muy interesante todo lo que cuentas. Ciertamente hay un retraso entre la acción sobre el stick de la emisora y el inicio del movimiento del servo, sobre todo con servos analógicos que son los que tengo, parece que con los digitales ese tiempo es menor y la precisión mayor. En aeromodelismo de reactores o en motonautica RC creo que tiene su importancia, en aeromodelismo normal y en veleros quizás tenga menos, pero uno que sea muy fino también lo nota.
Tuve un simulador de aviones con palanca y pedales y he pilotado avionetas y como tú dices la sensación a los mandos es incomparable aun sin sonido envolvente. El simulador lo tuve que regalar porque me quedaba horas en él, llegaba a marearme.
Ha visto en alguna revista pilotar aviones de RC con el piloto sentado en una butaca giratoria e inclinable con palanca y pedales, pero es un trasto que no está a mi alcance. Pero sí me gustaría timonear el velero con algo más real que la emisora, el problema es que tienes que girarte al menos 90 grados para seguir visualmente el barco, debería tener dos asientos enfrentados para sentarse a barlovento y que lo que sea lo tienes que transportar hasta la orilla que no suele ser accesible para un coche. Pero algo se tiene que poder hacer.
Hace años hubo un simulador de vela ligera en el que el mando consistía en una palanca más bien larga que hacía de timón y una cuerda con recogedor que hacía de escota, no lo tuve y creo que ya no lo hay pero me hubiera gustado tenerlo.
Saludos
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Hellmut1956 »

En cuestiones de simuladores y del uso de la digitalización se abren muchas oportunidades. Pero también es un resultado que hay que reflexionar desde un punto de vista diferente al usual, al menos adicionalmente. Yo he tropezado sobre esto recientemente pensando como se podría usar la interfaz de voz que ofrece por ejemplo Alexa. Hoy se consiguen relativamente económicas placas que ya tienen la interfaz Alexa disponible para su implementación. Si empiezas a reflexionar de como usar Alexa de forma útil notas que un paso anterior es reflexionar como son los procesos que pudieran beneficiarse de una interfaz acústica y que impacto sería posible usando esta interfaz.

Lo mismo ocurre cuando empiezas a reflexionar que posibles usos hay en un modelo naval de la IA. Yo llegue al resultado que la respuesta me está aún muy lejana.

El ejemplo que das sobre el uso de simuladores físicos en aeromodelos y lo que sería interesante y beneficioso para el pilotear un velero usando un entorno virtual, las posibles respuestas son múltiples. Te doy otro ejemplo de mi vida profesional. Un muy buen amigo de mis tiempos con National Semiconductor trabajaba entonces para una empresa que había desarrollado sistemas auditivos que simulaban de forma muy compleja los sonidos que llegan a uno y otro oido, el efecto si la cabeza y quizá un hombro en dirección de la fuente de sonido y el otro oido directamente expuesto hacia el lado de la fuente del sonido, entonces este sistema realizado originalmente en un proyecto para el ejercito gringo, entonces la sensación de estar en el medio es mucho mas intensa que con los efectos visuales usuales. Mi primer experiencia con ese sistema ejecutaba el programa en un PC que no tenia la potencia de procesamiento requerida. El resultado es que lo que perciben tus ojos usando gafas con head positioning y el sonido no se sincronizan adecuadamente con el efecto de mareo. Es mas, si las gafas virtuales con head tracking son de calidad insuficiente un efecto es que después de algún tiempo indefinido y en un entorno no de la simulación el cerebro se desajusta con muy serias consecuencias.

En simuladores de vuelo profesionales usados en la industria de aviación, la mecánica es muy exigente, extensa y muy cara. Algo equivalente sería recrear las fuerzas físicas que siente un skipper al operar un velero real. Tomemos como ejemplo la palanca de control del timón. La solución para darte una sensación de las fuerzas físicas seria en realizar tal palanca como un brazo de robot. Suena intimidante pero no lo es tanto. Pon motores de paso que controlen el movimiento de la palanca en sentido horizontal y uno para el sentido vertical. Controla el torque que la palanca debe recibir para que tu sientas lo equivalente a estar en un velero real. Modernas placas de control de motores de paso como aquellas de la empresa Trinamic permiten programar la cantidad de torque que el motor de paso ejersa. Un sensor angular magnético supervisaría la posición del motor de paso para así hacer posible mover la palanca en contra del torque que el motor de paso ejerce.

Te doy estos detalles técnicos como ejemplo de como hay que encontrar un modo de vista diferente al usual para encontrar como un sistema relativamente simple pudiera realizar el objetivo. Volvamos al ejemplo que presenté. Un sistema del estilo que describo de como realizarlo técnicamente tiene que tomar en cuenta el entorno donde lo quieres usar. Si el objetivo es estar a las orillas de un lago, donde el modelo del velero navega realmente, soluciones posibles son muy diferentes a si quieres hacer la misma cosa pero desde to taller. La primera cosa es relativamente sencilla si estas en el taller y controlas el velero navegando en un lago. La disponibilidad de placas que permiten la comunicación entre el modelo y tu usando o Wifi o comunicación por celular con LTE y en futuro cercano con la nueva tecnología de 5G. El taller también podría ser un entorno que llevaras en un coche. Poner varias cámaras que pueden girar por 360° y en la vertical pueden transmitir la imagen por ejemplo por Skype. Así verías y sientes como si fueras un Skipper real pero de forma virtual. No puedes estar físicamente en el modelo. Pero también siempre tienes la posibilidad de ver lo que ves desde la orilla. El uso de gafas 3D con la posibilidad de poder ver lo real existen.

Sería un proyecto de tiempo completo.

Así lo que te quiero comunicar y trate de presentar es a que me refiero cuando hay que reflexionar primer para encontrar una perspectiva realizables y eficientes. Hay que "jugar" con los parámetros posibles técnicamente y los parámetros que definen el objetivo a realizar. Es eso algo que a mi personalmente me fascina hacer y que me exige constantemente aprender que posibilidades resultan de las tecnologías que se van desarrollando.
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Re: Construción Voilier según planos

Mensaje por Hellmut1956 »

Aquí el enlace a un artículo que describe una posibilidad de tener la funcionalidad de Alexa. Lo que falta es lo que en términos de Alexa se llama "skills"! Es aquel código que implementa las funcionalidades para Alexa poder iniciar acciones y responder con resultados. Se usan los comandos especiales que tu implementas en Alexa y se escribe el código en esos skills para actuar tal cual tu lo desea y para responder con informaciones que tu generas en tu modelo como funcionalidad de monitoreo.

Un ejemplo que gusto dar para clarificar el asunto es el inicializar el monitoreo de la posición angular del palo de una vela. Objetivo es poner el Índice del "quadrature encoder" en estado activo, cuando el palo de la vela se encuentra en la posición central, la orientación del eje central del casco.

Imagen

Imagen

Aquí el enlace a la placa LPCexpresso1769 que uso en mi modelo!

Imagen

Extracto de la hoja de datos del contr54olador LPC1769:

Código: Seleccionar todo

8.24 Quadrature Encoder Interface (QEI)
A quadrature encoder, also known as a 2-channel incremental encoder, converts angular
displacement into two pulse signals. By monitoring both the number of pulses and the
relative phase of the two signals, the user can track the position, direction of rotation, and
velocity. In addition, a third channel, or index signal, can be used to reset the position
counter. The quadrature encoder interface decodes the digital pulses from a quadrature
encoder wheel to integrate position over time and determine direction of rotation. In
addition, the QEI can capture the velocity of the encoder wheel.
La primera imagen muestra los 3 pwm que constituyen el intercambio de datos del "quadrature encoder. Ven el cambio de estado del pwm "I" que determina que esa es la posición central del sensor angular magnético que uso para monitorear la posición del palo de la vela. Dependiendo sie el pwm "A" o el pwm "B" ocurre primero indica la dirección de giro del palo.

El segundo gráfico muestra de forma esquemática el magneto que pongo en una punta del eje de rotación del palo de la vela y que esta montado a ese estando casi tocando la superficie de la cubierta. Un folio de plástico se encuentra en una abertura de la cubierta y debajo se encuentra el chip que da la función de sensor angular. La inicialización al armar el modelo a la orilla del lago requiere ponder el palo alineado con el eje central del casco. Girando el magneta en la punta del eje de rotación del palo se busca aquel momento donde el ìndice del Quadratur encoder cambia de estado.

El texto como tercer elemento de esta publicación es extraido de la hoja de datos del controlador LPC1769 de su página 34. Esto como indicación que el controlador tiene como una de sus funcionas periféricas el "quadratur encoder". Así solo hay que conectar las 3 salidas del censor a los pines correspondientes del controlador LPC1769.

Alexa en la funcionalidad que tendrá en mi modelo dentro del proceso de alistar el modelo a la orilla del lago llegará al punto inicializar el sensor magnético. Aquí nos instruiría de forma verbal a alistar el sistema e indicaría que la alineación no se ha logrado aún, el ìndice no cambia de estado, y hablaría informando cuando la alineación ha sido alcanzada. Anterior a la idea de usar Alexa el controlador activaría un LED multicolor. Mientras la alineación no ha sido alcanzado el LED brilaría en rojo y al alcanzar la posición corecta en verde. El sensor magnético es de muy alta resolución por lo cual e requiere precisión para su alineamiento.
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Saludos Hellmut
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