SQM (s procesorem STM32F411)
Levnější a funkčně více vybavená náhrada za profesionální měřič kvality oblohy od Unihedronu postavená na procesoru STM32F411CEU s využitím modulu pro měření jasu TSL2591. Vychází z předchozí verze amatérského SQM s procesorem STM32F103, který však již nedostačoval svým výkonem. Obsah Úvod Toto SQM je plánované pro použití dvěma základními způsoby 1) Ruční přístroj - s displejem a tlačítky, napájený baterií, s osazenou vnitřní GPS deskou - viz úvodní foto. 2) Trvale nainstalovaný přístroj - místo displeje jen signalizační LED, s dálkovou komunikací RS485 včetně napájení po komunikačním kabelu. V tomto případě by ale musela být předělána mechanika a provedena nějaká ochrana proti počasí. Každou z verzí je možné ještě přizpůsobovat konkrétním potřebám. Konfigurátor požadovaných rozšíření, který automaticky vytvoří výrobní dokumentaci ma míru, je zde: konfigurátor. Základem obou verzí je procesor STM32F411 (nebo F401) na desce "BlackPill". O USB komunikaci se stará čínský převodník CH340G. Napájení je řešeno přes Step-Down měnič AP1501, který z čehokoliv mezi 4V až 30V vytvoří hlavní napájecí napětí 3,3V. Přídavný (nepovinný) GPS modul je řízený přes svůj vlastní procesor ATmega328 (kvůli napájení 3,3V je podtaktovaný na 4MHz) a s hlavním procesorem STM32 komunikuje přes I2C. Funkce V následujícím odstavci je uveden seznam funkcí (zeleně označené jsou nové funkce, které nebyly v předchozí verzi s procesorem STM32F103 dostupné). - vestavěné hodiny (RTC na desce BluePill) - vytvořil jsem pro RTC funkci "autokalibrace", která podle dvou posledních přesných nastavení času určí, jakým směrem se vnitřní hodiny rozcházejí a z toho pak bude po vypočteném intervalu automaticky přidávat nebo ubírat sekundu - ukládání naměřených hodnot do paměti EEPROM (I2C - 128kB). Podle počtu dalších ukládaných parametrů (teplota, tlak,vlhkost, GPS, detailní informace o světle) se do EEPROM vejde asi 3500 až 16000 záznamů - možnost ukládání hodnot na přídavnou mikro SD kartu v čitelném textovém CSV formátu (možnost definice oddělovačů) - SQM dokáže komunikovat pomocí běžného protokolu modbus-RTU. Transfer list je tady: modbus_tl_411.xls. Vyžaduje mírně upravenou komunikační knihovnu. - místní komunikace a nastavování hlubších parametrů přes USB (CH340G) - volitelné automatické měření po nastaveném časovém intervalu (třeba každých 10 minut) - přímo v terénu je možné listovat ve starých záznamech a nastavovat některé parametry přístroje (automatické spouštění, počet průměrování, datum a čas ...) - testování stability měřeného světla se zvukovou signalizací nestabilního měření - společně se záznamem světla je možné ukládat i teplotu, vlhkost a tlak (modul BME280), nebo jen vlhkost a teplotu, nebo třeba nic z toho - přídavný GPS modul k záznamu přidá i souřadnice pozorovacího místa. Bez GPS je možné ručně vybrat jedno z 5 přednastavených stanovišť - GPS signál se používá i pro přesné nastavení vnitřních hodin (hodiny se dají nastavit i přes komunikaci, nebo pomocí tlačítek) - kalibrace měření světla pomocí 15-bodové kalibrační tabulky (editovatelná přes USB koumunikaci) - kalibrace měření teploty se provádí podobně (pro teplotu má kalibrační tabulka jen 7 bodů) - funkce "stopky" (vzhledem k časové náročnosti spuštěné stopky vypínají všechny ostatní funkce, jako je komunikace, nebo automatické měření) - funkce pro záznam rychlé časové značky (i při vypnutém napájení) - napájení 9V baterií, nebo zdrojem 4V až 30V (nebo přes USB) se signalizací stavu baterie (od verze 2023-04-15 i zobrazení napětí baterie) - jednoduchá červená lampička s regulovatelným jasem světla pro noční pozorování - obsahuje i funkci vodováhy a přidávání informace o aktuálním náklonu ke zaždému záznamu. (Je nutno připojit náklonoměr LSM303) - doplněny výpočty poloh Slunce a Měsíce. Přes menu jsou polohy zobrazitelné na displeji. Aktuální elevace je možné připojovat ke každému záznamu. - nový procesor umožnil přidat i další astronomické výpočty (polohy a osvětlení planet, elongace, soumraky a délky trvání astronomické noci pro pozorovací stanoviště, ...) - součástí astronomických výpočtů je jednoduchý simulátor, který v sériové lince vypisuje výpočty planet Slunce a Měsíce pro zadaný časový interval - s novým procesorem je možné nastavit až 5 budíků a jeden odpočtový alarm, při kterém začne SQM pípat (Při osazení několika dalších součástek se SQM probudí dokonce i při vypnutém hlavním vypínači) - protože už je v menu hodně položek, je možné nepoužívané položky v menu vypínat (změny je možné provádět i terénu speciálním hmatem - popsáno v návodu) - luxmetr (rychlejší měření vyšších jasů) - s modulem LSM303DLHC je možné zaznamenávat i azimut měření (v novém procesoru je vylepšené průměrování azimutu) - při použití modulu LSM303DLHC je možné zadat rovníkové souřadnice objektu (Ra - Dec), které se přepočtou na místní azimut a elevaci - SQM dokáže omezeně komunikovat s programem Unihedron Device Manager, ve kterém jsou pak vidět grafy světla a teploty. - při použití GPS modulu dokáže zaznamenávat souřadnice do trasovacího GPX souboru, který se pak dá zobrazit na mapovém podkladu (např. mapy.cz) - testovací podprogramy pro ověření HW funkcí jsou nyní součástí hlavního programu, takže jsou k dispozici kdykoli - většinu souborů, které se nachází na SD kartě, je možné stáhnout přes USB takže se nemusí karta neustále vytahovat z SQM a strkat do čtečky. - funkce Alarm for Darkness (AfD) umožňuje signalizovat, když hodnota jasu poklesne pod nastavenou úroveň (když se setmí) - při osazení RGB LED je možné jednotlivé signalizační funkce vypínat - podobně je možné vypínat i zvukovou signalizaci - Přímo v terénu je možné na displeji zobrazovat jen infra složku měřeného světla - program je připraven na další 4 měřené veličiny, které se mohou přidávat ke každému záznamu (vítr, sníh ...) (zatím jsou označené jako "rezervy" a nejsou použité, ale jejich zprovoznění už by bylo snadné) - připravil jsem i program pro PC, který s SQM komunikuje uživatelsky jednodušším způsobem přes USB (stahování dat do tabulek, nastavování ...) Ke stažení Poslední aktualizace hlavního programu: 11.1.2025 (verze_sw_sqm.txt) Poslední aktualizace programu pro GPS: 30.12.2024 (verze_sw_gps.txt)
|