Вісник ХНУ. Технічні науки - 2018 рік

Постійне посилання зібрання

https://elar.khmnu.edu.ua/handle/123456789/6200

Переглянути

Перегляд Вісник ХНУ. Технічні науки - 2018 рік за Ключові слова "004.522"

Зараз показуємо 1 - 5 з 5
  • Ескіз
    Документ
    Web-server на Arduino для графического представления информации с удаленных датчиков
    (Хмельницький національний університет, 2018) Мясищев, Александр Анатольевич; Myasischev, A.A.
    В работе на базе Arduino Mega и контроллера W5100 построен web-сервер для графического отображения данных удаленного клиента, полученных с датчиков температуры, давления, влажности. Программа сервера написана в среде разработки Arduino IDE. Откорректирована библиотека Ethernet для W5100, которая для Arduino IDE ver. 1.0.3, 1.0.5-r2 приводила к зависанию сервера. Показана возможность использования библиотеки Dygraphs для графической визуализации данных, полученных с помощью датчиков. Написаны скрипты для прорисовки графиков для спроектированного web-сервера. Проанализирована скорость передачи данных с web-сервера Arduino для различных сетевых контроллеров ENC28J60, W5100, W5500 для среды программирования Arduino IDE и библиотек UIPEthernet, Ethernet, Ethernet2. Показано, что с наименьшей скоростью данные передаются web-сервером с контроллером ENC28J60 - 3.3КБайт/с, с наибольшей контроллером W5500 - 23.4Кбайт/с. Отмечено, что эти сервера не поддерживают многопоточную работу. Поэтому они не могут быть использованы для создания миниатюрных универсальных web-серверов для обработки нескольких запросов одновременно. Рассмотренный в работе сервер может обслуживать только один запрос от одного удаленного клиента. Проанализированы скоростные параметры передачи данных для сервера на микроконтроллере ATmega328p(Arduino UNO) с контроллером сети ENC28J60. Программа сервера реализована на языке Си в среде программирования AVR Studio. Отмечена высокая скорость передачи данных - 140КБайт/с и возможность многопоточной работы. Установлено, что при одновременной передачи трех файлов разным клиентам суммарная скорость передачи достигает 120-130КБайт/с, а для каждого клиента 40-50КБайт/с. Показано, что использование такого сервера для решения задачи графического представления данных с датчиков затруднено вследствие сложности переноса программного обеспечения на другие микроконтроллеры и ограниченностью библиотеки для работы с картой microSD. Эксплуатация разработанного здесь сервера в течении тех лет показала высокую надежность его работы.
  • Ескіз
    Документ
    Авторизация на web-сервере Arduino для управления через Интернет
    (Хмельницький національний університет, 2018) Мясищев, Александр Анатольевич; Myasischev, A.A.
    Рассматривается возможность построения web-сервера для управления оборудованием и получением данных с различных датчиков через сеть Интернет. Указывается на то, что для удаленного управления необходимо проводить авторизацию. В противном случае оборудование будет не защищено от несанкционированного доступа пользователей сети Интернет. Отмечается, что управляющие web-сервера создаются на базе микроконтроллеров, которые имеют малые ресурсы и не в состоянии работать с протоколами HTTPS, SSL, TLS. Поэтому эти сервера являются уязвимыми со стороны сетевых атак. В работе рассмотрено создание web-сервера на Arduino, который использует авторизацию на основе GET и POST запросов, а также модернизированную HTTP basic authentication. Модернизация состоит в том, что для авторизации используется пароль из списка паролей, который выбирается пользователем на основании ключа, пересылаемого сервером. При каждом новом входе на сервер предыдущий пароль становиться недействительным. Представлен практический пример web-сервера на Arduino Mega, на котором установлены три светодиода, имитирующие включение-выключение 3-х силовых источников питания (например, электра - розеток), датчик температуры DS18B20, датчик влажности и температуры DHT 11 и барометрический датчик BMP280. Сервер тестировался с тремя контроллерами Ethernet: enc28j60, W5100 и w5500. Для этого использовались три библиотеки: UIPEthetnet, Ethernet и Ethernet2, которые показали одинаковые результаты работы. Установлено, что авторизация на сервере Arduino с использованием метода запроса GET является нецелесообразной, так как при использовании форм ввода с полями для пароля коды открыто высвечиваются в адресной строке. Авторизация с использованием метода POST скрывает передаваемые коды. Но коды передаются по сети в открытой форме, поэтому их можно перехватить с помощью программ снифферов. Использование протоколов HTTPS, SSL, TLS позволяет сделать такую авторизацию безопасной. Программа, реализующая web-сервер Arduino, составлена в среде разработки Arduino IDE ver. 1.8.6.
  • Ескіз
    Документ
    Использование платы RobotDyn Mega2560 Pro для построения полетного контроллера гексакоптера
    (Хмельницький національний університет, 2018) Мясищев, Александр Анатольевич; Myasischev, A.A.
    Разработан беспилотный летательный аппарат (БПЛА) на базе Ардуино совместимой платы RobotDyn Mega2560 Pro, 6-ти осевого гироскопа-акселерометра MPU6050, 3-х осевого компаса HMC5883L, барометра/высотомера MS5611/BMP180, GPS приемника u-blox NEO-6M. В качестве прошивки используется совместимая с ардупилотом (APM 2.6) прошивка MegapirateNG ver. 3.1.5R2. Прошивка корректировалась в зависимости от используемых датчиков в полетном контроллере. В качестве рамы используется шести моторный мультиротор - гексакоптер. Спроектированный гексакоптер способен выполнять следующие полетные режимы: Stabilize - выполняется взлет и посадка. Задействованы гироскоп и акселерометр для удержания горизонта. Компас используется дополнительно для контроля и коррекции; AltHold - удержания высоты. Здесь использован барометр, который способствует удержанию высоты по давлению воздуха; Land - автоматическая посадка в текущем положении. Используется барометр для контроля высоты; Simple - это режим, который позволяет «забыть» об ориентации БПЛА относительно пилота. В данном режиме важным является компас; Loiter - здесь выполняется удержания точки (по координате и высоте). Использует GPS. Режим используется для фото и видеосъемки; RTL (Return To Launch) — возврат домой, в точку взлета. Контроллер запоминает точку, где произведен Arming и позволяет вернуть БПЛА в эту точку; Auto — полет по точкам миссии. Миссия создается вручную с помощью программного обеспечения наземной станции перед полетом; Failsafe — режим спасения, который отправляет БПЛА домой (в точку, где произведен запуск двигателей - Arming) в случае потери связи с наземной станцией. Было установлено, что у регуляторов Hobbypower ESC-30A, Readytosky ESC-30A с собственными прошивками наблюдаются срывы синхронизации при оборотах ниже средних. Поэтому при резком сбросе оборотов возможна остановка двигателя, что приведет к аварии коптера. Экспериментально установлена ненадежная работа регуляторов Hobbypower ESC-30A и Readytosky ESC-30A, которые самопроизвольно сбрасывали настройки, например при температурах ниже +15C и при включении коптера. В связи с этим в работе была выполнена перепрошивка этих регуляторов коптерной прошивкой Simonk, что обеспечило высокую устойчивость полета. Рассмотрена также настройка GPS модуля GY-GPS6MV2 программой u-center, что обеспечило устойчивый полет гексакоптера по путевым точкам в автоматическом режиме. Экспериментально показана не существенная разница в использовании барометров MS5611 и BMP180 в режиме удержания высоты для прошивки MegapirateNG 3.1.5R2.
  • Ескіз
    Документ
    Режими польоту контролерів польоту apm 2.6 і pixhawk бпла
    (Хмельницький національний університет, 2018) Мясіщев, О.А.; Швець, В.В.; Myasischev, A.A.; Shvets, V.V.
    Розглянуто основну інформацію і технічні характеристики контролерів ArduPilot Mega APM 2.6 і Pixhawk та здійснено їх порівняння. Обґрунтовано вибір контролерів польоту ArduPilot Mega APM 2.6 і Pixhawk, а також перелічено недоліки їх використання. Наведено додатково декілька фірм і їх контролерів, які можуть використовуватися у безпілотних літальних апаратах однак не всі вони можуть виконувати поставленні задачі. Перелічено і вказано приклади використання датчиків (акселерометр, гіроскоп, барометр, магнітометр) контролерів польоту APM 2.6 і Pixhawk на основі показників яких керується алгоритм польоту Наведено приклади використання БПЛА. Розглядаються режими польоту для даних контролів як з використанням модуля GPS, так і без нього. Рекомендовано режими для обов’язкового використання без яких літальний апарат не зможе правильно функціонувати. Також приведені приклади режимів які доцільно використовувати у тих чи інших ситуаціях. Перелічено небезпечні режими при використанні яких без потрібних знань може призвести до трагедії (не змога керувати безпілотним літальним апаратом, відказ певних систем і навіть поломки апарату у деяких випадках до не змоги виправити несправності у безпілотно літальному апараті). Представлено програмне забезпечення Mission Planner для налаштування БПЛА. Наведено основні її особливості та переваги над іншим програмним забезпеченням. Показано як налаштовувати режими польоту за допомогою програми Mission Planner. Наведено як теоретичну так і практичну частину у статті із використанням детальних ілюстрацій. Перелічено списки використаної літератури у якій можна знайти більше додаткової інформації. Весь матеріал статті обґрунтовано і зроблені висновки.
  • Ескіз
    Документ
    Система навігації безпілотного наземного апарата на arduino
    (Хмельницький національний університет, 2018) Мясіщев, О.А.; Фарина, А.П.; Myasischev, A.A.; Faryna, A.P.
    В статті запропоновано навігаційну систему для безпілотного наземного апарата на Arduino. Ця система дозволяє здійснити пересування безпілотного апарата за заздалегідь створеним оператором маршрутом. Основна ідея такого методу полягає в створенні ланцюга із точок які задаються GPS координатами, безпілотний апарат за допомогою навігаційної системи пересувається почергово від точки до точки. Таким чином він може автономно виконувати певну роботу, наприклад, транспортування вантажу або вести відеозйомку. На сьогоднішній день ця задача є досить актуальною і активно розвивається в світі. Перелічені і вказані модулі: GPS (GY-NEO6MV2), магнітометр (GY-273), акселерометр і гіроскоп (MPU6050) на основі показників яких здійснюється навігація. Також вказані їх технічні характеристики та способи підключення. Проаналізовано алгоритм роботи GPS, особливості його запуску (холодний, гарячий і теплий старти), а також причини їх виникнення. Рекомендовано програмне забезпечення (бібліотеки Arduino) що дозволить спростити роботу з GPS модулем. Запропоновано метод фільтрації (фільтр Калмана) GPS координат, та його математичну модель. Цей метод вирішить проблему неточності і зашумленості GPS координат. Описані причини виникнення шумів, основний принцип та алгоритм роботи фільтру, а також в якості прикладу наведено результат фільтрування GPS координат фільтром Калмана. Наведено теоретичний матеріал про роботу магнітометра та магнітного поля Землі. Описана причина виникнення похибки в показах на осях X та Y при нахилі магнітометра та спосіб її вирішення. Обґрунтовано необхідність використання акселерометра і гіроскопа для побудови цифрового компаса на основі магнітометра. Запропонована система проста і надійна, вона надає інформацію про орієнтування об'єкта в просторі та визначає його географічні координати.