RCDEV: Лопасти радиоуправляемого вертолета для ночных полетов с отображением текста.

Идея сделать лопасти с отображением текста родилась достаточно давно. Но на конкретные действия нас сподвигнули организаторы международного RC шоу «ISRAEL ARAVA-2006 FunFly Event», планировавшие эффектное ночное представление. Первая реализация таких лопастей была представлена на 3D-Masters 2005 в Нортхамптоне двумя моделистами из Оксфорда, известными на форуме RunRyder под никами "UK_Sonics" и "Angelos". "Оксфордские" лопасти были выполнены на основе деревянных лопастей, поэтому поэтому полет выполнялся в щадящем режиме, без нагрузок.

Для показательных выступлений на "ARAVA-2006" шоу были изготовлены два набора лопастей из углепластика (один для Raptor-50 и второй для DynaX-90), подготовленные для экстремального 3D пилотажа. Подробности можно прочитать здесь или здесь.

Я же ограничусь описанием только электронной части.
Принцип работы не нов и основан на использовании круговой механической развертки. При вращении линейки светодиодов, мигающих в определенном порядке, в плоскости вращения можно получить устойчивое изображение.
Самым сложным при разработке было найти легкий источник питания для схемы управления светодиодами и синхронизировать лопасти с их положением в пространстве (или хотя-бы со скоростью вращения).

Первая задача решилась выбором литий полимерного аккумулятора, имеющего достаточно малые габариты и вес, и приемлемую емкость (250 мАч). Поскольку вся система управления устанавливается в основание лопасти, и имеет небольшой вес, ее влияние на лопасть в полете практически не заметно. Ультра яркие светодиоды вместе со схемой управления потребляют в среднем 300-400 мА, что позволяет получить время полета с включенными лопастями более получаса.

Синхронизация обеспечивается ИК светодиодом (с узким углом излучения), установленным на балке вертолета и ИК фототранзистором на нижней плоскости лопасти. При вращении ротора формируются синхроимпульсы. Если схема управления фиксирует устойчивые синхроимпульсы в частотой в пределах рабочих скоростей вращения ротора, микроконтроллер использует их для прорисовывания изображения. Т.е. управляя ИК светодиодом через свободный канал приемника, можно включать и выключать изображение в полете.

Схема управления реализована на микроконтроллере ATMega8. Текст формируется 7-ю светодиодами. Сигнал с фотоприемника (взятого из старой компьютерной мышки), нормализуется и фильтруется операционным усилителем и поступает на вход аналогового компаратора процессора, который в свою очередь формирует прерывание таймера захвата. Напряжение батареи контролируется микроконтроллером через резисторный делитель. При падении напряжения меньше допустимого для литиевой батареи, вместо запрограммированного текста выводится сообщение “Low battery”. На разъем выведены сигналы последовательного интерфейса для программирования, контакты для заряда батареи и включения питания устройства.