Universeller Altimeter und Bergungssteuerung

Der neue Altimax G4

Der neue Altimax G4 Altimeter: Geeignet für die ganze Bandbreite der Modell- und Highpowerraketen. Hochintegriert liefert er viel Funktion auf wenig Raum: Nur 68x26mm klein ist dieser Altimeter, der einzigartige Funktionen bietet. Die 4. Generation der erfolgreichen Altimax Altimeter profitiert von der langen Erfahrung im Altimeterbau: Der erste Altimax Altimeter entstand in 2008, seitdem wurde die Technik regelmäßig weiter entwickelt.

Das Altimax System besteht mittlerweile aus verschiedenen Altimetern mit passendem Zubehör. Auf dieser Seite stellen wir den Altimax G4 mit seinen Optionen vor.

Wie funktioniert das?

Grundfunktionen

Der Altimax G4 dient dazu Flugdaten aufzuzeichnen und Funktionen der Rakete auszulösen. Dazu sind 4 MByte Flash-Speicher an Bord die 5 Flüge speichern, dabei werden Bordspannungen, Luftdruck und Beschleunigung gemessen und aufgezeichnet. Ein Kalmanfilter erzeugt aus diesen Daten die Steiggeschwindgkeit und ermöglicht damit die exakte Ermittlung des Gipfelpunktes. 3 Pyro- und 2 Servoausgänge ermöglichen die Ausführung von Aktionen, z.B. das Zünden von Zündern (für den Ausstoß von Fallschirmen) oder das Öffnen von Klappen. Außerdem gibt es 3 I/Os die für Steueraufgaben frei belegt werden können. Mittels optionalem OLED-Display, LEDs und Signalgeber gibt der Altimax seinen Status aus. Der Altimax G4 erlaubt durch sein Eventsystem eine große Vielfallt an Aktionen, Mehrstufenstarts und Mehrphasenbergung, aktivierung von Sendern, Öffnen von Klappen oder Auswurf von Cansats, jede erdenkliche Aktion kann mit dem Altimax G4 umgesetzt werden.

G4-Schema
akkus_450

Wichtig für zuverlässige Funktion

Die Stromversorgung

Die Stromversorgung erfolgt durch Batterien oder Akkus mit 7,2 – 12V. Wir empfehlen 2S-LIPO-Akkus mit 7,2V und 150-800mAh. Sollen Hochstromzünder gezündet werden können auch 3S-Lipos mit 11V verwendet werden, dann sind höhere Zündströme möglich. Die Batteriespannung wird im Falle einer Zündung direkt auf die Zündausgänge geschaltet. Damit das bei schwachem Akku nicht zu einer Spannungsunterschreitung und einem Systemreset führt ist das neue Feature BROWNOUTPROTECT eingeführt: Es überwacht die Batteriespannung und regelt den Zündstrom so dass die Spannung nicht unter ca. 6V sinkt, so wird die Zündung sicher gewährleistet und ein Systemreset verhindert. Intern läuft der Altimax mit geregelten 3,3V, die Servos werden mit 5V aus einem Spannungsregler versorgt.

Steuerausgänge

Zünd- und Servoausgänge

Der Altimax besitzt eine Reihe von Ausgängen mit denen Steueraufgaben ausgeführt werden können:

  • 3 Pyroausgänge mit einer Dauerschaltleistung vo bis zu 15A , 40A peak
  • 2 Servoausgänge mit 5V max. 1A für RC-Servos mit JR-Stecker
  • 3 Digitale Ein/Ausgänge mit 3,3V Pegel und max. 20mA Ausgangsstrom.

Damit können Zünder aller Art gezündet werden, über Servos Klappen geöffnet oder Fallschirme freigegeben werden (z.B. über ein Servorelease).
Die I/O können für verschiedene Steuerzwecke verwendet werden, z.B. einen externen Signalgeber nach der Landung einschalten, ein Sender zur Ortung aktivieren oder als Eingang für die Ereignissteuerung eingesetzt werden.

 

NEU: Die Pyroausgänge werden durch FETCHECK beim Start eingehend auf Funktion geprüft, das stellt sicher dass die Transistoren intakt sind.

Jedem Ausgang ist eine Aktion zugeordnet, jedem Eingang ein Ereignis, dass bei Pegelwechsel am Eingang ausgelöst wird.

Brückenzünder
sensors

Augen und Ohren der Steuerung

Die Sensoren

An Bord sind 2 Sensoren, ein Luftdrucksensor und ein Beschleunigungssensor. Der Luftdrucksensor misst den Luftdruck mit hoher Genauigkeit, die Software berechnet daraus die Flughöhe. Die Auflösung beträgt ca. 15 cm. Der Beschleunigungssensor hat einen Messbereich von +- 120G und kann so auch sehr starke Beschleunigungen messen. Die digitalen Messdaten werden durch ein Kalmanfilter gefiltert, dieses Filter liefert die vertikale Geschwindigkeit, zusammen mit Höhe und Beschleunigung fließt dies in die Ablaufsteuerung ein. Die Software entscheidet dann anhand der Daten in welcher Lage sich die Rakete befindet und reagiert entsprechend.

Universell verwendbar

Das Altimax Eventsystem

Der Altimax G4 besitzt ein bei Altimetern einzigartiges Eventsystem. Es erlaubt die Verknüpfung von Eingangssignalen, Ereignissen und Timern mit Aktionen und erlaubt so eine sehr flexible Reaktion auf Fluglageänderungen und Zeiten. Ereignisse werden erzeugt durch Pegeländerungen an den 3 digitalen Eingängen, durch Erreichen bestimmter Fluglagen (z.B. Erreichen des Gipfelpunkts), oder durch den Ablauf einer der drei Timer. Intern wird durch die Fluglageauswertung eine Reihe von Ereignissen erzeugt. Die Verknüpfung erfolgt über die PC-Software oder das LCD-Terminal. Dort kann man in den Einstellungen über eine Matrix jedes Ereignis mit jeder möglichen Aktion verbinden! Es stehen somit mehr als 11000 Kombinationen zur Verfügung, die dennoch sehr einfach einstellbar sind.

settings

Analyse und Flugdaten

Mögliche Ereignisse

Ausgehend von der Analyse der Flugdaten werden Ereignisse ausgelöst. Folgende Ereignisse sind möglich:

  • Start (Beschleunigung) – durch Beschleunigung erkannt
  • Start (Druck) – durch Druckänderung erkannt
  • Brennschluss – wenn der Schub des Motors endet
  • Machdelay – Wenn der Machdelaytimer abgelaufen ist
  • Höhe Aufstieg – Höhe bei Aufstieg der Rakete überschritten
  • Timer 1 Ablauf – Ablauf eines einstellbaren Timers
  • Timer 2 Ablauf
  • Timer 3 Ablauf
  • Gipfelpunkt Beschleunigung – Gipfelpunkt durch Beschleunigung berechnet
  • Gipfelpunkt Druck – Gipfelpunkt durch Druckänderung berechnet
  • Höhe Abstieg – Höhe unterschritten nach Erreichen des Gipfelpunkts
  • AUX1 Pegelwechsel – Wenn der Pegel des Eingangs AUX1 wechselt
  • AUX2 Pegelwechsel – Dito für AUX2
  • AUX3 Pegelwechsel – nur wenn der AUXn auch als Eingang eingestellt ist!
  • Landung

Analyse und Flugdaten

Mögliche Aktionen

Folgende Aktionen können mit einem Ereignis verknüpft werden:

  • Timer 1 Start – Startet Timer 1
  • Timer 2 Start – Startet Timer 2
  • Timer 3 Start – Startet Timer 3
  • PYRO 1 – Aktiviert Ausgang Pyro 1
  • PYRO 2 – Aktiviert Ausgang Pyro 2
  • PYRO 3 – Aktiviert Ausgang Pyro 3
  • SERVO 1 – Aktiviert Ausgang Servo 1
  • SERVO 2 – Aktiviert Ausgang Servo 2
  • AUX1 – Aktiviert Digitalausgang AUX1
  • AUX2 – Aktiviert Digitalausgang AUX2
  • AUX3 – Aktiviert Digitalausgang AUX3

Erfolgreiche Einsätze beim Cansat-Wettbewerb

cansat

Es wurden tausende Raketenstarts mit den Altimax Altimetern erfolgreich durchgeführt. Große als auch kleine Projekte flogen mit dem Altimax, weltweit von Australien bis USA sind sie im Einsatz, von Schwarzpulver- bis Hybridmotoren war alles dabei. U. a. sorgt er beim Deutschen Cansatwettbewerb für ein exaktes Aussetzen der Cansats und eine sichere Zweiphasenbergung. Bei den Gemeinschaftsprojekten der AG Modellraketen sorgten Altimax Altimeter für eine sichere Bergung der Proton und der Saturn V.  Auch in Forschung und Lehre wird der Altimax eingesetzt, viele Universitäten in Europa setzen ihn in Raketenprojekten ein. Nicht zuletzt ist er seit Anbeginn beim Entwickler in allen Raketen im Einsatz, alle Level 1 – Level 3 Raketen flogen damit erfolgreich.

Vergleich der z. Zt. angebotenen Altimeter

  AltiMAX G4 Altimax Simply 2018
Maße 68×26 mm 35×21 mm
Gewicht 13 g 4,6 g
Eingangsspannung: 7,2 – 12 V 3,3-12 V
Stromverbrauch* (Ohne Servos und Terminal) Ca. 23 mA ca. 5 mA
Druckbereich 10 – 1200 hpa 0 – 1200 hpa
Höhenbereich -170 – 31000 m   ü.N.N -170 – 31000 m   ü.N.N
Speicher 4 Mbyte
Anzahl Zündkanäle 3 2
Anzahl Servokanäle 2
Anzahl Zusatz I/Os 3  
Zünddauer 3 Sekunden 1 Sekunde
Zündspannung =Batteriespannung =Batteriespannung
Max. Zündstrom 14A (Bei externem Zündakku) 9A
Beschleunigungssensor Ja +-120G Nein
Servoversorgung 5V, max 1 A
     
Auflösung Höhe ca. +- 0,15 m ca. +- 0,15 m (1m Ausgabe)
Auflösung Beschleunigung +- 0,04G
Samplingrate Druck 204.800 sps 204.800 sps
Samplingrate Beschleunigung 200 sps
Speicherrate** 200 sps / 40 sps
Speicherdauer ca. 5 Flüge a 10 min.
     
     

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Zubehör für den Altimax G4

Für Einstellung und Auswertung

Kostenlose PC-Software

Eine kostenlose Software für Windows wird angeboten. Damit können die Einstellungen des Altimax verändert und Tests durchgeführt werden. Das Eventsystem ist hier sehr einfach zu bearbeiten, man klickt die Verbindung von Ereignis zu Aktion einfach zusammen.

Tests der Ausgänge und Einstellung der Servopositionen sind per Mausklick erreichbar. Dazu dient die Software der Datenauswertung, die Flugdaten können über den USB-Connector ausgelesen und dann grafisch dargestellt werden. Dabei werden die Ereignisse und Aktionen mit eingeblendet. Exportfunktionen erlauben den Export als Bild oder Excel-Tabelle. Die Daten können auch gespeichert und später wieder geöffnet werden.

Die Software ist kostenlos.

Direkte Anzeige des Status

OLED-Display

Ein optional erhältliches OLED-Display kann direkt auf den Connectoranschluss gesteckt werden. Es zeigt Statusdaten an, wie Batteriespannung, Zünderzustand und letzte erreichte Höhe. Es kann angesteckt bleiben und zeigt dann nach einer Landung die erreichte Höhe an.

Verbindung zu PC, SD-Card und LCD-Terminal

USB Connector

USB: Der G4 Connector wird auf den mehrpoligen Stecker aufgesteckt, man kann ihn nicht falsch herum einstecken. Der Connector erlaubt die Verbindung mit einem PC (WindowsXP-10) über USB um Flugdaten auszulesen und Einstellungen / Tests vorzunehmen.
LCD-Terminal: Am Connector befindet sich außerdem eine 6-poliger Stiftleiste für die Aufnahme des Steckers des LCD-Terminals. Ein Stift fehlt dort absichtlich als Verpolschutz.
MICROSD-CARD: Auf der Rückseite befindet sich ein Sockel für eine Micro-SD-Card. Legen Sie hier eine Mikro-SD-Card mit einem Softwareupdate für den Altimax G4 ein um beim Start des Altimeters die Software zu aktualisieren. Der Vorgang dauert nur 5 Sekunden, alle Einstellungen bleiben erhalten

Einstellungen ohne PC ändern

LCD-Terminal

Das LCD-Terminal wird über den USB-Connector verbunden. Dazu wird der Pfostenstecker des Terminals in den Sockel am Connector eingesteckt und dann der Connector auf den Altimax G4 gesteckt. Das Terminal wird nur beim Neustart erkannt, der Altimax muss also nach dem Anstecken eingeschaltet werden!

Sicheres Einschalten per Magnet

Magswitch

Sehr kleiner Magnetschalter für das Aktivieren elektronischer Baugruppen wie Altimeter, Datenlogger usw. Durch das 1 Sekunden lange Anhalten eines Magneten wird eingeschaltet. Erst wenn erneut 2 Sekunden lang ununterbrochen ein Magnetfeld anliegt wird abgeschaltet. Eine helle rote LED zeigt das Einschalten an.

So kann durch das Modellgehäuse hindurch aktiviert werden, ohne Klappen, Schalter oder Löcher. Einfach Magnet dran halten und los gehts!