DE4036241A1 - Measuring and evaluating physical data of vehicle model - using microprocessor with program and data memory, connected via A=D converters to sensors of different parameters - Google Patents

Measuring and evaluating physical data of vehicle model - using microprocessor with program and data memory, connected via A=D converters to sensors of different parameters

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Abstract

An arrangement for measuring and evaluating the physical data of a vehicle model in operation contains a microprocessor connected to sensors built into the model and connected to a program and data memory, and an interface driver. The program and data memory has an emergency power supply which can be switched on. The measured physical parameters are converted into electrical signals which are digitised and fed to the microprocessor which places the values into the data memory. USE/ADVANTAGE - E.g. for use with models of aircraft by aircraft manufacturers. Enables number of different data items to be measured and recorded during the operation of aircraft model.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung und Verwertung der physikalischen Daten eines im Betrieb befindlichen Fahrzeugmodells.Method and device for determining and recycling the physical data of a vehicle model in operation.

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung und Verwertung der physikalischen Daten eines im Betrieb befindlichen Fahrzeugmodells.The application relates to a method and an apparatus for Determination and utilization of the physical data of an im Operating vehicle model.

Der Konstrukteur, Hersteller oder Betreiber eines Fahrzeugmodells ist aus unterschiedlichen Gründen daran interessiert, die physikalischen Daten kennenzulernen, die beim Betrieb des Fahrzeugmodells auftreten. Die Ermittlung und Verwertung dieser Daten ist aber mit den üblichen Mitteln, wie sie bei einem Fahrzeug in natürlicher Größe angewandt werden, nicht möglich, weil ein Fahrzeugmodell nur ein sehr beschränktes Volumen für die Aufnahme von Meßeinrichtungen aufweist und nur ein verhältnismäßig geringes Zusatzgewicht zu befördern in der Lage ist.The designer, manufacturer or operator of a vehicle model is interested in various reasons to get to know the physical data that are necessary for the operation of the Vehicle model occur. The identification and utilization of this But data is with the usual means, as with a Full size vehicle cannot be used, because a vehicle model has a very limited volume for the inclusion of measuring devices and only one relatively small additional weight to be transported in the Location is.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welcher eine Mehrzahl von verschiedenen physikalischen Daten eines im Betrieb befindlichen Fahrzeugmodells ermittelt werden können. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen auch für den Einsatz in einem Flugzeugmodell geeignet sein, wo besonders hohe Anforderungen an ein geringes Gewicht und geringe Abmessungen der Vorrichtung gestellt werden, weil ein Flugzeugmodell in der Lage ist, nur eine begrenzte Zusatzlast zu befördern.The technical problem underlying the invention consists in specifying a method and a device with which a plurality of different physical Data of a vehicle model in operation can be determined. The method and the device  should also be suitable for use in an aircraft model be where particularly high demands on a low weight and small dimensions of the device are made because an aircraft model is capable of only a limited one To carry additional load.

Das technische Problem ist durch eine Vorrichtung gelöst, welches aus einem in das Fahrzeugmodell eingebauten, mit Sensoren verbundenen Mikroprozessor besteht, der mit einem Programm- und Datenspeicher sowie einem Schnittstellen-Treiber gekoppelt ist.The technical problem is solved by a device which consists of a built in the vehicle model, with Microprocessor connected to sensors Program and data storage as well as an interface driver is coupled.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die von den Sensoren erfaßten physikalischen Meßwerte ggf. nach Umwandlung in elektrische Werte über A/D-Wandler einem Mikroprozessor zugeführt und von diesem in einem Datenspeicher gespeichert.In the method according to the invention Sensors record physical measured values, if necessary after conversion into electrical values via A / D converter a microprocessor fed and stored by this in a data memory.

Mit dieser Vorrichtung und diesem Verfahren ist es möglich, mehrere physikalische Daten direkt zu ermitteln, sie bis zum Ende des Betriebes des Fahrzeugmodells zu speichern und dann in ein anderes, nicht im Fahrzeugmodell angeordnetes Gerät, wie einen Personal-Computer, zu überführen und weiter zu verarbeiten. In Abhängigkeit vorhandenen Aggregaten, ist es auch möglich, wenigstens einen Teil der ermittelten Daten im Fahrzeugmodell sogleich zu verarbeiten, d. h., beispielsweise für die Steuerung der Aggregate einzusetzen.With this device and this method it is possible to to determine several physical data directly, by Save and then end of operation of the vehicle model into another device that is not arranged in the vehicle model, like a personal computer, to convict and continue to to process. Depending on existing aggregates, it is also possible at least part of the data determined to be processed immediately in the vehicle model, d. i.e., for example to be used to control the units.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bzw. 4 bis 7 enthalten.Advantageous embodiments of the invention are in the claims 2 or 4 to 7 included.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand eines Blockschaltbildes in der Figur gezeigt, welche aus Platzgründen auf zwei Blätter verteilt ist. Bei der im Blockschaltbild gezeigten Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Ermittlung der physikalischen Daten eines im Betrieb befindlichen Flugzeugmodells.An embodiment of the invention is based on a block diagram shown in the figure, which for reasons of space two sheets is distributed. The one shown in the block diagram Device is a device for determination  the physical data of one in operation Aircraft model.

In der Figur ist der Mikroprozessor 1, beispielsweise ein CMOS-Prozessor 80 C 535, zu erkennen. Er ist mit einem Baustein 2 verbunden, welcher die digitalen Ein- und Ausgänge des Mikroprozessors darstellt, beispielsweise ein bidirektioneller Treiberbaustein. Weiterhin sind ein A/D-Wandler 3, ein Schnittstellentreiber 4 sowie ein Programm- und Datenspeicher 5 mit dem Mikroprozessor verbunden. Bei dem Schnittstellentreiber 4 kann es sich beispielsweise um ein handelsübliches Bauelement mit der Typenbezeichnung MAX 232 handeln. Bei dem Programm- und Datenspeicher kann es sich um ein handelsübliches EPROM mit einer Speicherkapazität von 64 kByte handeln. Bei dem Akku 6 soll es sich um die Betriebs-Stromversorgungsquelle der Vorrichtung handeln, während die Batterie 7 eine Notstromversorgungsquelle, beispielsweise eine Lithiumbatterie, sein soll, welche bei Erschöpfung oder Versagen des Akkus 6 selbsttätig angeschaltet wird, um die Stromversorgung der Speicherbausteine sicherzustellen und so die ermittelten und gespeicherten Daten zu sichern.The microprocessor 1 , for example a CMOS processor 80 C 535, can be seen in the figure. It is connected to a module 2 , which represents the digital inputs and outputs of the microprocessor, for example a bidirectional driver module. Furthermore, an A / D converter 3 , an interface driver 4 and a program and data memory 5 are connected to the microprocessor. The interface driver 4 can be, for example, a commercially available component with the type designation MAX 232. The program and data memory can be a commercially available EPROM with a memory capacity of 64 kbytes. The battery 6 is supposed to be the operating power supply source of the device, while the battery 7 is to be an emergency power supply source, for example a lithium battery, which is automatically switched on when the battery 6 is exhausted or fails to ensure the power supply to the memory chips and so on to save the determined and stored data.

Wie aus der Figur weiter zu erkennen ist, sind an den Mikroprozessor 1 mehrere Sensoren angeschlossen. Diese Sensoren sind entweder über den Baustein 2 oder den A/D-Wandler 3 und unter Zwischenschaltung von Meßverstärkern 8 an den Mikroprozessor 1 angeschlossen. Der Sensor 9 ist für die optische Fluglageerkennung vorgesehen. Ein weiterer Sensor ist der Kurskreisel 10. Als Sensor für die Fluggeschwindigkeit ist ein kleines Staudruckrohr 11 vorgesehen, welches über dünne Schläuche für die dynamische und statische Druckaufnahme an einen Differenzdrucksensor 21 mit einem Meßbereich von beispielsweise 0-25 mbar angeschlossen ist. Als Höhenmesser ist ein an den Schlauch für die statische Druckaufnahme angeschlossener barometischer Druckmesser 12 vorgesehen. Für die Beschleunigungsmessung ist ein Beschleunigungssensor 13 für beispielsweise ±30 G vorgesehen.As can be seen further from the figure, several sensors are connected to the microprocessor 1 . These sensors are connected to the microprocessor 1 either via the module 2 or the A / D converter 3 and with the interposition of measuring amplifiers 8 . The sensor 9 is provided for the optical attitude detection. Another sensor is course gyro 10 . A small dynamic pressure tube 11 is provided as a sensor for the airspeed, which is connected via thin hoses for dynamic and static pressure absorption to a differential pressure sensor 21 with a measuring range of, for example, 0-25 mbar. A barometric pressure meter 12 connected to the hose for static pressure absorption is provided as the altimeter. An acceleration sensor 13 for example ± 30 G is provided for the acceleration measurement.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Luftschraube von einem Elektromotor angetrieben ist. Als Sensor für die Motordrehzahl ist eine optische Abtastvorrichtung 15 der Luftschraube eingesetzt. Als Sensor für den Betriebsstrom ist in den Motorstromkreis ein Widerstand 15 eingesetzt. Als Sensor für die während des Betriebs des Flugzeugmodells auftretenden Ruderkräfte ist in die mechanische Verbindung zwischen Ruderantrieb 18 (Servo) und Ruder ein Kraftmesser 17 eingeschaltet. Außerdem kann auch in den Stromkreis des Ruderantriebes als Sensor für den Betriebsstrom ein Widerstand 19 eingesetzt sein. Als Sensor für die Betriebsspannung wird der Augenblickswert der Spannung der Betriebs-Stromversorgung 20 herangezogen.In the embodiment shown, it is provided that the propeller is driven by an electric motor. An optical scanning device 15 of the propeller is used as a sensor for the engine speed. A resistor 15 is used as a sensor for the operating current in the motor circuit. As a sensor for the rudder forces occurring during the operation of the aircraft model, a force meter 17 is switched into the mechanical connection between rudder drive 18 (servo) and rudder. In addition, a resistor 19 can also be used in the circuit of the rudder drive as a sensor for the operating current. The instantaneous value of the voltage of the operating power supply 20 is used as the sensor for the operating voltage.

In der Figur ist des weiteren verdeutlicht, daß der Mikroprozessor 1 über die Steckverbindung 22 an einen Personal-Computer 23 angeschlossen werden kann, der ggf. mit einem Drucker 24 verbunden ist.In the figure it is further clarified that the microprocessor 1 can be connected via the plug connection 22 to a personal computer 23 which may be connected to a printer 24 .

Außerdem ist der Figur zu entnehmen, daß eine direkte Datenverbindung zwischen dem Mikroprozessor 1 und dem Fernsteuerempfänger 25 sowie den das Höhenruder 26 bzw. das Seitenruder 27 betätigenden Ruderantrieb 28 und 29 vorhanden sein kann.It can also be seen from the figure that there can be a direct data connection between the microprocessor 1 and the remote control receiver 25 and the rudder drive 28 and 29 actuating the elevator 26 or the rudder 27 .

Diese direkte Datenverbindung kann vorteilhafterweise dazu verwendet werden, um die gewonnenen Sensordaten unmittelbar für die Verbesserung des Betriebsverhaltens einzusetzen. So ist es beispielsweise möglich, die Daten der Fluggeschwindigkeit zu verwenden, um das Drosselservo des Flugmotors zu steuern, damit die Fluggeschwindigkeit - beispielsweise beim Kunstflug - in allen Fluglagen konstant bleibt.This direct data connection can advantageously do this can be used to get the sensor data obtained immediately to improve operational behavior. So it is possible, for example, the data of the airspeed to use the throttle servo of the aircraft engine to control the airspeed - for example  aerobatics - remains constant in all flight positions.

Eine andere Anwendung der ermittelten Sensordaten kann darin bestehen, daß die Ruder sogleich entsprechend beeinflußt werden, wenn eine Thermik festgestellt wird.Another application of the determined sensor data can be in it exist that the oars are immediately influenced accordingly, if a thermal is found.

Die in der Figur gezeigte und vorhstehend beschriebene Vorrichtung weist folgende Funktionsweise auf:
Vor dem Start des Flugzeugmodells ist der Mikroprozessor 1 über die Steckverbindung 22 mit dem Personal-Computer 23 verbunden. In diesem Zustand kann dem Mikroprozessor 1 ein Programm eingegeben werden, es können die Funktionsfähigkeit der Sensoren überprüft, sie ggf. geeicht und die von ihnen ermittelten Werte auf dem Bildschirm des Personal-Computers angezeigt werden.The device shown in the figure and described above has the following mode of operation:
Before starting the aircraft model, the microprocessor 1 is connected to the personal computer 23 via the plug connection 22 . In this state, a program can be entered into the microprocessor 1 , the functionality of the sensors can be checked, they can be calibrated if necessary, and the values determined by them can be displayed on the screen of the personal computer.

Nach dieser Vorbereitungstätigkeit wird der Personal-Computer abgekoppelt und nach Betätigen einer Starttaste beginnt die selbsttätige Arbeit der Vorrichtung. Diese besteht beispielsweise darin, daß pro Sekunde von jedem Sensor ein Meßwert abgerufen und im Datenspeicher abgelegt wird. Der Speicherwert je Meßwert beträgt 10 Bit, welches der Auflösung des A/D-Wandlers entspricht. Wenn acht Sensoren angeschlossen sind, dann entspricht das 80 Bit bzw. 10 Byte Speicherbedarf pro Sekunde. Bei einer Speicherkapazität des verwendeten Speichers von etwa 40 000 Byte können während 4000 Sekunden, d. h. über eine Stunde lang, Meßwerte ermittelt und gespeichert werden. Bei einer Verlängerung der Meßzyklen und Verwendung einer Stromversorgung mit größerer Kapazität kann die verfügbare Meßdauer entsprechend verlängert werden.After this preparatory work, the personal computer uncoupled and after pressing a start button begins automatic work of the device. This exists, for example in that one measurement value per second from each sensor retrieved and stored in the data storage. The storage value per measured value is 10 bits, which corresponds to the resolution of the A / D converter corresponds. When eight sensors are connected then this corresponds to 80 bits or 10 bytes of memory per second. With a storage capacity of the used Memory of about 40,000 bytes can be used for 4000 seconds, d. H. For over an hour, measured values are determined and saved will. With an extension of the measuring cycles and use A larger capacity power supply may be available Measuring time can be extended accordingly.

Nach Beendigung des Betriebes des Flugzeugmodells, d. h. nach dessen Landung, wird der Personal-Computer wieder angeschlossen, und die Daten aus dem Datenspeicher werden auf eine Diskette oder eine Festplatte im Personal-Computer übertragen. Meßdaten, die nicht unmittelbar verwendet werden können, werden mit einem Umrechnungsprogramm aufbereitet. So wird beispielsweise aus der Höhendifferenz pro Zeiteinheit die Sinkgeschwindigkeit und zusammen mit der Geschwindigkeit die Gleitzahl berechnet.After completion of the operation of the aircraft model, d. H. to its landing, the personal computer is reconnected, and the data from the data storage is on a  Transfer diskette or hard disk in personal computer. Measurement data that cannot be used immediately are prepared with a conversion program. So will for example, from the height difference per unit of time Sink rate and along with the speed the Glide ratio calculated.

Die erfaßten und berechneten Daten können in einer solchen Form gespeichert werden, daß eine graphische Darstellung möglich ist. Die vom Drucker hergestellten graphischen Darstellungen erlauben einen guten Überblick über die Meßergebnisse.The recorded and calculated data can be in such a Form that are saved is a graph is possible. The graphic ones produced by the printer Representations allow a good overview of the measurement results.

Wenn zwischen den einzelnen Flügen konstruktive Änderungen an dem Flugzeugmodell vorgenommen werden, lassen sich deren Auswirkung auf die Eigenschaften des Flugzeugmodells an den graphischen Darstellungen rasch ablesen.If there are constructive changes between the individual flights can be made on the aircraft model their impact on the properties of the aircraft model can be read quickly from the graphs.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Ermittlung und Verwertung der physikalischen Daten eines im Betrieb befindlichen Fahrzeugmodells, wie eines Flugzeugmodells, dadurch gekennzeichnet, daß in das Fahrzeugmodell ein mit Sensoren verbundener Mikroprozessor (1) eingebaut ist, der mit einem Programm- und Datenspeicher (5) sowie einem Schnittstellen-Treiber (4) gekoppelt ist.1. Device for determining and utilizing the physical data of a vehicle model in operation, such as an aircraft model, characterized in that a microprocessor ( 1 ) connected to sensors is installed in the vehicle model, which has a program and data memory ( 5 ) and a Interface driver ( 4 ) is coupled. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programm- und Datenspeicher (5) mit einer zuschaltbaren Notstromversorgung (7) versehen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the program and data memory ( 5 ) is provided with a switchable emergency power supply ( 7 ). 3. Verfahren zur Ermittlung und Verwertung der mit der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2 ermittelten physikalischen Daten, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Sensoren erfaßten physikalischen Meßwerte ggf. nach Umwandlung in elektrische Werte über A/D-Wandler (3) dem Mikroprozessor (1) zugeführt und von diesem in einem Datenspeicher (5) gespeichert werden. 3. A method for determining and utilizing the physical data determined with the device according to claims 1 and 2, characterized in that the physical measured values detected by the sensors, if necessary after conversion into electrical values via A / D converter ( 3 ), the microprocessor ( 1 ) and stored in a data memory ( 5 ). 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Sekunde ein Meßwert je Sensor erfaßt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that one measured value per second per sensor is detected. 5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (1) vor der Durchführung der Messungen mit einem Personal-Computer (23) verbunden und der Programmspeicher (5) des Mikroprozessors (1) mit einem Meßprogramm geladen wird.5. The method according to at least one of claims 3 and 4, characterized in that the microprocessor ( 1 ) before carrying out the measurements with a personal computer ( 23 ) connected and the program memory ( 5 ) of the microprocessor ( 1 ) loaded with a measurement program becomes. 6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Durchführung der Messungen und dem Betriebsende des Fahrzeugmodells der Personal-Computer (23) erneut an den Mikroprozessor (1) angeschlossen und die Meßdaten in den Datenspeicher des Personal-Computers (23) überführt werden.6. The method according to at least one of claims 3 to 5, characterized in that after carrying out the measurements and the end of operation of the vehicle model, the personal computer ( 23 ) again connected to the microprocessor ( 1 ) and the measurement data in the data memory of the personal computer ( 23 ) can be transferred. 7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Mikroprozessor (1) erfaßten Meßwerte direkt zur Beeinflussung der Antriebs- und/oder Steuereinrichtungen des Fahrzeugmodells eingesetzt werden.7. The method according to at least one of claims 3 to 6, characterized in that the measured values detected by the microprocessor ( 1 ) are used directly to influence the drive and / or control devices of the vehicle model.
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