本帖最后由 best0816 于 2017-5-30 01:17 编辑
趁这两天，我来汇报一下最近的工作！
首先感谢各位看官的大力支持，许许多多鼓励的话语，看到非常的暖心！ 想不到有这么多的朋友关心我们的进度。
先来说说我们的ECU吧，从来没有详细介绍过，也是因为进度慢的原因。
前面提到过我们是以基于FPGA（Field－Programmable Gate Array），现场可编程逻辑门阵列的芯片来设计的ECU，了解一点的朋友都知道FPGA一般是用于某些特定的领域，例如通讯，视频，信号处理等等，很少用于逻辑控制。
FPGA一般来说比专用集成电路的速度要慢，实现同样的功能比专用集成电路面积要大，就拿我们现在这个实例来讲，FPGA模块没有模数转换单元，把采集到的各种传感器信号要输入到芯片还要外加模数转换电路，实际上就是复杂了电路设计。对比绝大多数现有ECU都采用的stm32芯片来说，FPGA不仅功耗高，成本巨大，集成化程度低，而由于FPGA的开发相较于传统控制芯片和单片机顺序操作的方式来工作有很大的不同，FPGA以并行运算为主，可以同时执行多个任务，以硬件描述语言来实现，也造成了FPGA开发难度大，周期长，费用高。
我们开始也经过了激烈的争论和分析，考察了现有多种控制设备的实现方式，最终还是摒弃了“白猫黑猫抓住老鼠就是好猫”的思路，采用了FPGA。因为FPGA具有其它芯片无法比拟的优势，选择了FPGA这个硬骨头来啃。我们不仅要抓住老鼠还要抓得漂亮，万无一失。
比如，强大的而极快的处理速度，FPGA每秒能处理几个G的数据，甚至比现有的台式电脑都快，针对涡喷每秒3k的转速检测简直是小菜一碟，FPGA可以在芯片内建成百上千个内核处理器，每个内核都可以按照自己的指令工作，而我们只需要几个就够了。FPGA的杀手锏是它基于可编程的数字电路和VHDL语言，编辑好后在里面运行的是实实在在的硬件电路，VHDL语言语法规范严格，一般都用于军工的通信，图像处理，雷达，声呐，弹用涡喷等等。只要设计严谨合理，在运行中就不会死机。有朋友说我们杀鸡用牛刀，我们还就真用牛刀来杀鸡！
因为使用者关心的不是你编程难不难，要多长时间，他也不关心你是什么电路用了什么芯片，消耗了多少电流。他只关心同样价格下，产品是不是好用，而最直观的体验就是操作时设备的反应速度，操作方不方便，最关键是在天上会不会因为控制部分死机而眼睁睁看着炸鸡而无能为力，尽管这个几率极小，不过也要从根本上杜绝。说到这里就引出了下一个关键的配件，ECU的显示屏。
显示屏也是影响使用者操作体验的关键元件。现在大多数GSU已经抛弃了黑白显示屏，基本上都采用了T屏，分辨率有大有小，色彩丰富。这类屏幕不是不好，看起来五颜六色很美观。有的还带有触摸。还可以做一个漂亮的开机画面显示厂家的logo！在这里我们不讨论是不是有必要把控制器的显示屏做得这么艳丽，萝卜白菜嘛，漂亮很好！ 这里就不上图片了，你懂的.....
我们来讨论一下从实际出发什么样的显示屏是我们需要的。可能我们的理念说好听点是考虑各方面比较严谨，人性化的设计，难听点就是偏激，也有点吹毛求疵，在一个显示屏选用的问题上弄一大堆不痛不痒的东西，有点作。不喜欢的朋友不要见怪，可以发表自己的看法，欢迎各抒己见，求同存异！
我们不需要再GSU上看电影，浏览照片，不在乎是26万色还是6万5千色，也不在乎是不是视网膜分辨率。屏幕那么小，触摸屏操作的话手指也会挡住一部分的显示。涡喷的使用环境绝大多数时间是在室外，而下雨天我们一般不会玩飞机，这样就导致了一个什么样的结果呢？如果是有蓝蓝的天空，飞机拉出白烟很漂亮！但这个时候T屏的优势就没有了，阳光直射在屏幕上，容易造成看不清屏幕，而使用者会下意识的用另一只手来遮住阳光或者变换屏幕角度来避免反光让屏幕变得清晰。而T屏的可视角度都不大，如果把屏幕平放在地面或者飞机上，我们需要侧身或者移动位置才能看得比较舒服，或者在屏幕后面垫一个东西以保持与视线的角度接近垂直。而垫东西的话又可能因为发动机的振动而放不稳，手上可能又要操作遥控器，难免不会引得一阵手忙脚乱。所以，我们需要一块不是很大，颜色不是太单调，能够在任何光照和一个极大的可视角度都能清晰分辨显示内容的屏幕。最终我们选择了3色墨水屏， 可以显示红黑白三种颜色，普通数据用黑色显示，异常信息或者报警信息使用红色显示，墨水屏具有超宽的可视角度接近180度，几乎在正面任何位置都能看清，墨水屏表面具有防眩目硬涂层，高的反射率，光照越强，显示越清晰。由于墨水屏独特的显示方式，只有在刷新屏幕显示内容的时候才会耗电，它能在断电的情况下显示最后一个画面。所以我们会在关机的界面上保留最后一次所连接的发动机的二维码，这个二维码同时也会用激光雕刻在发动机的外壳上，上面包含了这一台发动机的个体编号，装配时间，装配者，质检，推力，转速，标称油耗，外形尺寸，安装孔位尺寸，重量，保养周期，使用注意事项，以及简易故障排除方法，GSU的操作说明，故障处理联系人，送修电话，地址等等信息。万一发动机外壳意外损坏了（炸机了，嘿嘿），关机后的屏幕还有一份。有助这台发动机如果转手之后使用者可以方便的联系到卖家维护自己的售后权利知道如何处理和报修。
刚才说到使用者在操作GSU屏幕的时候可能还有一只手要操作遥控器，或者拿着其它杂七杂八的东西，所以对于GSU的所有操作最好能用一只手来完成。下面图中的模型按照成年男性拇指尺寸建模，直径18mm，两个关节总长度50mm。显示屏模型长80mm，高60mm，厚度5mm。
如果非要单手操作的话，也不是不行，只要能拿稳也勉强可以操作，只是按键的位置设计是个难题，因为在完成规定功能的前提下GSU本身只需要做的很小，按键设计在屏幕的上方，手指操作就会挡住一部分屏幕，按了以后会松开看看，再按。
设计到屏幕左边或者右边的话，与按键同侧的手来操作就没有问题，如果按键设计在屏幕右边又是左手操作的话，也会挡住屏幕。而且还有左右手使用习惯的影响。
如果按键设计在屏幕下方，单手拇指可以勉强操作，按键最低需求3颗的话，拇指要不挡住屏幕又要在按键上左右扫动操作起来也不是很方便，而按键的大小和按键力度也是问题，按键太大排列就太宽，按键太小不容易捕捉，作用在手指上的压力也越大，影响操作的舒适度。按键力度太小，又容易引起误操作。都不是最佳的选择。触摸屏亦然。
因此我们就排除了使用多个按键的设计，多个按键的使用手指最好要在一个平台上来操作才显得从容，用另一只手在拿着，另一只手来按键。
那到底哪种操作方式最好呢？ 我们的认为是向经典学习！ 先来看看下面这个手机。
诺基亚7110，在下盖没有弹开的情况下，能够操作的按键只有3个，3个按键就能完成所有的操作是因为采用了滚轮的设计，上下无限滑动的滚轮是一个编码器，垂直向下按是一个复位开关。加起来实际是5个按键。设计在合理位置的按键，上下滑动用拇指来操作很简单，每滑动滚轮一格它会回馈一个力度，快速滑动的时候手感极佳。而滑动一格光标就移动一次，选定后左边的按键是确认，右边的是返回。而我们通过设计简洁的菜单，把操作上的简化做到了极致。只保留一个轮滚编码器，它具有上下滑动和垂直按压的确认就够了，因为滑动起来相对容易方便，所以我们把菜单设计成整列又稍微长一些，滚动到需要的条目后按压就是确认，进入菜单后，滚动到底部或者顶部按压都是返回，简洁明了，滚轮两端设计一个凸台防止其他物品按压造成误操作。综合以上因素就得到了下面这个GSU的外观。
由于打样的东西还没有回来，拿个U盾对比一下外形大小！拿在手里假装操作了一下，有点当年小手机的感觉！线路从底部伸出，握持时候也有增加攀附感的作用。GSU就介绍到这里，下面来说说ECU的总体规划。
我们把ECU分为两种基础的类型：机载和地面。机载的ECU内置在发动机里面，采用U型耐高温电路板与发动机终生配套，这样更加有利于发动机的调试和匹配，以及保存和跟踪发动机使用情况和记录相关的数据。地面使用的是为我们自己和广大的涡喷爱好者量身定制的一款专门用于实验和发动机调试的ECU，除了具备普通ECU的所有功能以外还具有上位机功能，可以把发动机转速，各种温度，各部分压力，振动，推力等等数据上传到电脑，在电脑屏幕上以数值，垂直进度条以及运行曲线的方式实时显示出来，并且用Excel储存下来，方便测试完成后在任何时间查看分析曲线数据。我们用极高的刷新率来反馈发动机的实时数据，避免像有的上位机数据刷新很慢，这边油门已经推上去了，发动机也有了相应的动作，而屏幕还是留在之前的数值显示。这种数据的滞后会造成发动机测试的意义大打折扣，因为实时反馈的数据和发动机的声音和排温的变化对于现场人员直观了解发动机工作状态也很重要。
我们深知自制涡喷的阻碍重重，因为我们也是这样一步一步走来。我们会把自用的地面版本简化一些传感器数量，以降低成本，用更便宜的价格来满足广大爱好者自制涡喷时启动和测试的需要。让自制的涡喷也走进只有部分厂家才使用的上位机测试俱乐部。简化传感器的同时增加显示屏的功能，这样可以减少对测试场地的限制，不需要电脑配合在野外同样可以满足测试需求。下面先贴一张汽车发动机的上位机测试界面，等我们的界面布局完全合理又美观后，在以后的帖子中展示。
地面ECU外壳采用铝合金型材以降低成本，具体的接口正在设计中，内部元件也跟机载一样采用贴片设计，尽量做到轻量化，预留遥控接收机信号输入接口，采用3S电池作为电源。自制爱好者如果测试成功，拆掉外壳利用电路板预留的支点安装孔位也能变为大号的机载ECU，随飞机上天。避免为一件东西重复买单！
这就是半年来ECU的进展，下面来看看本体部分机械加工的进展。
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楼主
发表于 2017-5-28 19:12:03
发表于 2017-5-30 08:18:33
