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TMA‐1 기능 및 사용 가이드

LUFT-AQUILA edited this page Sep 25, 2023 · 30 revisions

0. Specification

Electrical Characteristics

Parameter Min Typ Max Unit
Supply Voltage 4.5 12 28 V

Mechanical Characteristics

image

  • 마운팅 홀 직경: 3mm
  • 마운팅 홀 패드 직경: 6mm

1. 기능

1-1. SD 카드

TMA-1 데이터로거는 기록한 모든 로그를 SD카드에 저장합니다.

로그 파일은 YYYY-MM-DD-HH-mm-ss.log 의 형식으로 저장됩니다. 따라서, 파일 이름이 현재 시각으로 제대로 저장되려면 RTC 모듈 시간 동기화를 최소 한 번 먼저 해 주어야 합니다.

기록된 로그는 로그 프로토콜에 따라 바이너리 형식으로 저장되어 있습니다. TMA-3 데이터 분석 도구 가이드를 참조하여 로그를 사람이 읽을 수 있는 JSON 또는 CSV 형식으로 변환하고 데이터를 분석하세요.

SD카드를 정상적으로 인식한 경우, 보드의 SD LED가 켜집니다.

SD카드 로깅은 기본으로 활성화되어있는 기능으로, 비활성화할 수 없습니다.

1-2. RTC 모듈

TMA-1 데이터로거는 RTC(Real-Time Clock)을 이용하여 전원이 꺼져도 동기화된 실제 시간을 계속 추적합니다.

STM32 개발 보드에 있는 작은 코인 배터리가 RTC 시계의 배터리입니다. 배터리를 제거하면 시간이 2023년 5월 12일 00시 00분 00초로 초기화됩니다.

RTC 유닛은 두 가지 방법으로 실제 시간과 동기화할 수 있습니다.

  • 텔레메트리 기능을 사용하는 경우, TMA-2 중계 서버와 연결하면 자동으로 서버 시간으로 동기화됩니다.
  • 텔레메트리 기능을 사용하지 않는 경우, TMA-1 설정 도구를 통해 DEBUG UART 포트를 사용하여 노트북 시간과 동기화할 수 있습니다.

1-3. 텔레메트리

PCB의 TELEMETRY 영역에 부품을 장착해야 작동합니다.

TMA-1이 기록한 로그를 실시간으로 무선 전송하여 원격에서 모니터링할 수 있는 기능입니다. TMA-1 외에도 추가로 TMA-2 중계 서버를 구축해야 기능이 작동합니다.

드라이버가 핫스팟을 켠 스마트폰을 가지고 차량에 탑승하면, ESP32가 해당 핫스팟 네트워크를 통해 인터넷에 연결하여 로그를 전송합니다.

전송된 로그는 TMA-2 중계 서버를 통해 클라이언트로 실시간 전달됩니다. 소켓 통신으로 구현되어 동시에 여러 클라이언트가 데이터를 수신할 수 있습니다.

1-4. 로그 출력(UART/I2C)

TMA-1이 수집한 로그를 차량에 탑재된 다른 MCU(운전자 디스플레이 등)가 사용할 수 있도록 다시 출력하는 기능입니다.

UART

Main I/O 커넥터의 LTX, RTX 핀을 통해 3.3V 115200bps UART로 로그를 출력합니다. (LTX만 사용합니다.)

출력되는 로그는 헤더 2 byte(0x05, 0x12)가 기존 로그 16 byte 앞에 붙은 18 byte 규격입니다.

TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Output - Serial 옵션을 켜야 활성화됩니다.

I2C

STM32는 I2C를 통해 ESP32로 수집한 로그를 전달합니다. 이 때, I2C General Call Address인 0x0으로 로그를 전송합니다.

따라서, I2C 버스에 다른 노드를 연결하면 해당 노드도 로그 패킷을 수신할 수 있습니다. Main I/O 커넥터의 SDA, SCL 핀을 통해 수신하면 됩니다.

ESP와 통신이 활성화되었을 때만 로그를 출력하므로, 텔레메트리 기능을 사용하고 서버에 연결되었을 때만 로그가 출력됩니다.

1-5. 디지털 신호 기록

디지털 HIGH/LOW를 기록하는 기능입니다. PCB의 DIGITAL 영역에 부품을 장착해야 사용할 수 있습니다.

디지털 입력 전압은 2N3904 트랜지스터에 의해 3.3V로 변환되어 STM32에 입력됩니다. 3.3V보다 높은 LV 전압도 입력할 수 있습니다.

디지털 입력은 100ms마다 기록되며, TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Sensors - Digital 옵션을 켜야 활성화됩니다.

1-6. 아날로그 신호 기록

STM32의 ADC를 사용하여 아날로그 신호를 기록합니다. PCB의 ANALOG 영역에 부품을 장착해야 사용할 수 있습니다.

아날로그 입력은 ANALOG 영역의 전압 분배 저항을 거쳐 STM32에 입력됩니다. 전압 분배 저항을 적절히 설정하면 다양한 아날로그 전압을 입력받을 수 있습니다.

아날로그 입력은 100ms마다 기록되며, TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Sensors - Analog 옵션을 켜야 활성화됩니다.

1-7. 디지털 파형 주기 측정

디지털 파형의 주기를 측정하고 기록합니다. PCB의 PULSE 영역에 부품을 장착해야 사용할 수 있습니다.

대부분의 휠 속도 센서는 자석을 이용한 사각 파형을 출력합니다.

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이러한 신호의 rising edge를 검출하여 주기를 측정하는 기능입니다. LM393 비교기를 통해 입력 파형을 0-3.3V로 변환합니다.

전압 분배 저항을 적절히 설정하여 LM393의 -단자에 입력되는 전압을 바꾸어, HIGH/LOW를 구분하는 전압을 설정할 수 있습니다.

디지털 파형 주기 측정은 100ms마다 활성화되며, 4개의 입력(PIN0~PIN3)에서 모두 rising edge가 2회 검출되었을 때 그 시간차로 기록됩니다.

rising edge 간의 시간차가 1초를 넘어가는 경우 timer가 reload되며 정확한 시간을 측정할 수 없습니다.

TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Sensors - Pulse 옵션을 켜야 활성화됩니다.

1-8. 3축 가속도 측정

3축 가속도를 100ms마다 측정하고 기록합니다. PCB의 ACCELEROMETER 영역에 부품을 장착해야 사용할 수 있습니다.

측정 범위는 ±4g입니다. TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Sensors - Accelerometer 옵션을 켜야 활성화됩니다.

1-9. GPS 위치 정보 기록

GPS 위치 정보를 1초마다 수신하고 기록합니다. PCB의 GPS 영역에 부품을 장착하고, 외장 안테나를 부착해야 사용할 수 있습니다.

NMEA GPRMC 메시지를 해석하여 위치 정보를 기록합니다. TMA-1 설정 도구의 Datalogging - Sensors - GPS 옵션을 켜야 활성화됩니다.

1-10. 전원 전압 및 CPU 온도 기록

100ms마다 전원 전압과 STM32F4 코어 온도를 기록합니다. 기본 기능으로 비활성화할 수 없습니다.

최대 전원 전압은 28V이나, 26.4V를 초과하는 전원 전압은 26.4V로 기록됩니다.

2. 커넥터

2-1. Main I/O 커넥터(J1)

  • Model: Molex Mini-Fit Jr. 5569-24A
  • Mate: Molex Mini-Fit Jr. 5557-24R
  • Terminal: Molex 5556T

VIN DIN0 DIN2 DIN4 DIN6 AIN0 AIN2 PIN0 PIN2 LOG_TX SDA CAN_H
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
GND DIN1 DIN3 DIN5 DIN7 AIN1 AIN3 PIN1 PIN3 LOG_RX SCL CAN_L

2-2. UART DEBUG 커넥터(J2)

  • Model: 2.54mm Pin Header
1 TX
2 RX
3 GND