Introduction: DIY Arduino Variometer for Paragliding / Делаем Вариометр На Ардуино

All paraglider and hang glider pilots can be devided into two categories: those who have the variometer and those who want to have it. In this post you'll see, how you can make such device with your owh hands and not pay a lot of money. Of course, the DIY device will not have such precision as the factory one, but it's still enough for flights.

So, let's go...

/////

Все пилоты парапланов и дельтапланов делятся на два типа: те, у кого есть вариометр, и те, кто не отказался бы его заиметь. В этой инструкции вы увидите, как можно собрать подобный девайс самостоятельно на базе Ардуино Нано, и обойдётся он гораздо дешевле, чем заводской прибор. Разумеется, добиться такой точности, как у заводского, у нас навряд ли получится, но, тем не менее, прибор будет вполне полётопригоден.

Итак, поехали...

Step 1: What We'll Need / Нам Понадобится

Also we'll need some software:

- Arduino IDE - https://www.arduino.cc/en/main/software

- Libraries for BMP180, LCD I2C and for buttons (four attached zip-archives)

After installing the IDE, just unpack archives to "Program Files\Arduino\libraries".

/////

Нам так же понадобится немного софта и библиотек:

- Arduino IDE - https://www.arduino.cc/en/main/software

- Библиотеки для датчика BMP180, LCD экрана с I2C переходником и для правильной работы кнопок (четыре прикреплённых zip-архива)

После установки среды Arduino просто распакуйте архивы по этому пути: "Program Files\Arduino\libraries".

Step 2: Connection Diagram / Схема Подключения

Step 3: Development / Разработка Устройства И Прошивки

Firstly I wanted to make a simple small beeper with a screen to show the vario and altitude values. But then I wanted more and more. As a result the device has a big bulky case with several buttons, but it can do much more useful things than I originally planned! Here are some pictures of the development process.

To reduce the firmware development time, the algorithm of the variometer averager was borrowed from these two awesome projects:

https://www.instructables.com/id/GoFly-paraglidingh...

http://redhats.ru/variometer-arduino-2015/

A lot of thanks to their authors!

P.S. I have to honestly admit, this is my first serious project on Arduino and this is my first code for seven years after graduation from University. Therefore, the code itself is creepy enough, complicated, poorly optimized and all stands on crutches! But it works! And, as is known, works - do not touch! And, in general, this is not a bug, it's a feature! =)

The first version of ino-file - Vario_nX_v1.0.ino!

P.S. The new firmware version Vario_nX_v1.1.ino has more pleasant descent sound! Check it out! =)

P.P.S. The next version - Vario_nX_v1.2.ino

Changes: Added new values to the series of preset values.

For treshold on descent the extended line is: -0.5, -0.7, -0.9, -1.1, -1.3

For treshold on falling the extended line is: -2.5, -3.0, -4.0, -5.0, -6.0, -7.0, -8.0

/////

Сперва я хотел сделать простую маленькую пищалку с экраном, что бы видеть скороподъёмность и высоту. Но с каждой новой фичей хотелось всё большего. В результате получилась неуклюжая коробка с кнопками, которая умеет делать намного больше полезностей, чем изначально планировалось! На фотках запечатлено несколько моментов процесса разработки.
Что бы не тратить время на изобретение велосипеда, я позаимствовал алгоритм усреднителя из этих двух наикрутейших проектов:

https://www.instructables.com/id/GoFly-paragliding...

http://redhats.ru/variometer-arduino-2015/

Огромное спасибо их авторам!

P.S. Я должен честно признаться, это мой первый серьёзный проект на Arduino и это мой первый код за семь лет после выпуска из универа. Поэтому сам код достаточно жуткий, сложный, плохо оптимизированный и весь стоит на костылях! Но он работает!

А, как известно, работает – не трогай! И, вообще, это не баг, это фича! =)

Первая версия прошивки (ino-файлик) - Vario_nX_v1.0.ino!

P.S. В следующей версии прошивки Vario_nX_v1.1.ino ощутимо изменён звук варика на снижении. Он стал более приятным, не режет слух.

P.P.S. Очередная версия - Vario_nX_v1.2.ino

Изменения: по просьбам братьев-пилотов расширены ряды значений порога срабатывания на сливе и для тревоги.

Новый ряд порога на снижении: -0.5, -0.7, -0.9, -1.1, -1.3
Новый ряд порога при падении: -2.5, -3.0, -4.0, -5.0, -6.0, -7.0, -8.0

А так же в комменты (в коде) добавлены пометки "МОЖНО МЕНЯТЬ!!!". Эти пометки указывают, какие начальные значения можно поправить, что бы более гибко настроить прибор под себя любимого! =) Там, где нет такой пометки, трогать ничего не стоит, иначе код может поломаться!

Step 4: Assembly / Сборка

The assembly doesn't look pretty good. I used a lot of heat-shrink tubing and hot-melt glue, but the elements are fixed firmly, nothing hanging. The BMP180 sensor can be found by the yellow heat-shrink tube. Sensor board is covered with foam rubber.

/////

После сборки в корпус внутрянка выглядит слегка не по-заводскому - сплошняком термоклей и кембрик. Но держится всё намертво, разумеется, если не кидаться прибором в стену! Сам датчик можно найти по изогнутому куску жёлтого кембрика. Плата датчика укутана в поролон.

Step 5: Description / Описание

As a result I got such devise. I'm really bad at painting, so the box looks a little creepy in style of FallOut world. But it works and works not too bad.

The video shows main screens and menu items, also there is a small room test.

Main screen shows you the Vario value, one of three altitudes, air temperature and flight time (and some more features, which are described in more detail in the Instruction manual).

The device has also the screen of Maximal altitudes and the screen of Max and Min Vario values.

The Menu has 11 items:

- Sea level pressure setup

- Vario treshold on climb

- Vario treshold on descent

- LED Vario light ON/OFF

- Button sound ON/OFF

- Falling alarm treshold set

- Falling alarm test mode ON/OFF

- Long beep at certain altitude on climb

- Long beep at certain altitude on descent

- Vario mode (one of two)

- LCD Backlight ON/OFF

All these features are more detailed in the Instruction manual (in English and in Russian).

/////

В результате получился вот такой девайс. Художник из меня не очень, поэтому после покраски прибор выглядит довольно жутко, будто из мира FallOut. Но он работает и работает вполне неплохо.

Видео показывает главные экраны устройства, пункты меню, а так же в нём есть небольшой комнатный тест.

Основной экран после запуска прибора показывает значения вариометра, выбранной высоты, температуры воздуха и полётного времени (и ещё несколько полезных штучек, которые подробно описаны в мануале, приложенном к этому посту). Так же прибор может отображать экран максимальных набранных высот и экран максимального и минимального значений вариометра.

В меню есть 11 пунктов:

- Отображение и ввод давления на уровне моря

- Порог срабатывания вариометра при наборе высоты

- Порог срабатывания вариометра при потере высоты

- ВКЛ/ВЫКЛ светодиодной индикации вариометра

- ВКЛ/ВЫКЛ звука клавиш

- Настройка порога срабатывания сигнализации

- ВКЛ/ВЫКЛ тестового режима сигнализации

- Длинный сигнал при проходе заданной высоты в наборе высоты

- Длинный сигнал при проходе заданной высоты на сливе

- Выбор одного из двух режимов вариометра

- ВКЛ/ВЫКЛ подсветки экрана

Все эти опции подробно описаны в мануале (на английском и русском языках).

Step 6: Results and Tests / Результаты И Тесты

Here is a small video of the second flight test.

By the time this post was written, the device had passed several elevator tests on the ground for calibration and two final tests in the flight. Several bugs have been fixed, and now, in general, the device is ready. Of course, in future there will be more bugs, but they are unlikely to be critical.

If, or more correctly, when the
device shows up bugs, throw me a description on my E-mail (xonix2004@list.ru), or you can find me in VK or Facebook for more convenient communication. If you know some tricky function that should be built into the variometer, but did not find it in the list of available ones, also write. If it’s possible, I’ll try to implement and upload a new version of the firmware.

Live long and fly safe! =)

/////

А вот небольшое видео со второго испытательного полёта.

К моменту написания данного поста прибор качественно накатался в лифте для калибровки, а так же прошёл два боевых теста в воздухе. Было исправлено несколько багов, и теперь, в принципе, девайс готов к эксплуатации. Конечно, в будущем проявятся ещё баги, но навряд ли они будут критичными.

Если, верней, когда в работе устройства обнаружатся баги, скидывайте мне их описание на мыло (xonix2004@list.ru), или же можете найти меня в ВК или Facebook для более удобного общения. Если вы знаете какую-то хитрую функцию, которая должна быть заложена в вариометр, но не нашли её в списке имеющихся, тоже напишите, по возможности постараюсь реализовать и выложить новую версию прошивки.

Всем пилотам встречного ветра и пусть у вас в полёте ничего не складывается! Летайте безопасно! =)

Comments

author
marchuk777 made it! (author)2017-08-07

Спасибо автору за разработку. Я собрал сей девайс на Arduino Nano. Подобрал размер батареек и смоделировал корпус. После распечатал на 3D принтере (ссылка на модель: https://www.tinkercad.com/things/eHpgtqEwm6B-housing-for-myvario). Могу скинуть автору модель в формате 3d печати для публикации выше, вместе с остальными файлами. В общем, что получилось, смотрите сами. Все поместилось плотненько, вышел довольно компактный девайс. Вес в сборе - 153г. Батаей должно хватить на долго. Две банки 3.7В 1830MAh подключены последовательно. Боковые уши предназначены для крепления на спид-бар дельтаплана, - липучкой вокруг трубы.

20170807_185247.jpg20170807_185401.jpg20170807_214548.jpg20170807_215052.jpg20170807_185225.jpg
author
XONIX (author)marchuk7772017-08-09

Благодарю за ссылку на файл модели! Сейчас, как раз, сам разрабатываю новый корпус, который должен будет в дальнейшем решить проблемы с неверным отображением температуры за бортом прибора. Как только доделаю, выложу свою модельку и обновлю мануал!

P.S. Какую версию прошивки заливали? Прибор уже протестировали? Как результат?

author
marchuk777 made it! (author)XONIX2017-08-10

Залил прошивку 1.2. Поправил скетч, чтобы при включении сразу срабатывала индикация и звук подьем/спуск, настроил свои значения срабатывания вертикальной скорости. Прибор еще не проестировал в воздухе, планирую на выходных. А вот на ступеньках потестил вроде как работает неплохо. На фото: крепеж на спидбаре, кнопки под левую руку.

20170810_200151.jpg20170810_200203.jpg
author
XONIX (author)marchuk7772017-08-11

Выглядит очень неплохо! А вокруг оси не скользит, или сделали подкладку какую-нибудь?

Корпус печатался PLA пластиком?

author
marchuk777 (author)XONIX2017-08-11

Да, корпус напечатан PLA пластиком. Вокруг оси не скользит, поскольку шлейки с обратой стороны покрыты каким-то липким полиэтиленовым покрытием. Снизу подложил прямоугольный пороллоновый прямоугольник. Сейчас уже бы сделал корпус снизу сразу с профилем под трубу нужного диаметра, удленив стороны.

Сегодня проверял на дельталете. Высоту показывает нормально, кажется, что варио временами показывает завышенные значения. Но приятно то, что скорости реакции прибора должно вполне хватать для полета на дельтаплане в термиках. (внутри я прикрыл варио-датчик кусочком мягкого пороллона, чтобы смягчить реакцию на резкие перепады давления).

author
monkrafter made it! (author)2017-06-27

Собрано на Arduino UNO! It works! Спасибо за прекрасный проект) Дополнения и комментарии выложил в теме на "нашенском" сайте пп.ру)))

eQLwMRpjgqA.jpgGlD8Q-qpt4A.jpg
author
XONIX (author)monkrafter2017-06-28

Благодарю за приятный отзыв!

Дополнения и комментарии поглядел, новая прошивка уже готова и лежит, ждёт! =)

author
majom.mihaly made it! (author)2017-06-16

I did not have too much experience in this field, so at now, it is a little bit creepy solution, but it is working really well! :) In the future I would like to print a better enclosure box with 3D printer.

01.jpg03.jpg03b.jpg04.jpg04b.jpg
author
XONIX (author)majom.mihaly2017-06-18

I'm really glad that my project was useful for you! =)
Waiting the photos of new printed box!

author
Leo6255 (author)2017-05-12

Подробно, понятно, спасибо за полезные пост. Буду тоже делать себе варик, но попробую на чистом атмеге8, если не выйдет, повторю ваш проект.

author
XONIX (author)Leo62552017-05-13

Благодарю!

Должен признаться, я сперва тоже хотел делать на голом контроллере, да всё руки не доходили. А тут Ардуионовская простота подкупила, вот и сделал на ней.

Если будут вопросы, пишите, постараюсь помочь!

author

This project is on my "to do list" evenso I have a really new and neat Skytraxx Vario with a 1000 functions more... many thanx to Xonix

author

Thank you very much, my sky friend! Waiting for a photo of your box version! =)

P.S. Skytraxx is really cool Vario!

author
Swansong (author)2017-03-28

That's really neat! I want to go paragliding someday if I get the chance. :)

author
XONIX (author)Swansong2017-03-28

Thanks a lot! I really appreciate this! =)

Well, if you want, you really should go paragliding! It's worth it! ;)

About This Instructable

3,454views

26favorites

License:

Bio: My name is Andrei and I'm from Russia. I love paragliding, photography and making different stuff with my own hands! Hope that my posts ... More »
More by XONIX:DIY Arduino Variometer for Paragliding / Делаем Вариометр На Ардуино
Add instructable to: