MSP432项目

湘乡之子

MSP432项目 [复制链接]

本人是一位业余天文爱好者，喜欢观测星空和学习天文理论。基于个人应用现代天文观测软硬件的经验，我想为业余天文爱好者，特别是那些囊中羞涩买不起昂贵仪器的中小学生设计一款他们能买得起的仪器，用来识别肉眼可见的星体，观测它们的运行规律，测定它们离地球的距离，等等。

目前，我已经完成基本结构和运行步骤的初步设计，主要部件的选择，计算公式推导和c++程序的编制。现在需要把设想的软件在开发板上实现。

该仪器电子部分的硬件主要包刮传感器，GPS，LCD，按钮和单片机。

肉眼可见的星体大概有9110个，它们的基本资料，例如坐标，名称，所属星座等都需要储存到单片机里；其次消除传感器数据的干扰需要大量浮点计算，最好能由一二节干电池供电。显然，MSP432是能满足这些要求的不二之选。

从发表的帖子可以看出很多人已开始或正准备开发MSP432，如果能把我这个项目的软件在你们的开发板上实现，岂不是一桩两全其美的大好事！因为这是一个真正的单片机应用项目，非简单的练习可比，无论项目成功或失败，你都能获得十分宝贵的MSP432的实践经验。如果成功了，你将是一个或多个专利的所有者之一；进一步你或有创业打算，这个项目的产业化所需的启动资金应该非常低，你可以投资，从而拥有你自己的一个产业。

欢迎你，朋友！有兴趣者请email：sh7201@gmail.com

湘乡之子

qiushenghua 发表于 2015-8-15 10:41
我想问的是，你想用MSP432Launchpad来实现还是仅仅用MSP432P401R这颗物料来实现？

另外，你目前急需明确 ...

谢谢你对贴子的深入了解和提出非常好的问题。
在目前阶段，应该用MSP432Launchpad较好吧，第二步才是用MSP432P401R作成一个实际装置进一步测试。
要用的传感器和相关性能自己认为已了解得差不多了。
哪种电池应该不是个问题。
目前市售GPS的定位精度能达10米左右，北美地区加上地面站校准可到4米，这个精度已大大超过需要。GPS的作用是提供观测点的经纬度和UT供计算目标的坐标转换用，而不是知晓当前空中有哪些可见星体。
传感器的精度大概能到0.1°，我要达到的仪器精度是0.3~0.1°，能把9110个亮星中的绝大多数分别开来，大概只有一百多对无法区别。使用者在LCD看到的信息应该属于他或她瞄准的那个天体。
谢谢。

soso

欢迎楼主分享经验。

dcexpert

肉眼可见的星体大概有9110个，它们的基本资料，例如坐标，名称，所属星座等都需要储存到单片机里；其次消除传感器数据的干扰需要大量浮点计算，最好能由一二节干电池供电。

如果真有这么多数据，那么用Cotex-M4自带的资源估计不够，需要外扩才行。这样还不如直接用树莓派这样的板子。

如果还有GPS，用干电池供电也不合适，还是用锂电池比较好。

湘乡之子

dcexpert 发表于 2015-8-12 09:18
如果真有这么多数据，那么用Cotex-M4自带的资源估计不够，需要外扩才行。这样还不如直接用树莓派这样的 ...

谢谢指点。
9110个星星的坐标（俯仰角和方位）数据加上测量误差校准程序编辑成可执行模块只有96k。星星和星座没有通用名称，同一颗星在不同文化里都有特殊的名字，例如织女星据网上说就有四十多个名字，因此星星和星座的名称正考虑不加进去，打算只列明天文编号，用户根据这个编号就可以在网上或其它地方找到需要的信息。这样一来，Cotex-M4自带的资源估计可能就够了。树莓派的功能更强，资源更丰富，但体积大，价格贵，功耗也蛮大。
我们这里只需要最简单的GPS接收模块，能提供测量位置的经纬度和标准时就行，精度要求也不高，但同MSP432共用两节AA电池（3V）却能给予很多方便。GPS的功耗确实是大，但每次测量要用的时间应该很短，用完就关闭，问题可能不大。
不知我上面的考虑对不对路，请指正。

dcexpert

湘乡之子 发表于 2015-8-13 03:19
谢谢指点。
9110个星星的坐标（俯仰角和方位）数据加上测量误差校准程序编辑成可执行模块只有96k。星星 ...

GPS一般工作电压是3.3-5V，用2节AA电池（1.8-3.2V）电压不够，就需要升压，比较麻烦。GPS冷启动单位时间通常在30秒以上，电流30-50mA。

树莓派其实不算贵，200多元，已经是一个微型PC了，缺点就是功耗还是偏高了一点。MSP432才出来不久，在功耗和性能上做的不错，但是自己做板，价格也不会太低，如果只做几块，用树莓派可能成本还低一些的。

树莓派这样的开源硬件好处是可以不管硬件，专注于开发应用程序，但是无法优化硬件。

湘乡之子

dcexpert 发表于 2015-8-13 09:21
GPS一般工作电压是3.3-5V，用2节AA电池（1.8-3.2V）电压不够，就需要升压，比较麻烦。GPS冷启动单位时间 ...

两节不够可以用三四节，都没有问题。GPS冷启动要30-50mA，而且需要三十多秒，与MSP432比显得很恐怖，请问能找到功耗低的GPS模块吗？如果没有，恐怕就不能用干电池了。
成本主要是考虑试验成功后将来产品的成本控制。
好像不久前欧洲一个公司也发布了一款同MSP432类似的MCU。
谢谢你仔细阅读我的贴子并认真解答。

dcexpert

湘乡之子 发表于 2015-8-13 14:54
两节不够可以用三四节，都没有问题。GPS冷启动要30-50mA，而且需要三十多秒，与MSP432比显得很恐怖，请问 ...

那为什么不用锂电池坚持用AA电池，同等容量下聚合物锂电池重量要轻多了，还可以充电啊。多换几次AA电池，使用成本也上去了。

GPS的冷启动时间受天气和地形限制，30秒是理想情况，通常会比这个时间长的。其它几种定位，如北斗、GLNASS等的时间还不太清楚。

湘乡之子

dcexpert 发表于 2015-8-13 21:06
那为什么不用锂电池坚持用AA电池，同等容量下聚合物锂电池重量要轻多了，还可以充电啊。多换几次AA电池， ...

GPS提供日期吗？

qiushenghua

我想问的是，你想用MSP432Launchpad来实现还是仅仅用MSP432P401R这颗物料来实现？

另外，你目前急需明确你需要何种传感器，能达到什么样的精度。

关于供电这一块，我认为还是使用锂电池供电会比较合适。一般用到GPS的设备鲜见直接用干电池供电的，主要还是功率不足，干电池个体差异太大，同时难以避免新旧电池混用的问题，而锂电池/锂电池组能很好解决这个问题。

另外，在我看来GPS模组在系统中的作用是获取本地位置及时间，从而知晓当前空中有哪些可见星体。但是，不知道楼主考虑过没有，GPS无法获取到精确的方位角，你根本就无从知晓当前观测者正在观察哪一颗星体。难道目标设备是一个阅读器，仅仅将当前可见星体的信息罗列出来，然后显示在LCD上而已？

dcexpert

湘乡之子 发表于 2015-8-15 08:27
GPS提供日期吗？

GPS提供时间参数，可以用来校准时间的。

qiushenghua

湘乡之子 发表于 2015-8-15 15:11
谢谢你对贴子的深入了解和提出非常好的问题。
在目前阶段，应该用MSP432Launchpad较好吧，第二步才是用M ...

如果你能找到如此高精度的角度传感器，请告知我一声，我目前被角度的精度困扰很久了。使用电子罗盘获得的角度误差很大，重复精度不高，易受周边建筑物影响。使用陀螺仪的话只能获取角度的变化量，是一个相对的数值，无法获得绝对的方向角。
加速度传感器能借助重力的方向获知俯仰角，这个是精确的。

laoguo

首先楼主这个想法其实在手机上已经实现，可以在APP上搜一下已经有用手机实现这功能了。
其次你需要实现这个功能需要的电子罗盘和加速度传感器实现方位角度和倾角的测量。对于你要达到的0.1的精度，几乎是不大可能的。我们有做的是PNI的工业，军工的三轴电子罗盘达到的精度大概是0.3，当然每次测量可能都要做一次校正或者改变环境或位置需要做校正。但这样精度的模块在万元以上，明显不适合你的应用。如果只是业余爱好玩玩的，可以参考手机上的应用。那么传感器的成本在20元以内。三轴加速度传感器+三轴地磁传感器+三轴陀螺仪。
类似的应用是搜星仪，穆斯林朝拜仪。

laoguo

qiushenghua 发表于 2015-8-17 07:22
如果你能找到如此高精度的角度传感器，请告知我一声，我目前被角度的精度困扰很久了。使用电子罗盘获得的 ...

要看你的应用场合，对于0.1的目前还没有看到。0.3的是有的，但是模块级的产品。价格比较贵。

qiushenghua

laoguo 发表于 2015-8-17 10:49
要看你的应用场合，对于0.1的目前还没有看到。0.3的是有的，但是模块级的产品。价格比较贵。

我了解过PNI的电子罗盘，目前使用的是Honeywell的HMR3500，不知道是环境干扰还是软铁干扰的缘故，我在测量的时候最大时候会有10°左右的误差，甚至因为这个原因导致项目的搁置。

如果误差是固定的那还好办，问题是这个误差时有时无，根本查不出干扰源。

湘乡之子

qiushenghua 发表于 2015-8-17 07:22
如果你能找到如此高精度的角度传感器，请告知我一声，我目前被角度的精度困扰很久了。使用电子罗盘获得的 ...

初步打算用MRG3110和MMA8451Q，今后可能要用更好点的传感器。
你的罗盘不稳定，误差可达到10°，我猜不是传感器的问题，看起来像是软硬磁铁干扰消除没有作好。我曾在别的论坛上看到有人作的电子罗盘几乎不能用，把干扰消除后就好了，能简单谈谈你是如何处理这个问题吗？
谢谢。

anqi90

貌似用智能手机会更方便一些吧，自带GPS，显示，联网，运算性能，存储空间，自带电池
当然楼主的初衷是尽量降低成本，但是看到上面的功能需求后，成本已经不低了
如果需要更精确的传感器的话，可以做一些扩展的模块，智能手机一般是支持USB OTG的，可以把数据送给手机进行处理和显示

湘乡之子

anqi90 发表于 2015-8-20 10:26
貌似用智能手机会更方便一些吧，自带GPS，显示，联网，运算性能，存储空间，自带电池
当然楼主的初衷是尽 ...

智能手机的APP与我设想的仪器的功能确实相像，但下面两点是它无法达到的：
一，手机基本上不具备瞄准功能，两者的分辨率不会在一个数量级上；
二，手机APP用到的有关硬件和它们之间的空间平面布局都是厂家选定的，设计只能在在这种给定的条件下进行，无法充分发挥硬件的潜力；
尽管像你指出的它有“自带GPS，显示，联网，运算性能，存储空间，自带电池”的优势，但它无法达到我设想的仪器的精度，在要求较精确的条件下，这些优势就变成了“浮云”，何况若使用MSP432 或树莓派，运算性能和存储空间应不是问题。
我在开始考虑这个设计时，曾仔细考虑过我设想的的仪器用户群是否会同它的用户群重叠，结论是两者是互补而非重叠。你觉得有道理吗？
谢谢。

anqi90

就我目前的理解，智能手机+外围传感器模块 是比较可行的方案，至少有现成的显示解决方案，可以很大程度的减少研发上的工作量
如果要自己做显示的话，树莓派可能还好一点，MSP432的性能和存储空间对于图形化显示还是比较吃力的

其实，说实话，如果目标只是向中小学生科普天文知识的话，智能手机上的星图软件已经够用了。
玩天文本身就是烧钱的，目前看下来，楼主的计划仅就硬件成本至少也得几百块，这还是考虑的消费级的传感器，如果是要高精度的传感器就更不知道要贵多少了。如果要坚持低成本，那么任何的高精度传感器都是浮云
个人还是对楼主计划的可行性保留意见...

laoguo

qiushenghua 发表于 2015-8-17 13:19
我了解过PNI的电子罗盘，目前使用的是Honeywell的HMR3500，不知道是环境干扰还是软铁干扰的缘故，我在测 ...

你可以放在一个干净些的地方，一直测试一下。不要有电机之类的东西。不要有人或东西物件的移动，校正后就放在里面看还会遇到这个问题不。
如果还有这个问题可以联系我273587871