Интерфейс Noctigon Meteor M43
Введение
Данное руководство не является официальным и написано разработчиком аппаратного и программного обеспечения данного устройства. Автор не несёт никакой ответственности за последствия использования предоставленной ниже информации. Использование сервисного меню на ваш и только на ваш собственный страх и риск.
Пользовательский интерфейс (UI)
Интерфейс M43 разделён на 5 групп, сгруппированных в 3 интерфейса и скрытое сервисное меню. Каждый интерфейс состоит из младшей группы настройки режима (левая часть графиков UI) и общей старшей группы с мигалками и настройками (правая часть графиков UI).
Младшая группа UI1 наиболее простая. Логика работы UI1 следующая:
1 быстрый клик включает Moon/Low из выключенного состояния.
2 быстрых клика включает Mid/High из выключенного состояния.
Зажатие кнопки включает Turbo из любого режима до момента отпускания кнопки. При отпускании кнопки фонарь переходит в предыдущий режим.
Удержание кнопки в течении 6-ти секунд фиксирует Turbo.
2 быстрых клика в Moon/Low или Mid/High переключает подрежим и сохраняет его в память.
1 быстрый клик в рабочем режиме выключает фонарь.
Соответствие токов режимам UI1:
Moon = 4mA
Low = 60mA
Mid = 0.75A
High = 3A
Turbo = 8A
Младшая группа UI2 сложнее и на ней придётся остановиться поподробнее:
1 быстрый клик включает Moon/Low из выключенного состояния.
2 быстрых клика включает High1/High2 из выключенного состояния.
Зажатие кнопки включает Turbo из выключенного состояния.
Зажатие кнопки в Moon/Low, High1/High2 или Turbo включает Mid1/Mid2, а последующее удержание кнопки начинает перебирать режимы в следующем порядке: Moon/Low -> High1/High2 -> Turbo -> Mid1/Mid2…
Зажатие кнопки в Mid1/Mid2 включает Moon/Low, а последующее удержание кнопки начинает перебирать режимы в следующем порядке: High1/High2 -> Turbo -> Mid1/Mid2 -> Moon/Low -> High1/High2 -> Turbo -> Mid1/Mid2… Таким образом зажатие кнопки позволяет непосредственно переходить между Moon/Low и Mid1/Mid2 в обоих направлениях.
Если программа считает, что из-за ограничения максимального выходного тока прирост яркости следующего режима будет незаметен – режим в цикле пропускается.
2 быстрых клика в Moon/Low, Mid1/Mid2 или High1/High2 переключает подрежим и сохраняет его в память.
Соответствие токов режимам UI2:
Moon = 4mA
Low = 60mA
Mid1 = 0. 5A
Mid2 = 1A
High1 = 2A
High2 = 4A
Turbo = 8A
Младшая группа UI3 самая сложная и продвинутая. Позволяет плавно настраивать 3 режима, переключаться между ними в обоих направлениях и иметь при этом быстрый доступ к Turbo. Логика работы UI3 следующая:
1 быстрый клик включает Mode1 из выключенного состояния.
1 быстрый клик + зажатие включает Mode2 из выключенного состояния.
2 быстрых клика включает Mode3 из выключенного состояния.
1 длинный клик включает Turbo из выключенного состояния.
Зажатие кнопки включает Turbo из любого режима до момента отпускания кнопки. При отпускании кнопки фонарь переходит в предыдущий режим.
1 быстрый клик + зажатие кнопки в Mode1, Mode2 или Mode3 запускает настройку яркости. Настройка может быть плавной или дискретной. Плавная настройка проходит через весь диапазон яркости (4мА…8,25A) за 4с, тогда как дискретная имеет 6 ступенек, переключающихся раз в 1с:
Step 1 = 4mA
Step 2 = 74mA
Step 3 = 0.56A
Step 4 = 1.88A
Step 5 = 4.46A
Step 6 = 8.25A
Переключение между режимами настройки происходит автоматически, спустя 2с после удержания кнопки на границе диапазона регулирования. Для изменения направления регулировки необходимо отпустить и снова зажать кнопку. Спустя 1с после отпускания кнопки фонарь переходит в обычный режим. Во время настройки яркости RGB индикатор отображает выходной ток согласно этому графику (вариант плавной настройки):
1 быстрый клик + 1 длинный клик в Mode1, Mode2 или Mode3 включает следующий режим (Mode1 -> Mode2 -> Mode3 -> Mode1…).
2 быстрых клика в Mode1, Mode2 или Mode3 включает предыдущий режим (Mode3 -> Mode2 -> Mode1 -> Mode3…).
Общее
Общая старшая группа (правая часть графиков) содержит ряд опций индикации и всякие мигающие режимы, а так же позволяет переключать варианты UI:
2 быстрых клика + зажатие включает или отключает вспышки подсветки кнопки в выключенном состоянии фонаря (RGB маяк). Автоматически возвращается в предыдущий режим фонаря после активации. Маяк кнопки позволяет найти фонарь ночью, а так же определить по цвету вспышек уровень заряда батареи. Индикация включения опции сопровождается двойной вспышкой фонаря и зелёной вспышкой подсветки кнопки. Выключение опции сопровождается одиночной вспышкой фонаря и красной вспышкой подсветки кнопки. Это справедливо для всех подобных ситуаций в интерфейсе.
3 быстрых клика включает маяк основными светодиодами. Мощность загружается с предыдущего режима. Если предыдущим режимом было выключенное состояние фонаря – загружается значение по умолчанию – 1A. 1 быстрый клик выключает маяк.
3 быстрых клика + зажатие включает или отключает подсветку кнопки в выключенном состоянии фонаря (RGB подсветка). Автоматически возвращается в предыдущий режим фонаря после активации. Подсветка кнопки позволяет найти фонарь и кнопку на нём ночью, а так же определить по цвету свечения уровень заряда батареи.
4 быстрых клика включает импульсную индикацию заряда батареи. После индикации фонарь автоматически возвращается в предыдущий режим фонаря. 1 короткий клик во время индикации принудительно её прерывает. Индикация представляет собою серию сгруппированных по две вспышек. Количество вспышек указывает на уровень заряда батареи:
Яркость вспышек в выключенном состоянии фонаря - 60мА. Во включенном состоянии вспышки меняются на перерывы в свечении фонаря. Это справедливо для всех подобных ситуаций в интерфейсе.
Обратите внимание на цвет свечения RGB индикатора во время импульсной индикации заряда батареи. По цвету можно определить мощность батареи. Фонарь способен ограничивать потребляемый ток под возможности батареи, и оценку мощности, таким вот образом, выводит на индикацию:
Белый цвет (смесь красного, зелёного и синего одновременно) говорит о достаточной для Turbo мощности. Зелёный, к примеру, 50% от требуемой мощности, и его хватит лишь на High2.
4 быстрых клика + зажатие включает дезориентирующий строб (12Гц). Мощность загружается с предыдущего режима. Если предыдущим режимом было выключенное состояние фонаря – загружается значение по умолчанию – 8A. 1 быстрый клик выключает строб.
5 быстрых кликов включают велостроб (4Гц + фоновая подсветка с 25% яркостью). Мощность загружается с предыдущего режима. Если предыдущим режимом было выключенное состояние фонаря – загружается значение по умолчанию – 1A. 1 быстрый клик выключает велостроб.
5 быстрых кликов + зажатие включают или отключают тактический режим, после чего фонарь автоматически отключается. В этом режиме фонарь горит, пока зажата кнопка. Мощность загружается с предыдущего режима. Если предыдущим режимом было выключенное состояние фонаря – загружается значение по умолчанию – 1A.
6 быстрых кликов включают или отключают блокировку кнопки, после чего фонарь автоматически выключается.
9 быстрых кликов + зажатие включает UI1. Включение сопровождается красной вспышкой подсветки кнопки и одиночной вспышкой фонаря.
10 быстрых кликов + зажатие включает UI2. Включение сопровождается зелёной вспышкой подсветки кнопки и двойной вспышкой фонаря.
11 быстрых кликов + зажатие включает UI3. Включение сопровождается синей вспышкой подсветки кнопки и тремя вспышками фонаря.
12 быстрых кликов + зажатие включает или отключает импульсную индикацию предупреждения о снижении тока (индикация «Warning»). Эта индикация обращает внимание пользователя на факт снижения мощности из-за перегрева или нехватки энергии. Более подробную информацию сообщит подсветка кнопки. Индикация «Warning» выглядит как два быстрых и коротких перерыва в свечении фонаря. Происходит один раз при обнаружении факта снижения тока, и до следующего возобновления нормального режима.
Сервисное меню (скрытые опции)
M43 имеет скрытые от обычного пользователя опции, которые можно активировать подачей питания с зажатой на фонаре кнопкой:
13 быстрых кликов + зажатие переключает режим индикации заряда батареи подсветкой кнопки. На выбор два варианта: трёхцветный (красный, зелёный и синий) и мультицветный (RGB 16млн. цветов). По умолчанию активирован менее информативный трёхцветный. Мультицветный вариант не предназначен для данной конструкции фонаря, но всё равно даёт более полную картину о состоянии батареи, чем трёхцветный. Включение мультицветного варианта индикации сопровождается двойной вспышкой фонаря и зелёной вспышкой подсветки кнопки. Включение трёхцветного варианта – одиночной вспышкой фонаря и красной вспышкой подсветки кнопки. Более подробно об индикации можно прочитать в соответствующем разделе ниже.
14 быстрых кликов включают один из 3-х терминальных режимов фонаря или выключают их. Терминальный режим позволяет выводить системную информацию на ПК через подсветку кнопки, специальный софт и фотоприёмник. Варианты терминальных режимов включаются по очереди, а затем этой же комбинацией отключаются:
Терминальный режим 1 выводит информацию раз в секунду, фонарь работает в штатном режиме. Используется для общей диагностики фонаря.
Терминальный режим 2 выводит информацию раз в минуту, после секундной паузы в работе фонаря. Используется для считывания разрядной характеристики батареи.
Терминальный режим 3 – смесь первых двух.
14 быстрых кликов + зажатие калибрует термодатчик. Во время калибровки термодатчика температура корпуса фонаря должна ровняться комнатной (25°C). Программа допускает отклонение показаний термодатчика от типичного значения на ±16°C. Успешная калибровка сопровождается двойной вспышкой фонаря и зелёной вспышкой подсветки кнопки. Если показания термодатчика вышли за пределы допустимого значения – отказ от калибровки будет сопровождаться одиночной вспышкой фонаря и красной вспышкой подсветки кнопки.
15 быстрых кликов + зажатие форматирует память. На случай сбоя поведенческой модели в программе драйвера из-за некорректного значения в памяти.
Индикация
Фонарь имеет сложное программное обеспечение с не менее сложной индикацией состояния. Во время нормальной работы подсветка кнопка передаёт цветом уровень заряда батареи, пытаясь компенсировать просадку напряжения в ней под нагрузкой. Точность оценки напряжения в мультицветном режиме порядка 20…100mV, в зависимости от натренированности пользователя и нагрузки на батарею. Точность оценки уровня заряда порядка 10%.
Из-за особенностей схемотехники в выключенном состоянии фонаря подсветка кнопки отображает уровень заряда только в трёхцветном варианте. Разрядная характеристика нормирована согласно показаниям фонаря в терминальном режиме 2. Она имеет отличную от привычных нам разрядных кривых из тестов батарей и даташитов, поскольку нормирована к потреблению стабильной мощности и с устранённой просадкой напряжения из-за потребляемого тока.
RGB индикатор имеет ряд анимаций, сигнализирующих о различных ошибках:
Плавное мигание основным цветом индикации (зарядом батареи) – батарея недостаточно мощная для заданного режима, выходной ток занижен. Приоритет анимации средний.
Плавное замещение основного цвета индикации красным – перегрев, выходной ток ограничивается максимальной температурой. Приоритет анимации высокий.
Плавное замещение основного цвета индикации (в данный момент красной) неярким синим – напряжение на батарее опустилось ниже минимального порога (3V) и запущен таймер на автоматическое выключение (1min). Приоритет анимации выше среднего.
Медленное плавное замещение основного цвета белым – Индикация процесса заряда батареи для фонарей со встроенным зарядным устройством и индикация влаги в корпусе у фонарей без встроенного зарядного зарядного устройства. Работает независимо от состояния фонаря, даже в выключенном состоянии. Приоритет анимации низкий.
Резкие вспышки красным раз в секунду, в течении 5-ти секунд, фонарь при этом резко выключился и отказывается работать – критическая ошибка, возможно проблемы в схеме или сбой модели. Когда индикация потухнет – фонарь даст возможность попробовать запустить его ещё раз. Если ошибка повторяется – попробуйте плавно запустить фонарь на небольшой мощности (Mid1). Если в данный момент активен тактический режим – его выключит сброс питания. Фонарь должен откалибровать модель. Если не помогло – возможно оборвана нагрузка или иная серьёзная проблема, способная привести к взрыву фонаря. Не злоупотребляйте защитой, она не резиновая. Подробнее об особенностях поведения фонаря читайте в соответствующем разделе ниже.
Особенности поведения программы M43
Программное моделирование фонаря:
Программное обеспечение фонаря использует моделирование системы для ряда задач, таких как увеличение динамического диапазона, обеспечение защиты от аварийных ситуаций, ограничение нагрузки на компоненты (включая батарею), повышение точности индикации заряда батареи и т. п. Эта модель подстраивается под реальную систему, постепенно собирая необходимые данные. Одновременно все необходимые данные не доступны. Так, например, для калибровки внутреннего сопротивления батареи (для оценки её нагрузочной способности и компенсации индикации уровня заряда) необходимы перепады входного тока, вычислить который можно только с известным выходным напряжением. Выходное напряжение либо меряется непосредственно в режиме работы преобразователя с непрерывным током дросселя (порог которого так же необходимо вычислить через модель), либо вычисляется косвенно через заранее найденные параметры схемы (на малых токах). Для ряда задач так же требуются параметры нагрузки и дросселя, которые находятся в различных режимах работы преобразователя. Плавный запуск фонаря позволяет пройти все эти этапы, успев к моменту выхода на режим подстроить модель и ограничить ток в случае необходимости. Фонарь любит калиброваться в Турбо, просто помните это. Длительная эксплуатация на малых токах может расстроить модель из-за низкого качества поступающей информации, что приведёт к странному поведению при попытке резко включить максимальную мощность. Например, к ограничению мощности при казалось бы нормальной батарее. Фонарь в такой ситуации быстро откалибруется и выйдет на режим, но успеет пройти пара секунд и даже сработать «Warning». Возможна и ситуация с ложным срабатыванием защиты от аварий, что довольно неприятно, учитывая необходимость ждать 5с до следующего включения. Наиболее вероятное место, где защита не успеет откалиброваться до достижения максимального тока – дезориентирующий строб.
Особенности режимов работы преобразователя:
Модель активно используется на низкой мощности в режиме работы преобразователя с прерывистым током дросселя, и позволяет отказаться от следящей системы с неработающим на малых значениях выходного тока АЦП. Заполнение ШИМ вычисляется косвенно, с помощью заранее собранной информации о параметрах всего фонаря. От качества собранных данных зависит и качество работы этого алгоритма. Больше всего заметна граница между двумя режимами регулирования тока (в районе 500мА). Незначительные артефакты во время регулировки яркости в этой области нормальны.
Из-за крайне низкого физического разрешения ШИМ использующегося в M43 микроконтроллера (5 бит) плотностно-импульсное расширение разрядности периодически заползает в звуковой диапазон, и фонарь может периодически ели заметно пищать на высокой частоте. На свечении это никак не отражается. Амплитуда добравшихся до звукового диапазона гармоник очень низкая, а между ними и светодиодами находится массивный естественный LC-фильтр. Аккуратный ели слышимый периодически проскакивающий писк с плавным появлением и исчезновением – нормальная ситуация.
Для уменьшения динамических потерь в мунлайте минимальная длительность импульса ограничена снизу, из-за чего физическое разрешение ШИМ снижается до 1-го бита. Добавить сюда крайне низкое заполнение ШИМ и получаем практически гарантированную работу преобразователя в звуковом диапазоне, что так же часто можно расслышать.
Поведение фонаря с разряженной батареей:
Когда напряжение батареи опускается до 3V (с учётом просадки напряжения в самой батарее под нагрузкой) – ток начинает ограничиваться, а напряжение батареи удерживается на этом значении. Индикация при этом отображает заниженный выходной ток из-за нехватки питания. Выходной ток постепенно снижается до 120mA и останавливается на этой отметке, а напряжение на батарее начинает опускаться ниже 3V. Анимация индикатора при этом меняется на соответствующую (анимация синим) и запускается таймер выключения. Таймер даёт минуту на размышления, периодически предупреждая перерывами в свечении о скором отключении. Любые действия с кнопкой его сбрасывают. Если задать ток ниже 120mA – таймер не активируется. Спустя минуту после активации таймера фонарь выключается. Повторные попытки его включить допускаются, но рано или поздно начнёт срабатывать супервизор в микроконтроллере, аппаратно сбрасывая программу на напряжении около 2,7V. Ниже этого значения батарею разрядить не получится.
Выбор батареи
Из-за высокой мощности и особенностей конструкции данного фонаря к батарее предъявляются определённые требования.
Механические особенности:
Аккумулятор должен иметь button-top (выступающий плюсовой контакт), т. к. контактная плата M43 имеет механическую защиту от переполюсовки, не допускающую электрический контакт плоской поверхности минусового контакта аккумулятора. К длине аккумулятора так же предъявляются определённые требования. Конструкция фонаря рассчитана на защищённые аккумуляторы, поэтому с силовыми придётся растягивать пружины, и боятся ударов фонаря задней частью, из-за чего аккумуляторы своим весом могут вернуть пружины в исходное состояние. Проблема с защищёнными аккумуляторами в том, что они недостаточно мощные для данного фонаря, поэтому имеет смысл дорабатывать силовые ячейки самостоятельно. Однако не всем требуется максимальная яркость. Слабые аккумуляторы имеют высокую ёмкость (на данный момент 3400mAh, против 2000…2500mAh у силовых) и позволяют в полтора раза увеличить рабочее время фонаря на часто используемых режимах. Фонарь оценивает возможности такой батареи и позволяет использовать турбо не перегружая её, поэтому использование слабых батарей допускается и не приводит к ненадёжной работе. И в отличии от силовых они часто имеют и защиту, и button-top.
Электрические особенности:
Программа оценивает нагрузочную способность батареи по её внутреннему сопротивлению, допуская просадку напряжения во всех цепях (включая пружины, корпус фонаря, контакты и т. п.) до 0,5V. Сопротивление цепей самого фонаря, по данным терминала (см. «Терминальный режим»), порядка 4 mOhm, а максимальный потребляемый ток – 30A. Соответственно, максимально допустимое внутреннее сопротивление одного аккумулятора – (0.5V/30A-0,004)*4=0.05 Ohm. Именно этот параметр важнейший при выборе аккумуляторов. Обращайте внимание на него, а не на заявленный производителем максимальный ток аккумулятора. Это маркетинговое значение, которое не всегда соответствует реальности. Особенно у Panasonic. И учтите, что этот параметр со временем эксплуатации деградирует. И деградирует быстрее ёмкости.
Общая эффективность преобразователя, а так же количество эффективно использованной ёмкости аккумулятора зависит от разрядной характеристики самого аккумулятора. Выбирайте аккумуляторы с максимально высоким средним напряжением (3,7V и выше), т. к. на более высоких напряжениях драйвер работает эффективнее.
