Overkill modeli raketa uchirish paneli!: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Biroz oldin men "Overkill Model Rocket Launch Controller" haqida Instructables postini va YouTube videosini chiqardim. Men buni elektron raketa loyihasining bir qismi sifatida qildim, u erda hamma narsani iloji boricha haddan tashqari oshirib, elektronika, dasturlash, 3D bosib chiqarish va boshqa ishlab chiqarish shakllari haqida iloji boricha ko'proq o'rganishga harakat qildim. Instructables posti juda mashhur edi va odamlarga yoqqanga o'xshardi, shuning uchun men o'zimni yangi ishga tushirish maydonchasi haqida yozishga arziydi!

Oddiy model raketa uchirish moslamasi raketani boshqaradigan temir yo'l va uni ushlab turadigan asosiy tuzilmadan iborat. Ammo men imkon qadar hamma narsani haddan tashqari oshirishga harakat qilar ekanman, menda temir yo'l bo'lmasligini bilardim. Ko'p tadqiqotlardan so'ng, men yog'ochdan yasalgan va juda tartibsiz ko'rinadigan bo'lsa -da, haqiqiy raketalarga o'xshash bir nechta model raketalarni topdim.

Shunday qilib, men o'zimning dunyodagi eng ilg'or va murakkab tizimiga aylantirish uchun aqliy hujum qila boshladim. Men hech qanday g'oyani "juda aqldan ozgan" yoki "16 yoshli bola uchun imkonsiz" deb qaror qildim, shuning uchun har qanday qulay g'oya yozildi va yaratildi. Men boshidanoq raketa va qo'mondonda ko'riladigan badass mavzusini davom ettirishga qaror qildim, shuning uchun po'latdan yasalgan ramka va alyuminiy plitalar, albatta, to'g'ri yo'l edi.

Ammo Eddi, ishga tushirish maydonchasida nima bor va u nima bilan farq qiladi?

Xo'sh, mening model raketam qanotli tipik raketa emas. Buning o'rniga, raketa maxsus elektronika va tortish vektorlarini boshqarish uskunalari bilan to'ldirilgan. Bosish vektorini boshqarish yoki TVC, raketani o'z yo'nalishini yo'naltirish uchun raketa ichidagi harakatini o'z ichiga oladi va shuning uchun raketani tegishli traektoriyaga yo'naltiradi. Biroq, bu GPS ko'rsatmalarini o'z ichiga oladi, bu QONUNGI! Shunday qilib, mening raketam TVC -dan foydalanib, raketani goroskop yordamida raketani tik holatda ushlab turishi uchun, GPS -uskunasi yo'q. Faol barqarorlashtirish qonuniydir, yo'l -yo'riq emas!

Bu uzoq kirishdan keyin men hali ham pad nima ekanligini va uning xususiyatlari nimada ekanligini tushuntirmadim! Ishga tushirish maydonchasi oddiy temir yo'l emas, balki uning o'rniga mexanik qismlar, elektronika va pnevmatika bilan to'ldirilgan juda murakkab tizim. Maqsad, uni juda ko'p funktsiyalarni ochib beradigan haqiqiy ishga tushirish maydonchasiga o'xshash qilish edi. Yostiqchada mustahkam pog'onani tortib olish uchun pnevmatik piston, 3D bosilgan yuqori qisqichlar va tayanch qisqichlari, boshqaruvchi bilan simsiz aloqa, ko'p RGB yoritgichlari (albatta!), Po'latdan yasalgan ramka, taglikni qoplaydigan alyumin shashka plitasi, cho'tkasi alyuminiy tomonlari, hamma narsani boshqarish uchun olovli xandaq va bir nechta shaxsiy kompyuterlar.

Men tez orada ishga tushirish paneli haqida YouTube videosini, shuningdek, taxminan 2 oy ichida birinchi ishga tushirilgunga qadar tayyorlagan boshqa ko'plab videolarni chiqaraman. Shuni ta'kidlash kerakki, bu ko'rsatmali post mening jarayonim va fikrlarim uchun ozroq bo'ladi.

Ta'minotlar

Men Avstraliyada yashaganimda, sizning qismlaringiz va havolalaringiz siznikidan farq qilishi mumkin, men sizning loyihangizga mos keladigan narsani topish uchun o'z tadqiqotingizni o'tkazishni maslahat beraman.

Asosiysi:

Ramka qurish uchun materiallar (yog'och, metall, akril va boshqalar)

Tugmalar va kalitlar

PLA filamenti

M3 vintlar ko'p

Elektronika

Sizda mavjud bo'lgan har qanday vositadan foydalanishingiz mumkin, lekin bu erda men asosan ishlatganman:

Lehimlash temir

Matkap

Sigaret zajigalka (issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar uchun)

Tomchi arra

MIG payvandchisi

Pense

Tornavidalar

Multimetr (bu men uchun hayot saqlagich edi!)

1 -qadam: Ishga kirishish

Ishga tushirish paneli nima qilishi kerak? U qanday ko'rinishga ega bo'lishi kerak? Buni qanday qilishim mumkin? Byudjet nima? Bularning barchasi, bu vazifani hal qilishni boshlashdan oldin, o'zingizdan so'rashingiz kerak bo'lgan juda muhim savollar. Shunday qilib, qog'ozni olish, eskizlarni chizish va fikrlarni yozishdan boshlang. Ko'p tadqiqotlar olib borish sizga ko'p yordam beradi, bu sizga oltin g'oyani berishi mumkin, bu uni yanada yaxshiroq qiladi!

Siz xohlagan hamma narsani o'ylab topganingizdan so'ng, uni unchalik katta bo'lmasligi uchun bo'laklarga bo'ling. Mening asosiy 6 bo'limim metall buyumlar, tayanch qisqichlar, pnevmatika, dasturiy ta'minot, elektronika va yoritish edi. Bo'limlarga bo'linib, men hamma narsani tartibda bajara oldim va eng tez bajarilishi kerak bo'lgan narsalarni birinchi o'ringa qo'ydim.

Hamma narsani juda yaxshi rejalashtirganingizga va har bir tizimning sxemalarini tuzishingizga ishonch hosil qiling, shunda hammasi qanday ishlashini tushunasiz. Siz nima qilish kerakligini va buni qanday qilishni bilganingizdan so'ng, uni qurishni boshlash vaqti keldi!

2 -qadam: Metall bilan ishlash

Men bu ishga tushirish paneli metall buyumlar haqida ozgina ma'lumot olish uchun ajoyib imkoniyat bo'ladi deb qaror qildim, shuning uchun men shunday qildim. Men temir konstruktsiyani loyihalashdan va barcha o'lchamlarni qo'shishdan boshladim. Men juda oddiy ramka oldim, lekin men 90 graduslik burilish bo'lgan joyni 45 gradusgacha kesib tashlashga qaror qildim, faqat biroz ko'proq o'rganish va tajriba orttirish uchun. Mening yakuniy dizaynim asosiy ramka bo'lib, unga mustahkam tayanch ilib qo'yilgan. Keyin uni alyuminiy bilan yopib qo'yish va uni biroz toza qilish uchun qirrali chiziqlar bo'ladi. U shuningdek, po'lat quvurlardan yasalgan olovli xandaqni o'z ichiga oladi, uning uchida 45 graduslik kesiklar bor edi, shuning uchun olov engil burchak ostida chiqadi.

Men ramkaning barcha qismlarini kesib, keyin ularni payvandlashdan boshladim. Men tashqi tomondan payvand choklari yo'qligiga ishonch hosil qildim, aks holda alyuminiy plitalar ramkaga bir tekis joylashmaydi. Ko'p siqish va magnitlardan so'ng, men ramkani to'g'ri payvandlashga muvaffaq bo'ldim. Keyin men barcha alyuminiy plastinalarni kattagina metall qaychi bilan kesib oldim va qirralarning chiziqlarini qalay bilan kesib oldim. Bu amalga oshgandan so'ng, hamma narsa joyiga tushdi, bu men kutganimdan ham qiyinroq bo'ldi.

Keyinchalik mustahkam po'lat va alyuminiy qirralari qora rangga bo'yalgan va mustahkam tayanch uning menteşasiga o'rnatilgan. Nihoyat, piston uchun tayanchni orqaga tortib, burilish nuqtasida aylanishga imkon beradigan oddiy temir qavslar yasalgan.

3 -qadam: Asosiy qisqichlar

Asosiy ramka tayyor bo'lgach va taglik nimadandir ko'rina boshlagach, men uni raketani iloji boricha tezroq ushlab turishga qaror qildim. Shunday qilib, asosiy qisqichlar va yuqori qisqichlar ro'yxatda keyingi o'rinni egalladi.

Asosiy qisqichlar raketani ushlab turganda ushlab turishi va keyin uni aniq vaqtda qo'yib yuborishi kerak edi. Taxminan 4,5 kg yuk bilan raketa asosiy qisqichlarda ishlatiladigan sg90 servo dvigatellarini yo'q qiladi. Bu shuni anglatadiki, men barcha stressni servodan olib tashlaydigan mexanik dizaynni yaratishim kerak edi va buning o'rniga uni tarkibiy qismga o'tkazdim. Keyin servo qisqichni osongina tortib olishi kerak edi, shunda raketa ko'tarilishi mumkin edi. Men ushbu dizayn uchun foydasiz qutidan ilhom olishga qaror qildim.

Servo va mexanik qismlar raketalarning chiqindilari bilan bevosita aloqa qilmasligi uchun ularni to'liq yopish kerak edi, shuning uchun yon va yuqori qopqoqlar yasalgan. Qopqoq orqaga tortilganda, yuqori qopqoq "quti" ni yopish uchun harakatlanishi kerak edi, men uni pastga tushirish uchun faqat rezina tasmalardan foydalandim. Garchi siz tortish uchun kamon yoki boshqa mexanik qismdan ham foydalanishingiz mumkin. Keyin tayanch qisqichlari sozlanishi temir yo'lning ishga tushirish maydonchasiga o'rnatilishi kerak edi, shunda ularning joylashuvi sozlanishi va boshqa raketalarni ushlab turishi mumkin edi. Moslashuvchanlik asosiy qisqichlar uchun muhim edi.

Asosiy qisqichlar men uchun juda qiyin edi, chunki men mexanik qismlar bilan tajribaga ega emasman va muammosiz ishlash uchun 0,1 mm bardoshlik bo'lishi kerak edi. Menga qisqichlarni ishga tushirgan paytdan boshlab, birinchi to'liq ishlaydigan qisqichga qadar 4 kun o'tdi, chunki ularni muammosiz ishlashi uchun ko'plab SAPR va prototiplar jalb qilingan. O'sha paytda 3D bosib chiqarishning yana bir haftasi bo'ldi, chunki har bir qisqich 8 qismdan iborat.

Keyinchalik kompyuterni o'rnatganimda, men to'rtta servolarni boshqarish uchun faqat bitta Arduino pinidan foydalanishni rejalashtirganimni tushundim. Bu ishlamay qoldi va menda voltaj regulyatorining muammolari bor edi, shuning uchun men ishga tushirish paneli ostida joylashgan va qisqichlarni boshqaradigan "servo kompyuter" qildim. Keyin regulyatorlar alyuminiy plitalarga o'ralgan bo'lib, ular katta issiqlik qabul qilgich sifatida ishlatiladi. Servo kompyuter, shuningdek, MOSFET -lar bilan servo quvvatini yoqadi va o'chiradi, shuning uchun ular doimiy stressda emas.

4 -qadam: Yuqori qisqichlar

Bir necha haftalik tayanch qisqichlari va tegishli elektronika ustida ishlaganimizdan so'ng, ko'proq qisqich yasash vaqti keldi! Yuqori qisqichlar juda oddiy dizayndir, garchi ular juda zaif va kelajakda albatta yangilanadi. Ular oddiy tayanch bo'lib, ular mustahkam tayanchga mahkamlanadi va servo dvigatellarni ushlab turadi. Ushbu servo dvigatellarga epoksi bilan yopishtirilgan servo shoxli qo'llar o'rnatilgan. Bu qo'llar va raketa o'rtasida aylanadigan va raketa shakliga aylanadigan mayda -mayda bo'laklar bor.

Bu qisqichlarda kabellar mustahkam tayanch orqali va ularni boshqaruvchi asosiy kompyuterga o'tadi. Qo'shishim kerak bo'lgan narsa shundaki, dasturiy ta'minotdagi ochiq va yopiq pozitsiyalarini sozlash juda uzoq davom etdi, chunki men servolarni to'xtatmaslikka harakat qilardim, lekin raketani ishonchli ushlab turardim.

Qisqichlarni loyihalash uchun men raketaning yuqori qismining 2D ko'rinishini va mustahkam tayanchini chizdim, ularning orasidagi aniq o'lchamlar. Keyin men raketani ushlab turish uchun qo'llarni to'g'ri uzunlikda va servolarni to'g'ri kenglikda loyihalashga muvaffaq bo'ldim.

5 -qadam: yoritish

Bu erdagi qadamlarning aksariyati hech qanday tartibda emas, men asosan o'sha kuni yoki haftada xohlagan narsani qila olardim. Shunga qaramay, men bir vaqtning o'zida faqat bitta bo'limga e'tibor qaratdim. Ishga tushirish panelida 8 ta RGB LED mavjud bo'lib, ular uchta Arduino piniga ulangan, ya'ni ularning hammasi bir xil rangda va alohida -alohida hal qilinmaydi. Ko'p sonli RGB LEDlarini boshqarish va boshqarish katta vazifa edi, chunki har bir LED o'z rezistoriga muhtoj. Boshqa muammo shundaki, agar ular bitta rangda bitta Arduino pinida bo'lsa, ular juda katta oqimni tortib olishar edi, shuning uchun ularga to'g'ri voltaj bilan tartibga solingan tashqi kuchlanish manbai kerak edi.

Buning uchun men "LED taxtasi" deb nomlangan boshqa kompyuterni yasadim. U har birining o'ziga xos rezistorlari bo'lgan 10 ta RGB LEDni quvvatlantirishga qodir. Ularni quvvatlantirish uchun men tranzistorlar yordamida regulyatsiya qilingan kuchlanishdan quvvat oldim va ranglarni xohlaganimcha yoqdim. Bu menga faqat uchta Arduino pinini ishlatishga imkon berdi, lekin taxtani qovurib yuboradigan juda ko'p oqimni tortmang.

Barcha LEDlar maxsus 3D bosma qavslarda joylashgan bo'lib, ularni joyida ushlab turadi. Bundan tashqari, ular LED taxtasiga ulanadigan va ishga tushirish paneli tuzilishi orqali aniq yo'naltirilgan Dupont kabellariga ega.

6 -qadam: Penumatik

Men har doim pnevmatikaga ham, gidravlikaga ham qiziqardim, lekin tizimlarning ishlashini to'liq tushunmaganman. Arzon piston va arzon armatura sotib olib, men pnevmatikaning qanday ishlashini bilib oldim va ularni o'z tizimimda qo'llay oldim. Maqsad, pnevmatik piston bilan mustahkam tayanchni orqaga tortish edi.

Tizimga havo kompressori, oqim cheklovchilari, havo idishi, vanalar, bosimli valf va bir qator armatura kerak bo'ladi. Aqlli dizayn va 3D bosma qavslar yordamida men bularning barchasini yostiqning ichiga zo'rg'a joylashtirdim.

Men yaratgan tizim juda oddiy edi. Havo kompressorli nasos havo idishini to'ldiradi va bosimni o'lchash uchun bosim o'lchagich ishlatiladi (30PSI nishoni). Bosim tushirish valfi tanklar bosimi, xavfsizligini sozlash va ishlatilmaganda havoni chiqarish uchun ishlatiladi. Quvvat orqaga tortilishga tayyor bo'lganda, kompyuter solenoid klapanni ishga tushiradi, bu pistonga havo kirib, uni orqaga suradi. Oqim cheklovchilari bu harakatni sekinlashtirish usuli sifatida ishlatiladi.

Havo tanki hozircha ishlatilmayapti, chunki menda hozircha kerakli armatura yo'q. Tank shunchaki eski, kichik yong'inga qarshi vositadir va u juda o'ziga xos o'lchamdagi moslamani ishlatadi. Ha, bu 2 kg og'irlikdagi gantel, agar u bo'lmaganida, tayanch orqaga chekinganda, uchi siljiydi.

7 -qadam: elektronika

Eng muhim qismi, asosiy qismi va cheksiz muammolari bo'lgan qism. Hammasi elektron tarzda boshqariladi, lekin ba'zi oddiy, ammo ahmoq PCB dizayni va sxematik xatolar dahshatli tushlarni keltirib chiqardi. Simsiz tizim hali ham ishonchsiz, ba'zi kirishlar noto'g'ri, PWM liniyalarida shovqin bor va men rejalashtirgan ko'p funktsiyalar ishlamayapti. Men kelajakda barcha elektronikani qayta ishlab chiqaraman, lekin men hozircha shu bilan yashayman, chunki men birinchi ishga tushirishni xohlayman. Agar siz o'z-o'zini o'qitadigan 16 yoshli bo'lsangiz, malakasiz va tajribasiz bo'lsangiz, ishlar noto'g'ri ketishi va muvaffaqiyatsiz bo'lishi aniq. Ammo muvaffaqiyatsizlik - bu siz qanday o'rganasiz, va ko'p xatolarim tufayli men ko'p narsani o'rgandim va o'z mahorat va bilimlarimni oshirdim. Men elektronika taxminan ikki hafta davom etishini kutgandim, 2,5 oydan keyin u deyarli ishlamayapti, shuning uchun men uni muvaffaqiyatsiz tugatdim.

Hamma muammolardan uzoqroqda, keling, nima ishlaydi va nima qilish kerakligi haqida gapiraylik. Kompyuter dastlab ko'p maqsadlarga xizmat qilish uchun yaratilgan. Bunga LEDni boshqarish, servo boshqaruv, vana boshqaruvi, ateşleme nazorati, simsiz aloqa, tashqi kirishlar bilan rejimni o'zgartirish va batareya quvvati va tashqi quvvat o'rtasida o'tish qobiliyati kiradi. Bularning ko'pi ishlamaydi yoki noto'g'ri, lekin Thrust PCB ning kelajakdagi versiyalari bu holatni yaxshilaydi. Men shuningdek, egzoz bilan to'g'ridan -to'g'ri aloqani to'xtatish uchun kompyuterning qopqog'ini 3D bosdim.

Men ikkita asosiy kompyuterni, servo kompyuterni, ikkita LED panelini, ko'plab simlarni va maxsus Dupont kabellarini yasaganimda, jarayon davomida juda ko'p miqdorda lehim ishlatilgan. Hamma narsa issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar va elektr lenta bilan ham to'g'ri izolyatsiya qilingan, ammo bu hali ham qisqa davom etishiga to'sqinlik qilmadi!

8 -qadam: dasturiy ta'minot

Dasturiy ta'minot! Men doimo gapiradigan qism, lekin bu bosqichda chiqarishni istamayman. Loyihaning barcha dasturlari oxir -oqibat chiqariladi, lekin men hozircha uni ushlab turibman.

Men uni boshqaruvchi bilan mukammal bog'lanish uchun juda murakkab va uzoq dasturiy ta'minotni ishlab chiqdim va ishlab chiqardim. Garchi simsiz uskuna bilan bog'liq muammolar meni dasturiy ta'minotni tubdan o'zgartirishga majbur qilsa ham. Endi pad yoqiladi, u raketani ushlab turadigan va qisqichlarni ushlab turadi va u hisoblagichdan orqaga hisoblashni boshlashini bildiruvchi bitta signalni kutadi. Keyin u avtomatik ravishda hisob -kitoblarni o'tkazadi va signallarni qabul qilmasdan kuzatadi. Bu tekshirgichdagi E-stop tugmachasini foydasiz qiladi! Siz uni bosishingiz mumkin, lekin sanash boshlangandan keyin uni to'xtatish mumkin emas!

Birinchi ishga tushirilgandan so'ng, simsiz tizimni to'g'rilash mening ustuvor vazifam. Garchi bir yarim oylik ish (nazariy jihatdan) va yuzlab dollar kerak bo'lsa -da, shuning uchun men hozir uni tuzatmayapman. Men loyihani boshlaganimga deyarli bir yil bo'ldi va men raketani bir yillik yubileyida yoki undan oldin osmonga olib chiqishga harakat qilyapman (4 oktyabr). Bu meni qisman to'liq bo'lmagan er tizimlari bilan ishga tushirishga majbur qiladi, garchi birinchi raketa raketalarning ishlashiga ko'proq e'tibor qaratsa ham.

Men kelajakda ushbu bo'limni oxirgi dasturiy ta'minot va to'liq tushuntirishni qo'shish uchun yangilayman.

9 -qadam: sinov

Sinov, sinov, sinov. Hech narsa men hech qachon mukammal ishlamaydi, men shunday o'rganaman! Aynan shu bosqichda siz tutunni ko'rishni boshlaysiz, hamma narsa ishlamay qoladi yoki narsalar buziladi. Faqat sabr -toqatli bo'lish, muammoni topish va uni qanday tuzatish kerakligini bilish kifoya. Ishlar siz o'ylagandan ko'ra uzoqroq va qimmatroq bo'ladi, lekin agar siz tajribasiz raketa qurmoqchi bo'lsangiz, buni qabul qilishingiz kerak.

Hammasi mukammal va muammosiz ishlagandan so'ng (menikidan farqli o'laroq) siz undan foydalanishga tayyormiz! Mening holimda men juda katta raketani ishga tushiraman, bu butun loyihaga asoslangan …

10 -qadam: ishga tushiring

Mening oxirgi Instructables postimni eslagan har bir kishi, men sizni xafa qilgan joyim shu ekanligini biladi. Raketa hali ishga tushmagan, chunki bu ulkan loyiha! Men hozir 4 -oktabrni nishonlamoqdaman, lekin bu muddatga yetib kelganimni ko'ramiz. Undan oldin menda yana ko'p narsalar va ko'plab sinovlar bor, ya'ni keyingi ikki oy ichida Instructables -da ko'proq postlar va YouTube videolari bo'ladi!

Ammo siz ushbu yoqimli lavhani kutayotganingizda, nima uchun bu jarayonni kuzatib, men qayerda ekanligimni ko'rmaysizmi?

YouTube:

Twitter (kundalik yangilanishlar):

Instagram:

Ko'rsatkichlar boshqaruvchisi:

Mening xavfli veb -saytim:

Stikerlar:

Men hozirda bir necha hafta ichida YouTubeda joylashtiriladigan videotasvir ustida ishlayapman (umid qilamanki)!

11 -qadam: Yana bir qadam !?

Shubhasiz, hamma narsa men xohlagandek ishlamaguncha, menda hali ko'p yo'l bor, lekin menda kelajakda qanday qilib uni yaxshiroq qilish va qanday qilib haddan tashqari oshirib yuborish mumkinligi haqidagi fikrlar ro'yxati bor! Shuningdek, ba'zi muhim yangilanishlar.

- Yuqori qisqichlar kuchliroq

- Strongback namlanishi

- Simli zaxira (simsiz aloqa paytida og'riq uchun)

- Tashqi quvvat manbai

- Ko'rsatish rejimi

- Kindikni ishga tushiring

- Va, albatta, barcha mavjud muammolarni tuzating

Hozirgi muammolar haqida gapirganda:

- noto'g'ri simsiz aloqa tizimi

- MOSFET muammolari

- PWM shovqini

- 1 tomonlama kuchli tayanch harakatlanishi

Mening postimni o'qiganingiz uchun tashakkur, umid qilamanki, siz undan ajoyib ilhom olasiz!