Overkill modeļa raķešu palaišanas kontrolieris!: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Kā daļa no milzīga projekta, kurā piedalījās modeļu raķetes, man bija nepieciešams kontrolieris. Bet, tāpat kā visos savos projektos, es nevarēju vienkārši pieturēties pie pamatiem un izveidot rokas vienas pogas kontrolieri, kas tikai palaiž raķetes modeli, nē, man bija jāpārspīlē un jāpadara tā pēc iespējas sarežģītāka un augstāka. padomā par. Man bija idejas, kā to padarīt vēl augstāku, taču šīs idejas 16 gadus vecam studentam bija nedaudz ārpus budžeta.

Pēc ilgiem pētījumiem un plānošanas es nevarēju atrast nekādus resursus “portfeļa raķešu kontrolieriem”, jo tie nav gluži parasts priekšmets, tāpēc man vajadzēja izstrādāt savu dizainu no jauna. Visa mana projekta galvenā daļa, pati raķete, ir izgatavota no oglekļa šķiedras un izskatās diezgan muļķīga, tāpēc es vēlējos turpināt šo tēmu līdz pat kontrolierim un tērauda palaišanas platformai (pašlaik nepilnīga).

Bet ko dara šis kontrolieris? Kāpēc jums tas izdevās?

Nu mans raķešu modelis nav gluži tipiska raķete ar spurām un pamata palaišanas paliktni ar vadotni. Tā vietā raķete ir piepildīta ar pielāgotu elektroniku un vilces vektora vadības aprīkojumu. Vilces vektora vadība jeb TVC ietver motora pārvietošanu raķetes iekšpusē, lai novirzītu tās vilci un tādējādi vadītu raķeti uz atbilstošo trajektoriju. Tomēr tas ietver GPS norādījumus, kas ir NELikumīgi! Tātad mana raķete izmanto TVC, lai raķete būtu ļoti stabila, braucot vertikāli ar žiroskopu lidojuma datorā, bez GPS aprīkojuma. Aktīvā stabilizācija ir likumīga, norādījumi nav!

Jebkurā gadījumā šajā ilgajā ievadā es joprojām neesmu paskaidrojis, ko kontrolieris dara! Palaišanas paliktnis, kā es jau teicu, nav tikai statīvs ar virzošo sliedi, bet gan sarežģīta sistēma, kas piepildīta ar elektroniku un mehāniskām detaļām, piemēram, īsts palaišanas laukums. Tas ietver pneimatisko virzuli, lai ievilktu spēcīgo muguru, skavas, kas notur raķešu pamatni un ķermeņa augšdaļu, un daudzas citas lietas, kuras es labāk izskaidrošu turpmākajos YouTube videoklipos.

Kontrolieris ne tikai nosūta visus bezvadu signālus, lai kontrolētu palaišanas paliktņu sistēmas un palaistu raķeti, bet arī ļauj man pielāgot palaišanas iestatījumus. Neatkarīgi no tā, vai tas faktiski tiek palaists, vai vienkārši tiek turēts pie spilventiņa, lai izraisītu statisku motora ugunsgrēku. Neatkarīgi no tā, vai man ir aktivizēta ievelkama, spēcīga muguras pneimatiskā sistēma, vai ne. Vai raķetei ir sānu pastiprinātāji, kā redzams Falcon Heavy. Vai arī man jāpārbauda bezvadu savienojums starp kontrolieri un palaišanas paliktni. Šīs visas ir tikai dažas funkcijas, ko var veikt šis kontrolieris.

Īsa piezīme: šīs nav pēdējās etiķetes, jo man pašlaik nav piekļuves parastajam Roland GX-24 vinila griezējam. Man arī vēl nav akumulatora, es izmantošu standarta RC automašīnu/lidmašīnu LiPo, 11.1V un aptuveni 2500mAh.

Pirms mēs sākam ar soli pa solim sniegtajiem norādījumiem par to, kā es to izveidoju, es vēlos visiem skaidri pateikt, ka šādu kontrolieri var izmantot daudz vairāk, nekā tikai raķešu palaišana atkarībā no tā, kādam nolūkam to izgatavojat. Tas varētu vadīt bezvadu roveri, kontrolēt RC helikopteru/dronu, tikt pielāgots pārnēsājamam datoram vai spēļu sistēmai. Jūsu iztēle patiešām ir robeža. Ja vēlaties izveidot šo kontrolieri, es arī ļoti iesaku jums izveidot savu shēmu, slēdžu izkārtojumu un visu savu programmatūru. Padari to patiesi par SAVU.

Atjaunināt!

Šeit ir jaunais YouTube video par kontrolieri!

Piegādes

Tā kā es esmu Austrālijā, manas daļas un saites, iespējams, atšķirsies no jebkuras no jums, tāpēc es ieteiktu veikt savu pētījumu! Man ir pilns detaļu saraksta PDF fails par visu, ko šeit izmantoju. Es arī iesaku izmantot savas detaļas, lai kontrolieri pielāgotu tam, kas jums nepieciešams/vēlaties!

Pamata detaļu saraksts:

• Kaut kāds gadījums
• Akrila panelis
• Pogas un slēdži
• LCD ekrāns, sprieguma rādījums
• PLA kvēldiegs
• 3D oglekļa šķiedras vinils
• Skaļrunis un audio modulis (ja vēlaties, lai tas runā)

Es esmu saglabājis rīkus pamata, jūs varat izmantot visu, kas jums ir:

• Dremel ar griešanas asmeni
• Urbis
• Lodāmurs
• Cigarešu šķiltavas (termiski saraušanās caurulēm)
• Skrūvgriezis
• Smagas deguna knaibles
• Lāpstiņa (vinila plēves un uzlīmju uzklāšanai)
• Stenlija nazis (akrila griešanai)

1. darbība. Darba sākšana

Ko es gribu, lai mans kontrolieris dara? Kādas pogas/slēdži un funkcijas tai ir vajadzīgas? Kā es gribu, lai tas izskatās? Kāds ir budžets? Šie ir visi nepieciešamie jautājumi, kas jums jāuzdod sev, pirms sākat risināt šo uzdevumu. Tāpēc sāciet ar piezīmju grāmatiņas iegūšanu un ideju pierakstīšanu. Tas arī palīdz veikt pētījumus par esošajiem kontrolieriem, iespējams, atradīsit šo zelta ideju.

Jums būs jādomā par katru funkciju, kas jāveic jūsu kontrolierim, un kāda veida pogas/slēdži jums būs nepieciešami. Manā gadījumā tas bija vairāku palaišanas paliktņa daļu vadīšana un raķetes palaišana. Tāpēc man bija nepieciešami iestatījumu slēdži, palaišanas secības sākšanas veids, drošības kodi, lai neviens cits nevarētu palaist raķeti un dažas citas nelielas lietas.

Mana lielā avārijas apturēšanas poga bija absolūti nepieciešama manam kontroliera veidam! Kontrolieris sāk 15 sekunžu atpakaļskaitīšanas secību, kuras laikā palaišanas paliktnis gatavojas raķetes palaišanai. Jebkurā laikā šo 15 sekunžu laikā var parādīties kāda veida briesmas, lielā sarkanā poga pārtrauc visu strāvas padevi kontrolierim, apturot jebkādus bezvadu signālus no nokļūšanas palaišanas laukumā un nodrošinot, ka raķete NEVAR startēt.

Man arī nepieciešams veids, kā kontrolēt ārēju 12 V rotējošu gaismu, Arduino var izvadīt tikai 5 V signālu, tāpēc šim uzdevumam tika izmantots MOSFET. MOSFET tika izmantots arī, lai izveidotu ķēdi, lai aizdedzinātu raķešu motoru ar vadu savienojumu ar kontrolieri. Ja kaut kas nedarbojas palaišanas dienā ar bezvadu vadību, es varu savienot aizdedzes vadus ar kontrolieri, lai palaistu raķeti.

Tiklīdz jūs zināt, kas jādara jūsu kontrolierim, ir pienācis laiks izveidot visu jūsu komponentu shēmu un izdomāt, kā tos izvietot galvenajā panelī …

2. darbība: izkārtojums un elektroinstalācija

Labs komponentu izkārtojums ir būtisks daudzpusībai un lietojamībai, kā arī estētikai, kas man godīgi ir viss. Tas izskaidro, kāpēc antena atrodas avārijas apturēšanas pogas priekšā? Es atradu šo izkārtojumu, paņemot no korpusa oriģinālās putas un pārvietojot uz tā esošās sastāvdaļas, līdz biju apmierināts ar tā izskatu. Atlikušā brīvā vieta vidū ir paredzēta dažiem izdomātiem uzlīmes, taču, kā jau iepriekš teicu, man pašlaik nav piekļuves vinila griezējam, tāpēc man blakus ir mana projekta logotipa uzlīme.

Kad esat izveidojis šo izkārtojumu, atzīmējiet detaļu plankumus uz akrila plātnes kopā ar caurumu izmēriem un plāksnes kontūras izmēriem, tas tiks izgriezts nākamajā darbībā. Es izmantoju 3 mm akrilu.

Kad jūs zināt visas nepieciešamās sastāvdaļas un kur tās nonāk, jums būs jāizveido kāda veida shēma vai tabula par to, kur visi savienojumi iet. Šeit ir mana pin tabula un mana shēma. Nekopējiet manus dokumentus, jo manas sastāvdaļas atšķirsies no jūsu, un tāpēc savienojumi būs atšķirīgi, tomēr laipni lūdzam izmantot manu kā ceļvedi bez maksas. Shēma tika izveidota tieši šim Instructables, jo es izmantoju tikai pin tabulu, lai izveidotu manu kontrolieri, tāpēc shematisks ir sasteigts un var būt kļūdas! Ja vēlaties Fritzing faila kopiju, nosūtiet man ziņu uz kādu no maniem sociālo mediju kontiem, un es vēlreiz to nosūtīšu pa e -pastu bez maksas!

Plānojot elektroinstalāciju, jums jāņem vērā, cik daudz tapas ir jūsu Arduino (es iesaku Arduino Mega vai Arduino Mega Pro). Jums būs arī jāizpēta savas sastāvdaļas un jāpārbauda, vai ir kādas īpašas tapas, kas tām ir jāiedziļinās, piemēram, jums var būt SPI vai I2C sastāvdaļas, kurām vajadzīgas īpašas tapas. Kad esat atradis precīzas tapas, kas nepieciešamas noteiktām sastāvdaļām, varat aizpildīt atlikušās digitālās un analogās tapas ar citām ieejām un izejām, piemēram, slēdžiem, pogām, gaismas diodēm, skaņas signāliem un MOSFET.

Visi dokumenti ir pieejami manā viltīgajā vietnē:

Kad visa šī plānošana ir pabeigta, jūs ķeraties pie jautrajām lietām…

3. solis: griešana

Ir pienācis laiks izgriezt galveno akrila paneli un pēc tam izgriezt visus caurumus sastāvdaļām! Esiet uzmanīgi, jūs gatavojaties radīt milzīgu putru! Pārliecinieties, vai esat atzīmējis katru griezumu un vai tie ir pareizi. Jūs varat izgriezt vairāk materiāla, bet nevarat to pievienot atpakaļ, kad tas ir pazudis … nu, ne pārāk skaisti! Griežot galveno paneli, es pieļāvu kļūdu, es ar Stenlija nazi nesaņēmu līniju pietiekami, un, to nospiežot, tas atņēma pārāk daudz materiāla, par laimi, to viegli noklāja, izveidojot spraugu paneļa pacelšanai.

Lai nogrieztu pamatplates formu, es piestiprināju tērauda lineālu gar malu līnijām un vilktu ar Stenlija nazi gar līniju, līdz biju apmēram pusceļā caur paneli, tas aizņēma ILGU laiku. Pēc tam es piestiprināju akrilu pie galda ar griešanas līniju uz galda malas un vēlamo daļu uz galda. Pēc tam mala, kas nodeva malu, ar nelielu spēku viegli nokrita, tomēr atstāja dažas daggy malas. Es izmantoju āmuru, lai aptuveni notīrītu šīs malas, un pēc tam Dremel ar slīpēšanas uzgali, lai tās būtu gludas. Manam korpusam ir apaļi stūri, tāpēc man bija jānoapaļo akrila stūri ar Dremel, vispirms izmantojot griešanas uzgali un beidzot ar slīpēšanas uzgali.

Kad esat ieguvis paneļa kontūru, varat izmantot Dremel griešanas asmens un urbja kombināciju, lai izgrieztu visus paneļa caurumus. Tika veikti lieli apļi ar daudziem maziem Dremel griezumiem, ar Dremel tika izgriezti taisnstūri un kvadrāti un izurbti mazi caurumi. Visus šos caurumus pēc tam var notīrīt ar vīli, smilšpapīru un Dremel slīpēšanas uzgali.

Ir pienācis laiks notīrīt plaisas vai raupjas malas ar vinila plēvi…

4. darbība: aptiniet un piestipriniet

Es nopirku super lētu vinila plēvi no oglekļa šķiedras, lai aptvertu visu paneli, īsta oglekļa šķiedra būs pārāk dārga un ļoti netīra, bet es to apsvēru. Izgrieziet vinila gabalu, kas ir nedaudz lielāks par paneli, neatkarīgi no tā, vai tas ir ogleklis, koks ?, spīdīgi melns vai jūs vienkārši vēlaties to krāsot! Tas ir atkarīgs no jūsu vēlmēm. Pēc tam uzmanīgi noņemiet nelielu daudzumu līmes pārsega un sāciet to uzklāt uz tāfeles. Noteikti izmantojiet slotiņu, lai noņemtu visus burbuļus. Uzmanīgi nolieciet vinilu un cieši aptiniet to pāri malām. Atkarībā no vinila kvalitātes jums, iespējams, būs jāpievieno papildu līme! Ja esat ļoti nervozs, iespējams, vēlēsities nedaudz mīkstināt vinilu ar matu žāvētāju vai karstuma pistoli, lai iegūtu īpaši gludus stūrus.

Kad tas ir izdarīts, ir pienācis laiks nogriezt visu vinilu, kas pārklāj detaļu caurumus. Uzmanieties, lai nesajauktu savu skaisto vinila darbu!

Tagad jūs varat uzstādīt visas sastāvdaļas savās vietās. Sastāvdaļām var būt nepieciešami uzgriežņi, skrūves, līme/epoksīdsveiksme vai berzes stiprinājums. Parasti lielākā daļa sastāvdaļu ir pietiekami vienkāršas. Mans NRF24 tālsatiksmes uztvērēja modulis sēdēja leņķī caurumā, tāpēc es pievienoju mazgātāju un tas to labi iztaisnoja. Šo daļu vajadzēja turēt kopā ar epoksīdu, tāpēc es ātri sajaucu dažus, ĀRĀ!

Man vajadzēja kaut kur glabāt NRF24 antenu, kad korpuss bija aizvērts, tāpēc, lai izvairītos no tā pazaudēšanas, es nolēmu izveidot 3D drukātu klipu, kas tiek ieskrūvēts panelī. Šis klips ir pieejams vietnē Thingiverse!

Kad jūsu panelis izskatās pabeigts (izņemot visas etiķetes, kuras vēlaties pievienot), ir pienācis laiks to apgriezt un sākt elektroinstalāciju …

5. solis: lodēšana un elektroinstalācija

Katrs no maniem vadiem ir pielodēts pie komponentiem un pēc tam skrēja uz Arduino, kur tie ir pievienoti ar vīriešu galvenes tapām. Man bija pēc pasūtījuma jāizgatavo šie vadi, nogriežot kontaktdakšas no džemperu vadiem, pielodējot līdz atbilstošam stieples garumam un pēc tam izolējot ar termiski saraušanās caurulēm. Pirms sākat lodēt, uzstādiet mikrokontrolleri paneļa aizmugurē, lai jūs varētu atbilstoši plānot vadu garumu. Es iesaku padarīt vadus garākus, nekā tiem ir jābūt, tas palīdz tos kārtīgi sakārtot, kad viss ir izdarīts. Jums var būt arī nelielas sastāvdaļas, piemēram, rezistori, skrūvju spailes un MOSFET, lai pielodētu uz dažām plāksnēm.

Kad jūsu vadi ir pielodēti, jūs varat tos visus iespraust Arduino tapās un pēc tam izmantot kabeļu saites, lai mēģinātu visu padarīt kārtīgāku. Šis process prasa daudz laika, bet ir tā vērts un ļoti apmierinošs!

Skaļrunis 3D drukātajā korpusā ir paredzēts turpmākai jaunināšanai, kas ietver.wav failu atskaņošanu un kontroliera sarunas/atskaņošanas skaņu radīšanu.

Viss process man aizņēma vairāk nekā divas dienas, jo pielāgotu vadu izgatavošana un katra savienojuma izolēšana ir ārkārtīgi laikietilpīga! Vienkārši ielieciet mūziku, paņemiet uzkodas un sāciet lodēt. Pārliecinieties, ka jūsu shēma ir tuvu!

Kad visas elektroinstalācijas ir pabeigtas, ir pienācis laiks PROGRAMMATŪRAI…

6. darbība: programmatūra

Pašlaik man ir pamata programmatūra, lai iegūtu visus iestatījumus un pieņemtu drošības kodus, tomēr mana programmatūra ir nepilnīga, jo palaišanas paliktnis ir nepabeigts! Es rediģēšu šo sadaļu un pievienošu visu savu programmatūru un tās skaidrojumu, kad būšu pabeidzis!

Katra programmatūra būs atšķirīga atkarībā no tā, ko darīs jūsu kontrolieris. Tieši šajā brīdī jūsu kontrolieris sāk atdzīvoties! Es iesaku izpētīt, kā ieprogrammēt katru no jūsu komponentiem, un pēc tam izstrādāt savu programmatūru, izmantojot plūsmas diagrammu. Šeit varat redzēt manu iestatīšanas programmatūras plūsmas diagrammu, lai gan man vēl nav pieejama shēma savai palaišanas secības programmatūrai.

Vienkāršākais veids, kā tikt galā ar lielu programmatūras daudzumu, ir tās plānošana. Jo vairāk plānojat, jo vieglāk. Sāciet ar piezīmju pievienošanu un pārejiet pie galīgās plūsmas diagrammas, kurā parādīts viss, kas jādara jūsu kontrolierim, un tas, kā sistēmā navigēt. Mans parāda, kas tiek parādīts LCD ekrānā, kā arī to, kā pārvietoties starp sadaļām. Kad esat izstrādājis savu programmatūru un zināt, kā ieprogrammēt katru komponentu, paņemiet kafiju un vienā vakarā paveiciet pēc iespējas vairāk. Dariet to pāris nakšu laikā, un tas tiks izdarīts, pirms jūs to zināt! Forumi un Arduino vietne šajās dažās naktīs kļūs par jūsu labāko draugu!

Mans lielākais padoms, tas izglābs jūsu dzīvību! Iestatot pogas/slēdžus kā ievadi, jāizmanto šis koda gabals: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Ja nepievienosiet “_PULLUP”, jūsu pogas/slēdži atleks un nedarbosies. Es to iemācījos smagi un pavadīju piecas papildu stundas, pirms sapratu savu vienkāršo kļūdu.

Līdz programmatūras beigām jūs to būtu augšupielādējis vismaz 100 reizes pārbaudei, taču vēl ir jāveic vairāk testu …

7. darbība: pārbaude

Pārbaude, pārbaude, pārbaude. Galvenais, lai padarītu jebkuru projektu perfektu un funkcionētu tā, kā tam nepieciešams. Ja kaut kas nedarbojas, jums būs jāseko problēmai, iespējams, jānomaina komponenti, jāveic pārinstalēšana vai labākajā gadījumā vienkārši jāmaina neliels koda fragments. Neviens projekts nekad nedarbosies perfekti. Vienkārši turpiniet ar to, līdz tas ir izdarīts un darbojas nevainojami.

Kad tas darbojas perfekti, esat gatavs to izmantot! Manā gadījumā tā palaiž raķetes …

8. solis: palaidiet

Jūs visi gaidījāt saldus atklāšanas fotoattēlus/videoklipus! Atvainojiet, ka tā rīkojos jums, bet līdz pirmajai palaišanai vēl ir vismaz 3 mēneši. Man ir jāizveido palaišanas paliktnis un jāpabeidz visa projekta daļa. Pašlaik man ir 6 mēneši un kopš darba uzsākšanas esmu strādājusi katru dienu. Tas ir absolūti milzīgs projekts!

Pašlaik es strādāju pie liela video par to, kā es izveidoju kontrolieri, kā arī par to, kas tiek darīts, un dažiem demonstrējumiem. Cerams, ka tas YouTube būs pieejams nedēļas laikā!

Ņemot to vērā, jūs varat sekot manam progresam līdz pirmajai palaišanai un visām sākotnējām neveiksmēm un regulēšanai. Es strādāju pie daudziem YouTube videoklipiem saistībā ar projektu un pastāvīgi ievietoju ziņas Twitter un Instagram. Ir daži lieli YouTube videoklipi, kas attiecas uz pašu raķeti, palaišanas paliktni un, protams, palaišanu. Šeit ir visi mani konti…

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Mana Dodgy vietne:

Vai vēlaties uzlīmi?

9. solis: solis tālāk !?

Kā jau teicu, es vēl neesmu beidzis! Man vēl ir jāsaņem akumulators, jāuzstāda un jāizgatavo pēdējās etiķetes.

Tomēr man ir bijušas daudzas citas idejas, kā spert šo soli tālāk!

• Raspberry Pi dators ar korpusa vākā iebūvētu ekrānu
• Banānu kontaktdakšas vadu rezerves palaišanai
• Ārējā antena uz statīva
• Akumulatora uzlāde ar kontaktdakšu galvenajā panelī
• Programmēšana ar kontaktdakšu galvenajā panelī
• Īsts oglekļa šķiedras panelis
• Atbalsta aiz paneļa, lai apturētu liekšanos

Es atvainojos par progresa fotoattēlu trūkumu! Viņi tika uzņemti manā tālrunī, jo es nedomāju, ka ņemšu daudzus.

Es ceru, ka tas iedvesmo jūs izveidot savu! Labprāt redzētu tavus darbus ….