Overkill үлгісі ракета ұшыру алаңы!: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Біраз уақыт бұрын мен «Overkill Model Rocket Launch Controller» туралы Instructables жазбасын YouTube -тегі бейнероликпен бірге шығардым. Мен мұны зымырандардың үлкен жобасының бір бөлігі ретінде жасадым, онда мен мүмкіндігінше электроника, бағдарламалау, 3D басып шығару және басқа да өндіріс түрлері туралы көбірек білуге тырыстым. Instructables жазбасы өте танымал болды және адамдарға ұнаған сияқты болды, сондықтан мен жаңа жүктеу алаңы туралы жазуды жөн көрдім!

Зымыран ұшырудың типтік үлгісі зымыранды басқаратын рельстен және оны ұстаудың негізгі құрылымынан тұрады. Бірақ мен мүмкіндігінше көп нәрсені жасауға тырысамын, мен рельске ие болмайтынымды білдім. Көптеген зерттеулерден кейін мен нағыз ұшыру алаңына ұқсас бірнеше модельді зымыран табғыштарын таптым, бірақ олар ағаштан жасалған және өте лас көрінді.

Осылайша мен ми шабуылын бастадым, мен кенішті әлемдегі ең озық және күрделі етіп қалай жасай аламын. Мен ешқандай идеяны «тым ақылсыз» немесе «16 жастағы балаға қол жеткізу мүмкін емес» деп шештім, сондықтан қол жетімді кез келген идея жазылды және жасалды. Мен басынан бастап зымыран мен контроллерде кездесетін жаман тақырыпты жалғастырғым келетінін шештім, сондықтан болат қаңқасы мен алюминий табақтары міндетті түрде болатын.

Бірақ Эдди, ұшыру алаңында не бар және ол соншалықты ерекшеленетін не істейді?

Менің үлгілі зымыраным шынымен де қанаты бар қарапайым зымыран емес. Оның орнына зымыран арнайы электроникамен және қозғалыс векторын басқаратын жабдықпен толтырылған. Қозғалыс векторын басқару немесе TVC - бұл қозғалтқышты зымыранның қозғалысына бағыттау үшін жылжытуды, сондықтан зымыранды тиісті траекторияға бағыттауды қамтиды. Дегенмен, бұл заңсыз GPS нұсқауларын қамтиды! Менің зымыраным зымыранды супер тұрақтылықта ұшу компьютеріндегі гироскоппен, GPS қондырғысы жоқ күйде ұстап тұру үшін TVC пайдаланады. Белсенді тұрақтандыру заңды, нұсқаулық - бұл емес!

Осы ұзақ кіріспеден кейін мен әлі де тақтаның не істейтінін және оның ерекшеліктерін түсіндірмедім! Іске қосу алаңы қарапайым рельс емес, оның орнына механикалық бөлшектермен, электроникамен және пневматикамен толтырылған өте күрделі жүйе. Мақсаты оны көптеген мүмкіндіктерді түсіндіретін нақты іске қосу алаңына ұқсас ету болды. Жастықшаның артқы жағын алу үшін пневматикалық поршень, 3D басып шығарылған жоғарғы қысқыштар мен тірек қысқыштары, контроллермен сымсыз байланыс, көптеген RGB жарығы (әрине!), Болат жақтау, негізді жабатын алюминий дойбы тақтасы, алюминий жақтары щеткамен қапталған, барлығын басқаруға арналған жалынды траншея және бірнеше жеке компьютер.

Мен YouTube -тің іске қосу алаңы туралы бейнесін, сондай -ақ 2 айдың ішінде бірінші іске қосуға дейін жасаған көптеген басқа бейнелерді шығарамын. Тағы бір маңызды нәрсе, бұл нұсқаулықтар менің процестің қалай болатынын және аз ойлауға болатынын көрсетеді.

Жабдықтар

Мен Австралияда тұратындықтан, менің бөліктерім мен сілтемелерім сіздікінен өзгеше болуы мүмкін, мен сіздің жобаңызға сәйкес келетін нәрсені табу үшін жеке зерттеу жүргізуді ұсынамын.

Негіздері:

Жақтауды жасауға арналған материалдар (ағаш, металл, акрил және т.

Түймелер мен қосқыштар

PLA жіпшесі

М3 бұрандалары көп

Электроника

Сізде бар кез келген құралдарды пайдалана аласыз, бірақ мен негізінен қолдандым:

Пісіру темірі

Бұрғылау

Темекі тұтқасы (жылуды төмендететін түтік үшін)

Ара түсіру

MIG дәнекерлеуші

Қысқыштар

Бұрауыштар

Мультиметр (бұл мен үшін құтқарушы болды!)

1 -қадам: Жұмысты бастау

Іске қосу алаңы не істеу керек? Ол қандай болуы керек? Мен мұны қалай жасай аламын? Бюджет дегеніміз не? Бұл тапсырманы шешпес бұрын өзіңізден сұрайтын өте маңызды сұрақтар. Сондықтан қағазды алып, эскиздер мен идеяларды жазудан бастаңыз. Көптеген зерттеулер жүргізу сізге көп көмектеседі, бұл сізге оны жақсартатын алтын идеяны беруі мүмкін!

Сіз не істегіңіз келетіні туралы ойланып болған соң, оны онша қиын емес етіп бөліктерге бөліңіз. Менің негізгі 6 секциям металл өңдеу, негіз қысқыштары, пневматика, бағдарламалық қамтамасыз ету, электроника және жарықтандыру болды. Бөлімдерге бөлу арқылы мен кезекпен істей алдым және тезірек не істеу керектігін бірінші орынға қоя алдым.

Барлығын өте жақсы жоспарлап, әр жүйенің диаграммасын жасағаныңызға көз жеткізіңіз, осылайша бәрі қалай жұмыс істейтінін түсінуге болады. Сіз не істеу керектігін және оны қалай жасау керектігін білсеңіз, оны құруды бастау керек!

2 -қадам: металл өңдеу

Мен бұл іске қосу алаңы металл өңдеу туралы аздап білуге тамаша мүмкіндік болады деп шештім, сондықтан мен солай жасадым. Мен болат құрылымды жобалаудан және барлық өлшемдерді қосудан бастадым. Мен өте қарапайым кадрға бардым, бірақ мен 90 градус иілу болған жерде ұштарын 45 градусқа дейін қысқартуды шештім, тек біраз үйрену және тәжірибе алу үшін. Менің соңғы дизайным негізгі жақтау болды, оған тірек ілгекке бекітілді. Содан кейін оны алюминиймен қаптап, оны сәл ұқыпты ету үшін жиек жолақтары болады. Ол сонымен қатар болат құбырлардан жасалған жалын траншеясын қосады, оның ұшында 45 градусқа кесілген, сондықтан жалын сәл бұрыштан шығады.

Мен жақтаудың барлық бөліктерін кесуден бастадым, содан кейін оларды дәнекерледім. Мен сыртында дәнекерлеу жоқ екеніне көз жеткіздім, әйтпесе алюминий плиталар жақтауға қарсы тұрмайды. Көптеген қысқыштар мен магниттерден кейін мен жақтауды тікелей дәнекерледім. Содан кейін мен барлық алюминий табақтарды үлкен металл қайшылармен мөлшеріне дейін кесіп, қаңылтыр кесектермен жиектерді кесіп тастадым. Бұл аяқталғаннан кейін бәрі орнына келді, бұл мен күткеннен де қиын болды.

Содан кейін берік болат пен алюминий жиектері қара түске боялып, берік тірегі оның ілмегіне орнатылды. Ақырында, поршеньге берік тіректі кері тартуға және айналу нүктесінде айналуға мүмкіндік беретін қарапайым болат кронштейндер жасалды.

3 -қадам: Негізгі қысқыштар

Негізгі жақтау жасалып, төсеніш бір нәрсеге ұқсай бастағанда, мен оны зымыранды тезірек ұстауды шештім. Негізгі қысқыштар мен жоғарғы қысқыштар тізімде келесі болды.

Негізгі қысқыштар зымыранды ұстау кезінде ұстап тұруы керек, содан кейін оны дәл уақытта жіберуі керек. Шамамен 4,5 кг салмақпен зымыран негізгі қысқыштарда қолданылатын sg90 серво қозғалтқыштарын жояды. Бұл маған барлық кернеуді серводан алып тастайтын және оның құрылымдық бөлігі арқылы өтетін механикалық дизайн жасау керек болды дегенді білдіреді. Серво содан кейін зымыран көтерілу үшін қысқышты оңай тартып алу керек болды. Мен бұл дизайн үшін пайдасыз қораптан шабыт алуды шештім.

Серво мен механикалық бөлшектер зымыранның шығысымен тікелей байланыста болмайтындай етіп толық жабылуы керек еді, сондықтан бүйір және үстіңгі қақпақтар жасалды. Қысқыш тартылған кезде жоғарғы қорап «қорапты» жабу үшін қозғалуы керек еді, мен оны төмендету үшін резеңке таспаларды қолдандым. Сіз оны тарту үшін серіппелерді немесе басқа механикалық бөлікті пайдалана аласыз. Негізгі қысқыштар реттелетін рельске ұшыру алаңына бекітілуі керек, осылайша олардың орналасуын дәл реттеуге болады және олар басқа ракеталарды ұстай алады. Негізгі қысқыштар үшін бейімделу маңызды болды.

Негізгі қысқыштар мен үшін өте қиын болды, өйткені менде механикалық бөлшектермен жұмыс тәжірибесі жоқ, және бәрі тегіс жұмыс істеу үшін 0,1 мм төзімділікке ие болуы керек. Қысқыштарды бастағаннан бастап мен толықтай жұмыс істейтін қысқышты алғанға дейін 4 күн өтті, өйткені олардың біркелкі жұмыс істеуіне көптеген АЖЖ мен прототиптер тартылды. Бұл 3D басып шығарудың тағы бір аптасы болды, өйткені әрбір қысқыш жұмыс істейтін 8 бөліктен тұрады.

Кейінірек мен компьютерді орнатқан кезде, мен төрт серводы басқару үшін тек бір Arduino түйреуішін қолдануды жоспарлағанымды түсіндім. Бұл жұмыс істемеді және менде кернеу реттегішінде проблемалар болды, сондықтан мен іске қосу тақтасының астында қысқыштарды басқаратын «серво компьютер» жасадым. Содан кейін реттегіштер үлкен жылу қабылдағыш ретінде қолданылатын алюминий пластиналарға жастықшаларға орнатылды. Серво компьютері MOSFET көмегімен сервоприводтардың қуатын қосады және өшіреді, сондықтан олар тұрақты күйзелісте болмайды.

4 -қадам: жоғарғы қысқыштар

Негізгі қысқыштар мен олармен байланысты электроникада бірнеше апта жұмыс істегеннен кейін қысқыштарды жасаудың уақыты келді! Жоғарғы қапсырмалар өте қарапайым дизайн, бірақ олар өте әлсіз және болашақта жаңартылады. Олар тек тірекке бекітілген және серво қозғалтқыштарын ұстайтын қарапайым кронштейн. Бұл серво қозғалтқыштарына серво мүйізі эпоксидпен жабыстырылған қолдар орнатылған. Бұл қару -жарақ пен зымыранның арасында айналатын және зымыран пішініне айналатын кішкене қисық бөлшектер бар.

Бұл қысқыштарда берік арқалық арқылы өтетін және оларды басқаратын негізгі компьютерге өтетін кабельдер бар. Бір нәрсені қосу керек, мен бағдарламалық қамтамасыз етудегі олардың ашық және жабық позицияларын дәл реттеу үшін көп уақыт қажет болды, себебі мен серваларды тоқтата алмауға тырыстым, бірақ зымыранды сенімді түрде ұстап тұрдым.

Қысқыштарды жобалау үшін мен зымыранның үстіңгі және тіреуішінің екі өлшемді көрінісін жасадым, олардың арасындағы дәл өлшемдері. Содан кейін мен зымыранды ұстап тұру үшін қару -жарақты дұрыс ұзындықта, ал ені бойынша серводы жобалай алдым.

5 -қадам: жарықтандыру

Бұл жердегі қадамдардың көпшілігі кез -келген тәртіпте емес, мен сол күні немесе аптада өзім қалаған нәрсені жасай аламын. Дегенмен мен бір уақытта тек бір бөлімге ғана назар аудардым. Іске қосу тақтасында 8 RGB светодиоды бар, олар үш Arduino түйреуішіне қосылған, яғни олардың түсі бірдей және жеке адресацияланбайды. Көптеген RGB светодиодтарын қосу және басқару үлкен міндет болды, өйткені әр жарықдиодты резистор қажет. Басқа мәселе, егер олар бір түсті Arduino түйреуішінде болса, олар тым көп ток тартатын еді, сондықтан оларға кернеудің дұрыс реттелген сыртқы кернеу көзі қажет болды.

Мұның бәрін жасау үшін мен «LED тақтасы» деп аталатын басқа компьютер жасадым. Ол әрқайсысының жеке резисторы бар 10 RGB светодиодты қосуға қабілетті. Олардың барлығын қуаттандыру үшін мен транзисторларды реттелген кернеуден қуат алу үшін және түстерді қалағанымдай қосу үшін қолдандым. Бұл маған тек үш Arduino түйреуішін қолдануға мүмкіндік берді, бірақ тақтаны қуыратындай көп ток тартпады.

Барлық светодиодтар оларды басып шығаратын 3D басып шығарылған жақшаларда орналасқан. Сондай -ақ, олар LED тақтасына қосылатын және іске қосу алаңының құрылымы арқылы ұқыпты түрде реттелетін Dupont кабельдерін реттейді.

6 -қадам: Пенуматика

Мен үнемі пневматикамен де, гидравликамен де айналысатынмын, бірақ жүйелердің қалай жұмыс істейтінін толық түсінбедім. Арзан поршень мен арзан арматура сатып алу арқылы мен пневматиканың қалай жұмыс істейтінін біліп, оларды өз жүйеме қолдана алдым. Мақсат - пневматикалық поршеньмен берік тіреуішті біркелкі алу.

Жүйеге ауа компрессоры, ағын шектегіштер, ауа цистернасы, клапандар, қысымды төмендететін клапан және фитингтер жиынтығы қажет болады. Кейбір ақылды дизайнмен және 3D басып шығарылған жақшалармен мен мұның бәрін төсеніштің ішіне әрең орналастыра алдым.

Мен жасаған жүйе өте қарапайым болды. Ауа компрессорлық сорғы ауа цистернасын толтырады және қысымды өлшеу үшін манометр қолданылады (30PSI нысаны). Қысымды төмендететін клапан цистерналардың қысымын, қауіпсіздігін реттеуге және пайдаланылмаған кезде ауаны шығаруға арналған. Күшті артқа шегінуге дайын болғанда, электромагниттік клапан компьютер арқылы іске қосылады, ол поршеньге ауа жіберіп, оны артқа итереді. Бұл қозғалысты бәсеңдету үшін ағынды шектегіштер қолданылады.

Әуе цистернасы қазір қолданылмайды, өйткені менде оған қажетті арматура әлі жоқ. Резервуар - бұл ескі, кішкентай өрт сөндіру құралы, және оның қондырғы өлшемі өте ерекше. Иә, бұл 2 кг гантель, егер ол болмағанда, тірек артқа қарай тартылғанда ұшын бұрады.

7 -қадам: электроника

Ең маңызды бөлігі, негізгі бөлігі және шексіз проблемалары бар бөлігі. Барлығы электронды түрде басқарылады, бірақ ПХД -ның қарапайым, бірақ ақымақ дизайны мен схемалық қателері түнгі қорқынышты тудырды. Сымсыз жүйе әлі де сенімді емес, кейбір кірістер ақаулы, PWM желілерінде шу бар, мен жоспарлаған көптеген мүмкіндіктер жұмыс істемейді. Мен болашақта барлық электрониканы қайта жасаймын, бірақ мен онымен өмір сүремін, себебі мен бірінші рет іске қосылуға дайынмын. Егер сіз біліктілігі мен тәжірибесі жоқ, өзін-өзі толық үйрететін 16 жасар болсаңыз, бәрі дұрыс болмайды және сәтсіздікке ұшырайды. Бірақ сәтсіздік - бұл сіз қалай үйренесіз, мен көптеген қателіктерімнің нәтижесінде мен көп нәрсені үйреніп, өз дағдыларым мен білімімді одан әрі дамыта алдым. Мен электроникаға шамамен екі апта кетеді деп күттім, 2,5 айдан кейін ол әлі жұмыс істемейді, сондықтан мен оны сәтсіз аяқтадым.

Барлық мәселелерден аулақ бола отырып, не істейтіні және не істеуге болатыны туралы сөйлесейік. Компьютер бастапқыда көптеген мақсаттарға арналған. Оларға жарықдиодты басқару, серво басқару, клапанды басқару, тұтануды басқару, сымсыз байланыс, сыртқы кірістермен режимді ауыстыру және батарея қуаты мен сыртқы қуат арасында ауысу мүмкіндігі кіреді. Мұның көпшілігі жұмыс істемейді немесе ақаулы, дегенмен Thrust PCB болашақ нұсқалары бұл жағдайды жақсартады. Сондай -ақ, газбен тікелей байланысын тоқтату үшін компьютерге 3D қақпағын басып шығардым.

Процесс барысында дәнекерлеудің үлкен көлемі болды, өйткені мен екі негізгі компьютерді, серво компьютерді, екі жарықдиодты тақтаны, көптеген сымдар мен арнайы Dupont кабельдерін жасадым. Барлығы жылу өткізбейтін түтіктермен және электрлік таспамен тиісті түрде оқшауланған, бірақ бұл шорттың пайда болуын тоқтатпады!

8 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету

Бағдарламалық қамтамасыз ету! Мен үнемі айтатын, бірақ осы кезеңде шығарудан бас тартатын бөлім. Жобалардың барлық бағдарламалық жасақтамасы ақырында шығарылады, бірақ мен оны әзірше ұстаймын.

Мен контроллермен тамаша үйлесетін өте күрделі және ұзақ бағдарламалық қамтамасыз етуді ойлап шығардым. Сымсыз аппараттық құралдардың ақаулары мені бағдарламалық жасақтаманы қайта құруға мәжбүр етті. Енді тақта қосылады, ол бекітіледі және қысқыштар зымыранды ұстайды және контроллерден кері санауды бастау туралы айтатын бір сигналды күтеді. Содан кейін ол автоматты түрде кері санақ арқылы өтеді және сигналдарды қабылдамай -ақ іске қосылады. Бұл контроллердегі E-stop түймесін пайдасыз етеді! Сіз оны баса аласыз, бірақ кері санақ басталған кезде оны тоқтату мүмкін емес!

Сымсыз жүйені бірінші рет іске қосқаннан кейін түзету - менің басты міндетім. Бір жарым айға жуық жұмыс қажет (теория бойынша) және жүздеген доллар қажет, сондықтан мен оны дәл қазір жөндеп жатқан жоқпын. Мен жобаны бастағанға бір жылға жуық уақыт болды, мен зымыранды бір жылдық мерейтойда немесе одан бұрын аспанға шығаруға тырысамын (4 қазан). Бұл мені ішінара толық емес жер жүйелерімен ұшыруға мәжбүр етеді, дегенмен бірінші ұшыру зымырандардың өнімділігіне көбірек бағытталған.

Мен болашақта бұл бағдарламалық қамтамасыз етуді және толық түсініктемені қосу үшін жаңартатын боламын.

9 -қадам: тестілеу

Тестілеу, тестілеу, тестілеу. Ештеңе жасамаймын, бірінші рет тырысамын, мен осылай үйренемін! Дәл осы кезеңде сіз түтінді көре бастайсыз, бәрі жұмысын тоқтатады немесе заттар бұзылады. Тек шыдамдылық таныту, мәселені табу және оны қалай түзетуге болатынын білу жеткілікті. Іс сіз күткеннен де ұзақ уақытқа созылады және сіз ойлағаннан да қымбатқа түседі, бірақ егер сіз тәжірибесіз зымыран жасағыңыз келсе, онда сіз мұны қабылдауыңыз керек.

Барлығы мінсіз және біркелкі жұмыс істегеннен кейін (менікінен айырмашылығы) сіз оны пайдалануға дайынсыз! Менің жағдайда, мен өте зымыран үлгідегі ракетаны ұшыратын боламын, ол бүкіл жобаға негізделген …

10 -қадам: іске қосыңыз

Менің нұсқаулықтар туралы соңғы жазбамды есінде сақтайтын кез келген адам менің көңілімді түсіретін жерім осы екенін біледі. Зымыран әлі ұшырылмады, өйткені бұл үлкен жоба! Мен қазанның 4 -іне жоспарлап отырмын, бірақ егер мен бұл мерзімге сәйкес келетінін көретін болсақ. Бұған дейін менде әлі де көп нәрсені жасауым керек және көптеген тестілеу бар, яғни келесі екі айда нұсқаулықтар мен YouTube бейнелері көп болады!

Бірақ сіз осы тәтті түсірілімді күтіп отырғанда, неге барысты қадағалап, менің қай жерде екенімді көрмеске:

YouTube:

Twitter (күнделікті жаңартулар):

Инстаграм:

Нұсқаулықтар контроллері:

Менің қауіпті веб -сайт:

Жапсырмалар:

Мен қазір екі аптадан кейін YouTube -те болатын іске қосу алаңының бейнесін әзірлеп жатырмын (үміттенемін)!

11 -қадам: тағы бір қадам !?

Әлбетте, мен қалағандай жұмыс істегенше әлі де ұзақ жол жүруім керек, бірақ менде оны қалай жақсартуға болатыны туралы болашақ идеялардың тізімі бар! Сонымен қатар кейбір маңызды жаңартулар.

- Күшті жоғарғы қысқыштар

- Күшті ылғалдандыру

- Сымды резервтік көшіру (сымсыз байланыс ауырған кезде)

- Сыртқы қуат опциясы

- Дисплей режимі

- Кіндікті іске қосыңыз

- Әрине, барлық ақауларды шешіңіз

Қазіргі проблемалар туралы айтатын болсақ:

- ақаулы сымсыз жүйе

- MOSFET мәселелері

- PWM шу

- 1 жақты берік тіреуішті іске қосу

Менің жазбамды оқығаныңыз үшін рахмет, сіз одан керемет шабыт аласыз деп үміттенемін!