Overkill Model Rocket Launch Pad!: 11 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Бир аз мурун мен "Overkill Model Rocket Launch Controller" жөнүндө Instructables постун YouTube видеосу менен бирге чыгардым. Мен муну электроника, программалоо, 3D басып чыгаруу жана жасоонун башка түрлөрү жөнүндө мүмкүн болушунча көбүрөөк үйрөнүүгө аракет кылып, бардыгын максималдуу түрдө ракеталык долбоордун бир бөлүгү катары жасадым. Instructables посту абдан популярдуу болгон жана адамдарга жакты окшойт, ошондуктан мен жаңы ашыкча иштөө планшетим жөнүндө бир нерсе жасоону туура көрдүм!

Ракетанын типтүү модели ракетаны жетектөөчү темир жолдон жана аны кармоо үчүн негизги түзүлүштөн турат. Бирок мен мүмкүн болушунча ашыкча нерселерди жасоого аракет кылып жатып, мен жөн эле темир жолго ээ боло албасымды билчүмүн. Көптөгөн изилдөөлөрдөн кийин мен реалдуу учуруучу аянтчаларга окшош бир нече моделдик ракета учуруучу аянтчаларды таптым, бирок алар жыгачтан жасалган жана абдан иретсиз көрүнгөн.

Ошентип, мен кантип дүйнөмдөгү эң өнүккөн жана эң татаал кылууну ойлонуп баштадым. Мен эч кандай идея "өтө жинди" же "16 жашка жетүү мүмкүн эмес" деп чечтим, андыктан жеткиликтүү болгон ар кандай идея жазылып, жаратылды. Мен башынан эле менин ракетамда жана контроллеримде көрүнгөн жаман теманы улантууну чечтим, ошондуктан болоттон жасалган каркас жана алюминий плиталар, албетте, эң туура жол.

Бирок Эдди, ишке киргизүүчү аянтчанын эмнеси бар жана ал эмнеси менен айырмаланат?

Ооба, менин моделдик ракетам такыр канаттуу менен типтүү ракета эмес. Анын ордуна ракета бажы электроникасы жана түрткү векторун башкаруу жабдуулары менен толтурулган. Тартуу векторун башкаруу, же ТВК, моторду ракетанын ичине жылдырып, анын кыймылын багыттоо жана ошондуктан ракетаны тийиштүү траекторияга буруу. Бирок, бул GPS көрсөтмөсүн камтыйт, бул мыйзамсыз! Ошентип, менин ракетам ракетанын супер стабилдүү болушун камсыз кылуу үчүн ТВКны колдонот, учуучу компьютердеги гироскоп менен, GPS жабдуулары жок. Активдүү стабилизация мыйзамдуу, жетекчилик андай эмес!

Бул узак киришүүдөн кийин, мен дагы эле блокноттун эмне кылганын жана анын өзгөчөлүктөрүн түшүндүрө элекмин! Учуу аянты жөнөкөй темир жол эмес, анын ордуна механикалык бөлүктөр, электроника жана пневматика менен толтурулган өтө татаал система. Максаты көптөгөн өзгөчөлүктөрдү түшүндүргөн чыныгы ишке киргизүү аянтчасына окшош кылуу болчу. Төшөктө пневматикалык поршен бар, артка чегинүү, 3D басып чыгарылган жогорку кыскычтар жана базалык кыскычтар, контроллер менен зымсыз байланыш, RGB жарыктын көп бөлүгү (албетте!), Болоттон жасалган каркас, алюминий текшергич табак, капталган алюминий капталдары, жалын траншеясы жана бардыгын көзөмөлдөө үчүн бир нече жеке компьютерлер.

Мен жакында YouTube'дун старт аянтчасы тууралуу видеосун, ошондой эле 2 айдын ичинде биринчи жолу ишке киргизилгенге чейин жасаган көптөгөн башка видеолорду чыгарам. Белгилей кетүүчү дагы бир маанилүү нерсе, бул Instructables посту менин процессимдин жана аздыр-көптүр ойлонуу үчүн аз болот.

Жабдуулар

Мен Австралияда жашагандыктан, менин бөлүктөрүм жана шилтемелерим сиздикинен айырмаланат, мен сиздин долбооруңузга туура келген нерсени табуу үчүн өз алдынча изилдөө жүргүзүүнү сунуштайм.

Негиздер:

Рамканы куруу үчүн материал (жыгач, металл, акрил ж. Б.)

Баскычтар жана которгучтар

PLA жипчеси

М3 бурамалар көп

Электроника

Сизде бар болгон куралдарды колдонсоңуз болот, бирок мен негизинен колдонгон нерсем:

Кандооч

Бургулоо

Чылым чырагы (жылуулукту азайтуучу түтүк үчүн)

Тамчы араа

MIG ширетүүчү

Pense

Бурамалар

Мультиметр (бул мен үчүн куткаруучу болгон!)

1 -кадам: Баштоо

Ишке киргизүүчү аянт эмне кылышы керек? Ал кандай көрүнүшү керек? Мен муну кантип жасай алам? Бюджет деген эмне? Бул тапшырманы аткараардан мурун өзүңүзгө суроо берүү үчүн абдан маанилүү суроолор. Андыктан, кагазды алуудан, эскиздерди чийүүдөн жана идеяларды жазуудан баштаңыз. Көптөгөн изилдөөлөрдү жүргүзүү сизге чоң жардам берет, бул сизге алтын идеяны бериши мүмкүн, бул аны жакшыртат!

Каалаган нерсеңиздин баарын ойлонгондон кийин, аны анча чоң болбошу үчүн бөлүктөргө бөлүңүз. Негизги 6 бөлүмүм металл иштери, базалык кыскычтар, пневматика, программалык камсыздоо, электроника жана жарыктандыруу болду. Муну бөлүмдөргө бөлүү менен, мен иштерди ирети менен жасай алдым жана эртерээк эмне кылуу керектигин биринчи орунга коё алдым.

Баарын абдан жакшы пландаштырганыңызга жана ар бир системанын схемаларын түзүңүз, ошондо баары кантип иштээрин түшүнө аласыз. Анын эмне кылыш керек экенин жана муну кантип жасаарыңызды билгенден кийин, аны курууга киришүү керек!

2 -кадам: металл иштетүү

Мен бул ишке киргизүү аянты металл иштери жөнүндө бир аз билүү үчүн сонун мүмкүнчүлүк болот деп чечтим, ошондуктан мен эмне кылдым. Мен темир структурасын иштеп чыгуудан жана бардык өлчөмдөрдү камтый баштагам. Мен бир аз үйрөнүп, тажрыйба топтоо үчүн 90 градуска бүгүлгөн жерде учтарын 45 градуска чейин кесүүнү чечтим. Менин акыркы дизайным негизги алкак болчу, анын артына илгичке орнотулган. Андан кийин аны бир аз тыкан кылуу үчүн алюминий менен каптап, жээк тилкелери болмок. Ал ошондой эле болот түтүктөн жасалган жалын траншеясын камтыйт, анын учунда 45 градус кесилген, ошондо жалын кичине бурчта чыгат.

Мен кадрдын бардык бөлүктөрүн кесип, анан ширетүүдөн баштадым. Мен сыртынан эч кандай ширетүү болбогонун камсыз кылдым, антпесе алюминий плиталар алкакка карама -каршы келбейт. Бир топ кысуудан жана магниттерден кийин, мен раманы түз ширете алдым. Мен андан кийин алюминийдин бардык пластиналарын чоң металл кайчы менен кесип, калай тилкелери менен кырдын тилкелерин кесип алдым. Муну аткаргандан кийин баары ордуна келди, бул мен күткөндөн да кыйын болду.

Күчтүү болоттон жана алюминийден жасалган четтери кара түскө боёлуп, бекем таяныч илгичке орнотулган. Акырында, поршень үчүн кээ бир жөнөкөй болот кронштейндери жасалды, бул анын артка кайрылуусун артка тартууга жана бурулуш чекитинде айланууга мүмкүндүк берди.

3 -кадам: Негизги кыскычтар

Негизги кадр жасалып, блокнот бир нерсеге окшош боло баштаганда, мен аны ракетаны мүмкүн болушунча тезирээк кармап турууну чечтим. Ошентип, базалык кыскычтар жана жогорку кыскычтар тизмеде кийинки орунда турган.

Негизги кыскычтар ракетаны кармап турганда кармап, анан так убакта кое алышы керек болчу. Болжол менен 4,5 кг салмак менен, ракета базалык кыскычтарда колдонулган sg90 серво кыймылдаткычтарын жок кылат. Бул мендеги бардык стрессти серводон алыстатып, анын ордуна структуралык бөлүктөн өткөрө турган механикалык дизайнды түзүшүм керек болчу. Серво андан кийин ракетаны көтөрүп кетүү үчүн кыскычты оңой эле тартып алышы керек болчу. Мен бул дизайн үчүн жараксыз кутудан кандайдыр бир илхам алууну чечтим.

Серваларды жана механикалык бөлүктөрдү ракеталардын чыгуусу менен түз байланышта болбошу үчүн толугу менен жаап салыш керек болчу, ошондуктан каптал жана үстүңкү капкактар жасалды. Кыскыч артка тартылганда, үстүнкү капкак "коробканы" жабуу үчүн жылышы керек болчу, мен аны түшүрүү үчүн кээ бир резина боолорду колдондум. Сиз ошондой эле булактарды же башка механикалык бөлүктөрдү колдонсоңуз болот. Негизги кыскычтар андан кийин жөнгө салынуучу темир жолго түшүрүү аянтчасына орнотулушу керек болчу, ошондо алардын орду жакшы жөнгө салынып, алар башка ракеталарды кармап калышы мүмкүн. Адаптация базалык кыскычтар үчүн маанилүү болгон.

Негизги кыскычтар мен үчүн абдан кыйын болду, анткени менде механикалык бөлүктөр менен тажрыйба жок, жана баарынын тегиз иштеши үчүн 0.1мм толеранттуулук керек. Кысмаларды баштагандан баштап, мен толугу менен биринчи иштеген кыскычка чейин 4 күндү талап кылдым, анткени аларды бир калыпта иштеши үчүн көптөгөн CAD жана прототиптер тартылган. Бул 3D басып чыгаруунун дагы бир жумасы болду, анткени ар бир кыскыч иштөө үчүн 8 бөлүктөн турат.

Кийинчерээк компьютерди орноткондо, мен төрт сервону көзөмөлдөө үчүн бир Arduino пинин колдонууну пландап жатканымды түшүндүм. Бул иштебей калды жана менде чыңалуу жөндөгүчүнүн көйгөйлөрү бар болчу, ошондуктан мен "серво компьютерин" жасадым, ал ишке киргизгичтин астында жана кыскычтарды башкарат. Андан кийин жөнгө салгычтар алюминий плиталарга чоң жылыткыч катары колдонулушу үчүн орнотулган. Серво компьютери MOSFET менен серволордун кубатын күйгүзүп жана өчүрөт, андыктан алар дайыма стрессте эмес.

4 -кадам: Жогорку кыскычтар

Негизги кыскычтар жана алар менен байланышкан электроника боюнча бир нече жума иштегенден кийин, дагы кыскычтарды жасоого убакыт келди! Жогорку кыскычтар абдан алсыз жана келечекте сөзсүз түрдө жаңыртыла турган болсо да, абдан жөнөкөй дизайн. Алар жөн эле кронштейнге сайылып, серво кыймылдаткычтарын кармап турган жөнөкөй кашаа. Бул серво моторлоруна эпоксид менен чапталган мүйүзү бар колдор орнотулган. Бул курал менен ракетанын ортосунда кичине ийри бөлүктөр бар, алар ракеталардын формасына айланат.

Бул кыскычтардын кабелдери таяныч аркылуу түшүп, аларды башкаруучу негизги компьютерге өтөт. Кошумча бир нерсе, мен сервистерди токтотпоого аракет кылып жатканымда, программалык камсыздоонун ачык жана жабык позицияларын тууралоо үчүн көп убакыт өттү, бирок дагы эле ракетаны бекем кармап турам.

Кыскычтарды долбоорлоо үчүн, мен ракетанын чокусунун 2D көрүнүшүн тарттым жана алардын так өлчөмдөрү менен. Мен андан кийин ракетаны кармап туруу үчүн куралдарды туура узундукта, ал эми servosторду туура туурасында долбоорлоого жетиштим.

5 -кадам: Жарык берүү

Бул жерден келген кадамдардын көбү эч кандай тартипте эмес, мен негизи ошол күнү же жумада өзүм каалагандай кыла алам. Бирок мен дагы бир убакта бир гана бөлүмгө басым жасадым. Ишке киргизгичте 8 RGB LED бар, алар үч Arduino казыгына туташкан, башкача айтканда, алар бирдей түстө жана жеке даректелбейт. Бул көптөгөн RGB светодиоддорун иштетүү жана көзөмөлдөө чоң милдет болчу, анткени ар бир LED өзүнүн резисторуна муктаж. Дагы бир көйгөй, эгерде алар бир түстө бир Arduino төөнөгүчүндө болушса, өтө көп токту тартып алышмак, ошондуктан аларга туура чыңалууга чейин жөнгө салынган тышкы чыңалуу булагы керек болчу.

Мунун баарын кылуу үчүн мен "LED Board" деп аталган дагы бир компьютер жасадым. Бул 10 RGB LEDди кубаттоого жөндөмдүү, алардын бардыгы өз каршылыгына ээ. Алардын бардыгын иштетүү үчүн мен транзисторлорду колдонуп, жөнгө салынган чыңалуудан энергия алып, түстөрдү каалагандай күйгүздүм. Бул мага дагы эле үч Arduino казыгын колдонууга мүмкүндүк берди, бирок такты кууруй турган өтө көп токту тартпады.

Бардык светодиоддор 3D принтеринин кашааларында, аларды кармап турат. Алар ошондой эле LED тактасына туташтырылган Dupont кабелдерин атайын жасашат жана учуруу аянтчасынын структурасы аркылуу тыкан өткөрүлөт.

6 -кадам: Пенуматика

Мен дайыма пневматикага да, гидравликага да кызыкчумун, бирок системалардын кантип иштээрин толук түшүнө элекмин. Арзан поршень жана арзан арматура сатып алуу менен мен пневматиканын кандай иштегенин билип, аларды өз системама колдоно алдым. Максат - пневматикалык поршень менен бекем жебени артка тартуу.

Системага аба компрессору, агым чектегичтер, аба танкасы, клапандар, басым бошотуучу клапан жана арматуралар массиви керек болот. Кээ бир акылдуу дизайн жана 3D басып чыгарылган кронштейндердин жардамы менен мен мунун бардыгын блокноттун ичине араң батыра алдым.

Мен иштеп чыккан система негизи эле. Аба компрессордук насосу аба танкасын толтурат жана басымды көрүү үчүн манометр колдонулат (30PSI бута). Кысым басаңдатуучу клапан цистерналардын басымын, коопсуздугун жөнгө салуу жана колдонулбаганда абаны чыгаруу үчүн колдонулат. Күчтүү артка чегинүүгө даяр болгондо, электромагниттик клапан компьютер тарабынан иштетилип, поршенге аба кирип, аны артка түртөт. Бул чектөө кыймылын басаңдатуу үчүн агымдын чектөөлөрү колдонулат.

Аба танкасы учурда колдонулбай жатат, анткени менде ага керектүү арматура жок. Танк жөн гана эски, кичинекей өрт өчүргүч болуп саналат жана абдан уникалдуу ылайыктуу өлчөмдү колдонот. Ооба, бул 2 кг гантел, эгер ал жок болсо, таяныч артка чегингенде төш белги учуп кетет.

7 -кадам: Электроника

Эң маанилүү бөлүгү, негизги бөлүгү жана чексиз көйгөйлөрү бар бөлүгү. Бардыгы электрондук түрдө көзөмөлдөнөт, бирок кээ бир жөнөкөй, бирок акылсыз ПХБнын дизайны жана схемалык каталары түш көрүүгө себеп болгон. Зымсыз система дагы эле ишеничтүү эмес, кээ бир киргизүүлөр туура эмес, PWM линияларында ызы -чуу бар жана мен пландаштырган көптөгөн функциялар иштебейт. Келечекте мен бардык электрониканы кайра жасайм, бирок мен азырынча аны менен жашайм, анткени мен биринчи учурууну каалап жатам. Качан эч кандай квалификациясы жана тажрыйбасы жок, өзүн өзү үйрөткөн 16 жашта болсоңуз, анда баары туура эмес болуп кетет. Бирок ийгиликсиздик - бул сен кантип үйрөнөсүң, менин көп каталарымдын натыйжасында мен көп нерсени үйрөнүп, жөндөмүмдү жана билимимди андан ары өркүндөтө алдым. Мен электроника болжол менен эки жумага созулат деп күттүм, 2.5 айдан кийин ал дагы деле иштебейт, мен муну канчалык жаман аткардым.

Бардык көйгөйлөрдөн алыс болуп, эмне иштээри жана эмне кылуу керектиги жөнүндө сүйлөшөлү. Компьютер башында көптөгөн максаттар үчүн иштелип чыккан. Бул LED көзөмөл, servo башкаруу, клапан башкаруу, от алдыруу көзөмөлү, зымсыз байланыш, режимди тышкы киргизүү менен которуу жана батареянын кубаты менен тышкы кубаттуулукту алмаштыруу мүмкүнчүлүгүн камтыйт. Мунун көбү иштебейт же ката кетирет, бирок Thrust PCBнин келечектеги версиялары бул абалды жакшыртат. Мен ошондой эле газдын чыгышы менен түз байланышты токтотуу үчүн компьютердин мукабасын 3D басып чыгардым.

Мен эки негизги компьютерди, серво компьютерди, эки LED тактасын, көп зымдарды жана ыңгайлаштырылган Дюпонт кабелдерин жасаганымда, процесстин жүрүшүндө чоң көлөмдөгү ширетүү бар болчу. Баары ошондой эле жылуулукту кысуучу түтүктөр жана электр лента менен тийиштүү түрдө изоляцияланган, бирок бул дагы эле болгонун токтотпойт!

8 -кадам: Программалык камсыздоо

Программалык камсыздоо! Мен дайыма айтып жүргөн, бирок ушул этапта чыгарууну каалабаган бөлүк. Бардык долбоорлордун программалык камсыздоосу акыры чыгат, бирок мен азырынча кармап турам.

Мен контроллер менен эң сонун интерфейс үчүн абдан татаал жана узун программалык камсыздоону иштеп чыгып, чыгаргам. Зымсыз аппараттык көйгөйлөр мени программалык камсыздоону эң негизги кылып кайра түзүүгө мажбур кылды. Эми блокнот күйгүзүлөт, ал ракетаны кармап туруу үчүн кыскычтарды орнотот жана контролдоочудан артка саноону баштоону айткан бир сигналды күтөт. Андан кийин ал автоматтык түрдө кайра саноодон өтөт жана сигналдарды кабыл албай туруп ишке киргизет. Бул контроллердеги E-stop баскычын жараксыз кылат! Сиз аны бассаңыз болот, бирок кайра саноо башталганда, аны токтотууга болбойт!

Биринчи ишке киргизилгенден кийин зымсыз системаны оңдоо менин эң башкы приоритетим. Иштин жарымы (теория боюнча) жана жүздөгөн доллар талап кылынат, бирок мен азыр аны оңдоп жаткан жокмун. Долбоорду баштаганыма дээрлик бир жыл болуп калды жана мен ракетаны бир жылдык мааракеге же андан мурун (4-октябрь) асманга чыгарууга аракет кылып жатам. Бул мени жарым -жартылай толук эмес жер системалары менен учурууга мажбур кылат, бирок биринчи учуруу ракеталардын аткарылышына көбүрөөк багытталган.

Мен келечекте бул бөлүмдү акыркы программалык камсыздоону жана толук түшүндүрмөнү кошуу үчүн жаңыртам.

9 -кадам: Тестирлөө

Сыноо, сыноо, сыноо. Эч нерсе кылбайм, биринчи жолу аракет кылам, ошентип үйрөнөм! Дал ушул этапта сиз түтүндү көрө баштайсыз, баары иштебей калат же нерселер үзүлөт. Бул жөн гана сабырдуулук, көйгөйдү табуу жана аны кантип чечүү керек экенин билүү. Иш сиз ойлогондон алда канча узак убакытка созулат жана сиз ойлогондон кымбатыраак болот, бирок эгер сиз тажрыйбасы жок ашыкча ракетаны кургуңуз келсе, анда сиз муну кабыл алышыңыз керек.

Баары кемчиликсиз жана бир калыпта иштегенден кийин (меникинен айырмаланып) сиз аны колдонууга даярсыз! Менин учурда, мен бүт проекттин негизинде түзүлгөн өтө ракеталуу моделимди учурам …

10 -кадам: Ишке киргизиңиз

Менин акыркы Instructables постумду ким эстесе, бул менин көңүлүмдү чөгөргөн жерим экенин билет. Ракета дагы эле ишке кире элек, анткени бул чоң долбоор! Мен 4 -октябрды бутага алам, бирок эгерде мен бул мөөнөткө жетсем, көрөбүз. Ага чейин менде дагы көп нерселер бар жана тесттер көп, башкача айтканда кийинки эки айда Instructables посттору жана YouTube видеолору бар!

Бирок сиз ошол таттуу сюжетти күтүп жатканда, эмне үчүн прогрессти ээрчип, анын кайда экенимди көрбөйсүзбү:

YouTube:

Twitter (күнүмдүк жаңыртуулар):

Инстаграм:

Контроллердин көрсөтмөлөрү:

Менин коркунучтуу вебсайт:

Чаптамалар:

Учурда мен бир нече жуманын ичинде YouTube'да боло турган видеонун үстүндө иштеп жатам (үмүт кылам)!

11 -кадам: Бир кадам ары !?

Албетте, мен каалагандай иштей электе дагы көп нерселерди жасашым керек, бирок менде келечектеги идеялардын тизмеси бар. Ошондой эле кээ бир маанилүү жаңыртуулар.

- Күчтүү жогорку кыскычтар

- Strongback нымдануусу

- Зымдуу камдык сактоо (зымсыз ооруганда)

- Тышкы кубаттуулук опциясы

- Көрсөтүү режими

- Киндикти иштет

- Албетте, учурдагы бардык көйгөйлөрдү чеч

Учурдагы көйгөйлөр тууралуу айтсам:

- Бузулган зымсыз система

- MOSFET маселелери

- PWM ызы -чуусу

- 1 тараптуу күчтүү жандандыруу

Менин постумду окуганыңыз үчүн рахмат, мен сизден чоң илхам аласыз деп ишенем!