Modeli Overkill Rocket Launch Pad !: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Pak kohë më parë lëshova një postim të Instructables në lidhje me "Kontrolluesin tim të lëshimit të modelit Overkill Model Rocket" së bashku me një video në YouTube. Unë e bëra atë si pjesë të një projekti të madh raketash model ku po bëj gjithçka sa më shumë që të jetë e mundur, në një përpjekje për të mësuar sa më shumë që të mundem për elektronikën, programimin, printimin 3D dhe format e tjera të prodhimit. Postimi i Instructables ishte shumë i popullarizuar dhe njerëzve u dukej se i pëlqente, kështu që vendosa se ia vlente të bëja një në lidhje me tabelën time të re të lëshimit të tepërt!

Një jastëk tipik i lëshimit të raketave përbëhet nga një hekurudhë e cila drejton raketën dhe një strukturë bazë për ta mbajtur atë. Por ndërsa po përpiqem t'i bëj gjërat sa më shumë të jetë e mundur, e dija që nuk mund të kisha vetëm një hekurudhë. Pas shumë hulumtimeve, gjeta disa modele të modelit të lëshimit të raketave që janë të ngjashme me pllakat e lëshimit të vërtetë, megjithëse ishin prej druri dhe dukeshin mjaft të çrregullt.

Kështu fillova të krijoj ide se si mund ta bëj timen më të përparuarin dhe më të komplikuarin në botë. Vendosa që asnjë ide nuk ishte "shumë e çmendur" ose "e pamundur për një 16-vjeçar të arrihet", kështu që çdo ide që ishte e përballueshme u shkrua dhe u krijua. Vendosa që në fillim që doja të vazhdoja temën e keqe që shihet në raketën dhe kontrolluesin tim, kështu që një kornizë çeliku dhe pllaka alumini ishin sigurisht rruga për të shkuar.

Por Eddy, çfarë ka platforma e nisjes dhe çfarë bën ajo që e bën atë kaq të ndryshëm?

Raketa ime model nuk është saktësisht një raketë tipike me fin. Në vend të kësaj, raketa është e mbushur me pajisje elektronike të personalizuara dhe pajisje kontrolli të vektorit. Kontrolli i vektorit të futjes, ose TVC, përfshin lëvizjen e motorit brenda raketës për të drejtuar goditjen e tij dhe për këtë arsye drejtojeni raketën në trajektoren e saj të përshtatshme. Sidoqoftë, kjo përfshin udhëzime GPS të cilat janë të paligjshme! Pra, raketa ime përdor TVC për ta mbajtur raketën super të qëndrueshme duke shkuar drejt me një xhiroskop në kompjuterin e fluturimit, pa pajisje GPS. Stabilizimi aktiv është i ligjshëm, udhëzimi jo!

Pas këtij prezantimi të gjatë unë ende nuk kam shpjeguar se çfarë bën në të vërtetë blloku dhe cilat janë tiparet e tij! Pllaka e lëshimit nuk është një hekurudhë e thjeshtë, por përkundrazi një sistem shumë kompleks i mbushur me pjesë mekanike, elektronikë dhe pneumatikë. Qëllimi ishte ta bënim atë të ngjashëm me një jastëk të vërtetë nisjeje, i cili shpjegon shumë veçori. Mbështjellësi përmban një pistoni pneumatik për tërheqjen e kapëses së fortë, kapëset e sipërme të shtypura 3D dhe kapëset bazë, komunikim pa tel me kontrolluesin, shumë ndriçim RGB (natyrisht!), Një kornizë çeliku, pllakë kontrolluese alumini që mbulon bazën, anët e aluminit të krehur, një llogore me flakë dhe kompjuterë të shumtë me porosi për të kontrolluar gjithçka.

Do të publikoj një video në YouTube në lidhje me tabelën e nisjes shumë shpejt, si dhe shumë video të tjera të gjërave që kam bërë në krye deri në lansimin e parë në rreth 2 muaj. Një gjë tjetër e rëndësishme të theksohet se ky postim i Instructables do të jetë më pak se si dhe më shumë për procesin tim dhe një ushqim për mendim.

Furnizimet

Ndërsa jetoj në Australi pjesët dhe lidhjet e mia ka të ngjarë të jenë të ndryshme nga tuajat, ju rekomandoj të bëni kërkimin tuaj për të gjetur atë që është e drejtë për projektin tuaj.

Bazat:

Materiali për ndërtimin e kornizës (druri, metali, akriliku etj)

Butonat dhe çelsat

Fije e hollë PLA

Shumë vida M3

Elektronikë

Ju mund të përdorni çfarëdo mjeti që keni, por këtu është ajo që kam përdorur kryesisht:

Makine per ngjitjen e metalit

Stërvitje

Çakmak (për tubat e tkurrjes së nxehtësisë)

Sharrë rënie

Saldator MIG

Pincë

Drejtues vidash

Multimetër (ky ishte një shpëtimtar i jetës për mua!)

Hapi 1: Fillimi

Çfarë duhet të bëjë jastëku i nisjes? Si duhet të duket? Si mund ta detyroj ta bëjë këtë? Sa është buxheti? Këto janë të gjitha pyetje shumë të rëndësishme për t'i bërë vetes para se të filloni të merreni me këtë detyrë. Pra, filloni duke marrë disa letra, duke vizatuar disa skica dhe duke shkruar ide. Të bësh shumë kërkime gjithashtu do të të ndihmojë shumë, mund të të japë vetëm idenë e artë që e bën atë shumë më mirë!

Pasi të keni menduar për gjithçka që dëshironi të bëni, ndani atë në seksione në mënyrë që të mos jetë aq e madhe. 6 seksionet e mia kryesore ishin punime metalike, kapëse bazë, pneumatikë, softuer, elektronikë dhe ndriçim. Duke e ndarë atë në seksione, unë isha në gjendje t'i bëja gjërat me një rend dhe t'i jepja përparësi asaj që duhej bërë më shpejt.

Sigurohuni që të planifikoni gjithçka jashtëzakonisht mirë dhe bëni diagrame të çdo sistemi në mënyrë që të kuptoni se si do të funksionojë gjithçka. Pasi të dini se çfarë duhet të bëni dhe si do ta bëni, është koha për të filluar ndërtimin e tij!

Hapi 2: Punë me metal

Vendosa që ky bllok i nisjes do të ishte një mundësi e shkëlqyeshme për të mësuar pak rreth punës në metal, kështu që atë që bëra. Fillova duke projektuar strukturën e çelikut dhe duke përfshirë të gjitha dimensionet. Unë shkova për një kornizë mjaft themelore, megjithëse vendosa të shkurtoja skajet në 45 gradë kudo që kishte një kthesë 90 gradë, vetëm për të mësuar pak më shumë dhe për të marrë një përvojë më shumë. Dizajni im përfundimtar ishte korniza bazë, me pjesën e fortë të montuar në të në një varen. Atëherë do të kishte alumin që e mbulonte atë dhe shirita me tehe për ta bërë atë pak më të pastër. Do të përfshijë gjithashtu një llogore flake të bërë nga tuba çeliku që kishte disa prerje 45 gradë në fund, në mënyrë që flaka të dalë në një kënd të vogël.

Fillova duke prerë të gjitha pjesët e kornizës dhe pastaj duke i bashkuar ato së bashku. Unë sigurova që nuk kishte saldime në pjesën e jashtme, përndryshe pllakat e aluminit nuk do të uleshin kundër kornizës. Pas shumë shtrëngimeve dhe magneteve, unë kam qenë në gjendje ta bashkoj kornizën drejt. Më pas i kam prerë të gjitha pllakat e aluminit në madhësi me disa gërshërë të mëdha metalike dhe i kam prerë shiritat me disa gërsheta kallaji. Pasi kjo u bë, gjithçka u prish në vend, gjë që doli më e vështirë se sa prisja se do të ishte.

Rripi i fortë prej çeliku dhe alumini u lye me ngjyrë të zezë dhe mbështetësja e fortë u instalua në varen e saj. Së fundmi, disa kllapa të thjeshta çeliku u bënë për pistonin, të cilat e lejuan atë të tërhiqte pjesën e fortë dhe të rrotullohej në pikën e tij të rrotullimit.

Hapi 3: Kapëset bazë

Me kornizën kryesore të bërë dhe jastëkun që filloi të dukej si diçka, vendosa që doja ta merrja atë për të mbajtur raketën sa më shpejt të ishte e mundur. Pra, kapëset bazë dhe kapëset e sipërme ishin të radhës në listë.

Shtrënguesit bazë duhej të ishin në gjendje të mbanin raketën gjatë goditjes së saj, dhe pastaj ta lëshonin atë në një kohë të saktë. Me rreth 4.5 kg shtytje, raketa do të shkatërronte servo motorët sg90 që përdoren në kapëset bazë. Kjo do të thoshte se duhej të krijoja një dizajn mekanik i cili do të largonte të gjithë stresin nga servo dhe në vend të kësaj do ta kalonte përmes një pjese strukturore. Servo atëherë duhej të ishte në gjendje të tërhiqte lehtë kapësen në mënyrë që raketa të mund të ngrihej. Vendosa të marr frymëzim nga një kuti e padobishme për këtë dizajn.

Servo dhe pjesët mekanike gjithashtu duhej të mbuloheshin plotësisht në mënyrë që të mos ishin në kontakt të drejtpërdrejtë me shkarkimin e raketave, kështu që u bënë mbulesa anësore dhe të sipërme. Mbulesa e sipërme duhej të lëvizte për të mbyllur "kutinë" kur kapësja të tërhiqej, unë thjesht përdor disa shirita gome për ta tërhequr poshtë. Edhe pse ju gjithashtu mund të përdorni burime ose një pjesë tjetër mekanike për ta tërhequr atë. Shtrënguesit bazë më pas duhej të ishin montuar në bllokun e lëshimit në një hekurudhë të rregullueshme në mënyrë që pozicioni i tyre të ishte i rregulluar mirë dhe ata potencialisht të mund të mbanin raketa të tjera. Përshtatshmëria ishte e rëndësishme për kapëset bazë.

Kapëset bazë ishin shumë sfiduese për mua pasi nuk kam përvojë me pjesët mekanike, dhe gjithçka që nevojitet për të pasur toleranca 0.1 mm për të punuar pa probleme. M’u deshën 4 ditë të drejta nga fillimi i kapëseve deri kur kisha kapësen e parë plotësisht funksionale pasi kishte shumë CAD dhe prototipim të përfshirë për t’i bërë ata të punojnë pa probleme. Ishte pastaj një javë tjetër e printimit 3D, pasi çdo kapëse ka 8 pjesë për të punuar.

Më vonë kur e instalova kompjuterin, kuptova se kisha planifikuar të përdorja vetëm një kunj Arduino për të kontrolluar katër servos. Kjo përfundoi duke mos funksionuar dhe unë gjithashtu kisha probleme me rregullatorin e tensionit, kështu që unë bëra një ‘servo kompjuter’ i cili është nën panelin e lëshimit dhe kontrollon kapëset. Rregullatorët u montuan më pas në pllakat e aluminit të pads për t'u përdorur si një lavaman i madh i nxehtësisë. Servo kompjuteri gjithashtu ndez dhe fik energjinë e servos me MOSFET, kështu që ata nuk janë nën stres të vazhdueshëm.

Hapi 4: Kapëset e Epërme

Pas javëve të punës në kapëset bazë dhe elektronikën përkatëse, ishte koha për të bërë më shumë kapëse! Kapëset e sipërme janë një dizajn shumë i thjeshtë, megjithëse janë shumë të dobët dhe sigurisht që do të përmirësohen në të ardhmen. Ato janë vetëm një kllapë e thjeshtë e cila vidhoset mbi pjesën e fortë dhe mban servo motorët. Të montuar në këta servo motorë janë krahët të cilët kanë një bri servo të ngjitur në to me epoksi. Midis këtyre krahëve dhe raketës janë disa pjesë të vogla të lakuara të cilat rrotullohen dhe formohen në formën e raketave.

Këto kapëse kanë kabllo që kalojnë nëpër pjesën e fortë dhe në kompjuterin kryesor të bllokut i cili i kontrollon ato. Një gjë për të shtuar është se u desh shumë kohë për të rregulluar mirë pozicionet e tyre të hapura dhe të mbyllura në softuer, ndërsa unë po përpiqesha të mos bllokoja servot, por prapë ta mbaja me siguri raketën.

Për të hartuar kapëset, unë vizatova një pamje 2D të majës së raketës dhe mbështetëses, me dimensionet e sakta midis tyre. Unë atëherë isha në gjendje të krijoja krahët në gjatësinë e duhur dhe servot në gjerësinë e duhur për të mbajtur raketën.

Hapi 5: Ndriçimi

Shumica e hapave nga këtu nuk janë në asnjë mënyrë, në thelb mund të bëja gjithçka që ndjeja atë ditë ose javë. Sidoqoftë, unë ende u përqëndrova vetëm në një seksion në të njëjtën kohë. Pllaka e nisjes ka 8 LED RGB të cilat janë të lidhura me tre kunja Arduino, që do të thotë se ato janë të gjitha me të njëjtën ngjyrë dhe nuk adresohen individualisht. Fuqizimi dhe kontrolli i këtyre LED -ve të shumtë RGB ishte një detyrë e madhe më vete pasi secila LED ka nevojë për rezistencën e vet. Problemi tjetër ishte se ata do të tërhiqnin shumë rrymë nëse do të ishin në një kunj Arduino për ngjyrë, kështu që ata kishin nevojë për një burim të jashtëm të tensionit, të rregulluar në tensionin e duhur.

Për t’i bërë të gjitha këto unë bëra një kompjuter tjetër të quajtur ‘Bordi LED’. Shtë i aftë të fuqizojë deri në 10 LED RGB të cilat të gjithë kanë rezistencat e tyre. Për t'i fuqizuar të gjithë, kam përdorur transistorë për të marrë energji nga tensioni i rregulluar dhe për të ndezur ngjyrat ashtu siç doja. Kjo më lejoi të përdor akoma vetëm tre kunja Arduino, por të mos tërheq shumë rrymë që do të skuqte tabelën.

Të gjitha LED janë në kllapa të personalizuara të printuara 3D të cilat i mbajnë ato në vend. Ata gjithashtu kanë kabllo të bërë me porosi Dupont të cilat futen në Bordin LED dhe janë përcjellë me kujdes përmes strukturës së bllokut të lëshimit.

Hapi 6: Penumatikët

Unë kam qenë gjithmonë i interesuar për pneumatikën dhe hidraulikën, edhe pse kurrë nuk e kam kuptuar plotësisht se si funksionuan sistemet. Duke blerë një pistoni të lirë dhe pajisje të lira, unë kam qenë në gjendje të mësoj se si funksionojnë pneumatikët dhe t'i zbatoj ato në sistemin tim. Qëllimi ishte tërheqja pa probleme e mbështetësit me pistonin pneumatik.

Sistemi do të kërkonte një kompresor ajri, kufizues të rrjedhës, një rezervuar ajri, valvola, një valvul lehtësues presioni dhe një sërë pajisjesh. Me një dizajn të zgjuar dhe një mori kllapash të personalizuara të printuara 3D, unë mezi arrita t'i përshtat të gjitha këto brenda jastëkut.

Sistemi që kam projektuar ishte mjaft themelor. Një pompë kompresori ajri mbush një rezervuar ajri dhe një matës presioni përdoret për të parë presionin (objektivi 30PSI). Një valvul lehtësuese presioni do të përdoret për rregullimin e presionit të rezervuarëve, sigurinë dhe lirimin e ajrit kur nuk përdoret. Kur baza e fortë është gati të tërhiqet, një valvul solenoid do të aktivizohet nga kompjuteri, duke lënë ajrin në piston dhe duke e shtyrë atë mbrapa. Kufizuesit e rrjedhës do të përdoren si një mënyrë për të ngadalësuar këtë lëvizje tërheqëse.

Rezervuari i ajrit aktualisht nuk po përdoret, pasi nuk kam akoma pajisjet e kërkuara për të. Rezervuari është vetëm një zjarrfikës i vjetër, i vogël dhe përdor një madhësi montimi shumë unike. Dhe po, është një trap 2 kg, nëse nuk do të ishte aty, jastëku do të kthehej kur krahu tërheqës tërhiqet.

Hapi 7: Elektronikë

Pjesa më e rëndësishme, pjesa kryesore dhe pjesa me probleme të pafundme. Çdo gjë kontrollohet në mënyrë elektronike, por disa dizajn të thjeshtë por budallenj të PCB dhe gabime skematike shkaktuan makth. Sistemi pa tel është ende i pabesueshëm, hyrje të caktuara janë të gabuara, ka zhurmë në linjat PWM dhe një mori karakteristikash që kisha planifikuar nuk funksionojnë. Unë do të ribëj të gjitha pajisjet elektronike në të ardhmen, por do të jetoj me të tani për tani, pasi jam i etur për lëshimin e parë. Kur jeni një 16-vjeçar plotësisht autodidakt, pa kualifikime dhe pa përvojë, gjërat do të shkojnë keq dhe do të dështojnë. Por dështimi është mënyra se si mësoni, dhe si rezultat i gabimeve të mia të shumta unë kam qenë në gjendje të mësoj shumë dhe të çoj më tej aftësitë dhe njohuritë e mia. Unë prisja që elektronika të zgjasë rreth dy javë, pas 2.5 muajsh ajo ende mezi punon, kjo është se sa keq e dështova këtë.

Larg të gjitha problemeve, le të flasim për atë që funksionon dhe atë që ishte/është menduar të bëjë. Kompjuteri u krijua fillimisht për të shërbyer për shumë qëllime. Këto përfshijnë kontrollin LED, kontrollin servo, kontrollin e valvulave, kontrollin e ndezjes, komunikimin pa tel, ndërrimin e modalitetit me hyrje të jashtme dhe aftësinë për të kaluar midis fuqisë së baterisë dhe fuqisë së jashtme. Shumë nga kjo nuk funksionon ose është e gabuar, megjithëse versionet e ardhshme të Thrust PCB do ta përmirësojnë këtë situatë. Unë gjithashtu printova 3D një mbulesë për kompjuterin për të ndaluar kontaktin e drejtpërdrejtë me shkarkimin.

Kishte një sasi të madhe bashkimi gjatë gjithë procesit pasi bëra dy kompjuterë kryesorë, një kompjuter servo, dy borde LED, shumë instalime elektrike dhe kabllo të personalizuar Dupont. Gjithçka ishte gjithashtu e izoluar në mënyrë të përshtatshme me tuba të tkurrjes së nxehtësisë dhe shirit elektrik, megjithëse kjo nuk i ndaloi pantallonat e shkurtra të ndodhnin akoma!

Hapi 8: Softueri

Softuer! Pjesa për të cilën flas gjatë gjithë kohës, por nuk kam dëshirë ta publikoj në këtë fazë. Të gjithë programet e projekteve do të dalin përfundimisht, por unë po e mbaj atë tani për tani.

Unë kisha projektuar dhe prodhuar softuer shumë të komplikuar dhe të gjatë për ta ndërlidhur atë me kontrolluesin në mënyrë të përsosur. Megjithëse problemet e harduerit pa tel më detyruan të ribëj softuerin jashtëzakonisht themelor. Tani jastëku ndizet, vendoset dhe kapëset për të mbajtur raketën dhe pret një sinjal nga kontrolluesi që i thotë të fillojë numërimin mbrapsht. Pastaj kalon automatikisht numërimin mbrapsht dhe fillon pa marrë sinjale dhe nuk ndiqen. Kjo e bën butonin E-stop në kontrollues të padobishëm! Mund ta shtypni por sapo të fillojë numërimi mbrapsht, nuk ka të ndalur!

Priorityshtë përparësia ime më e lartë për të rregulluar sistemin pa tel menjëherë pas fillimit të parë. Edhe pse do të duhen rreth një muaj e gjysmë punë (në teori) dhe qindra dollarë, kjo është arsyeja pse unë nuk po e rregulloj atë tani. U bë gati një vit që kur fillova projektin dhe po përpiqem ta marr raketën në qiell në ose para përvjetorit të një viti (4 tetor). Kjo do të më detyrojë të nisem me sisteme tokësore pjesërisht të paplota, megjithëse lëshimi i parë gjithsesi është më i fokusuar në performancën e raketave.

Unë do të azhurnoj këtë pjesë në të ardhmen për të përfshirë softuerin përfundimtar dhe një shpjegim të plotë.

Hapi 9: Testimi

Testimi, testimi, testimi. Asgjë që bëj nuk funksionon kurrë në mënyrë perfekte, provoni së pari, kështu mësoj! Atshtë në këtë fazë që ju filloni të shihni tym, gjithçka pushon së funksionuari ose gjërat kapen. Ashtë vetëm çështje të jesh i durueshëm, të gjesh problemin dhe të kuptosh se si ta rregullosh atë. Gjërat do të zgjasin më shumë nga sa i prisni dhe do të jenë më të shtrenjta atëherë keni menduar, por nëse doni të ndërtoni një raketë të tepërt pa përvojë, atëherë thjesht duhet ta pranoni atë.

Pasi gjithçka funksionon në mënyrë perfekte dhe pa probleme (ndryshe nga e imja) ju jeni gati ta përdorni! Në rastin tim, unë do të lançoj raketën time të modelit shumë të tepërt, e cila është ajo që i gjithë projekti bazohet rreth…

Hapi 10: Nisni

Çdokush që mban mend postimin tim të fundit në Instructables, do ta dijë se kjo është pika ku ju kam zhgënjyer. Raketa ende nuk është lëshuar, pasi është një projekt i madh! Aktualisht po synoj 4 tetorin, megjithëse do të shohim nëse e përmbush atë afat. Më parë kam shumë gjëra për të bërë dhe shumë testime për të bërë, që do të thotë se ka më shumë postime të Instructables dhe video në YouTube gjatë dy muajve të ardhshëm!

Por ndërsa prisni atë pamje të ëmbël të nisjes, pse të mos ndiqni përparimin dhe të shihni se ku jam me të gjitha:

YouTube:

Twitter (përditësime ditore):

Instagram:

Udhëzues kontrolli:

Uebfaqja ime e dyshimtë:

Ngjitëset:

Aktualisht jam duke punuar në videon e nisjes e cila do të jetë në YouTube brenda disa javësh (me shpresë)!

Hapi 11: Një hap më tej !?

Natyrisht që kam ende një rrugë të gjatë për të bërë derisa gjithçka të funksionojë ashtu siç dua, edhe pse unë tashmë kam një listë të ideve të ardhshme se si mund ta bëj atë më mirë dhe më shumë! Si dhe disa përmirësime të rëndësishme.

- Kapëse të sipërme më të forta

- Ngadalësim i fortë

- Rezervim me tel (për rastet kur wireless -i po shkakton dhimbje)

- Opsioni i fuqisë së jashtme

- Mënyra e shfaqjes

- Nisni kërthizën

- Dhe sigurisht, rregulloni të gjitha problemet aktuale

Duke folur për problemet aktuale:

- Sistemi pa tel i gabuar

- Çështjet MOSFET

- Zhurma PWM

- 1 mënyrë aktivizim i fortë

Faleminderit që lexuat postimin tim, shpresoj që të merrni një frymëzim të madh prej tij!