„Overkill“modelio raketų paleidimo valdiklis!: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Vykdant didžiulį projektą, kuriame dalyvavo modelinės raketos, man reikėjo valdiklio. Tačiau, kaip ir visi mano projektai, negalėjau tik laikytis pagrindų ir sukurti rankinį vieno mygtuko valdiklį, kuris tik paleidžia modelio raketą, ne, turėjau labai persistengti ir padaryti tai kuo sudėtingesnę ir galingesnę mąstyti apie. Turėjau idėjų, kaip tai padaryti dar labiau, tačiau šios idėjos buvo šiek tiek viršijančios 16 metų studento biudžetą.

Po daugybės tyrimų ir planavimo neradau jokių išteklių „portfelio raketų valdikliams“, nes jie nėra visiškai įprastas elementas, todėl turėjau sukurti savo nuo nulio. Pagrindinė viso mano projekto dalis, pati raketa, yra pagaminta iš anglies pluošto ir atrodo gana neblogai, todėl norėjau tęsti šią temą iki valdiklio ir plieninės paleidimo aikštelės (šiuo metu neužbaigtos).

Bet ką daro šis valdiklis? Kodėl tau pavyko?

Na, mano modelio raketa nėra visai tipiška raketa su pelekais ir pagrindine paleidimo aikštele su kreipiamuoju bėgeliu. Vietoj to raketa užpildyta pasirinktine elektronika ir traukos vektoriaus valdymo įranga. Traukos vektoriaus valdymas arba TVC apima variklio perkėlimą raketos viduje, kad nukreiptų jos trauką ir todėl nukreiptų raketą į tinkamą trajektoriją. Tačiau tai apima GPS nurodymus, kurie yra neteisėti! Taigi mano raketa naudoja TVC, kad raketos būtų ypač stabilios, naudojant skrydžio kompiuterio giroskopą, be GPS įrangos. Aktyvus stabilizavimas yra teisėtas, gairės - ne!

Bet kokiu atveju per šį ilgą įvadą aš vis dar nepaaiškinu, ką daro valdiklis! Paleidimo aikštelė, kaip jau minėjau, nėra tik stovas su kreipiančiaisiais, o sudėtinga sistema, užpildyta elektronika ir mechaninėmis dalimis, kaip tikra paleidimo aikštelė. Jame yra pneumatinis stūmoklis, atitraukiantis stiprią nugarą, spaustukai, laikantys raketų pagrindą ir viršutinę kūno dalį, ir daug kitų dalykų, kuriuos geriau paaiškinsiu būsimuose „YouTube“vaizdo įrašuose.

Valdiklis ne tik siunčia visus belaidžio ryšio signalus, kad valdytų paleidimo platformų sistemas ir paleistų raketą, bet ir leidžia man pakoreguoti paleidimo nustatymus. Nesvarbu, ar tai iš tikrųjų paleidžiama, ar tiesiog laikoma nuspausta prie trinkelės dėl statinio variklio gaisro. Nesvarbu, ar aš suaktyvinau ištraukiamą stiprią atramą turinčią pneumatinę sistemą, ar ne. Ar raketa turi šoninius stiprintuvus, kaip matyti „Falcon Heavy“. Arba man reikia išbandyti belaidį ryšį tarp valdiklio ir paleidimo plokštės. Tai tik keletas funkcijų, kurias gali atlikti šis valdiklis.

Greita pastaba: tai nėra paskutinės etiketės, nes šiuo metu neturiu prieigos prie įprasto „Roland GX-24“vinilo pjaustytuvo. Aš taip pat dar neturiu akumuliatoriaus, naudosiu standartinį RC automobilį/lėktuvą LiPo, 11,1 V ir apie 2500 mAh.

Prieš pradėdami nuo žingsnis po žingsnio instrukcijų, kaip aš tai padariau, norėčiau visiems aiškiai pasakyti, kad tokį valdiklį galima naudoti daug daugiau, nei tik paleisti raketas, priklausomai nuo to, kam jūs jį gaminate. Jis galėtų valdyti belaidį roverį, valdyti RC sraigtasparnį/droną, būti pritaikytas nešiojamam kompiuteriui ar žaidimų sistemai. Jūsų vaizduotė tikrai yra riba. Jei norite sukurti šį valdiklį, aš taip pat primygtinai rekomenduoju jums sukurti savo schemą, perjungti išdėstymą ir visą savo programinę įrangą. Padarykite tai tikrai JŪSŲ.

Atnaujinti!

Štai naujas „YouTube“vaizdo įrašas apie valdiklį!

Prekės

Kadangi esu Australijoje, mano dalys ir nuorodos greičiausiai skirsis nuo jūsų, todėl rekomenduoju atlikti savo tyrimą! Turiu visą dalių sąrašą, kuriame yra visa tai, ką aš čia naudoju. Taip pat rekomenduoju naudoti savo dalis, kad valdiklis būtų pritaikytas tam, ko jums reikia/norite!

Pagrindinių dalių sąrašas:

• Kažkoks atvejis
• Akrilo plokštė
• Mygtukai ir jungikliai
• LCD ekranas, įtampos rodmenys
• PLA gija
• 3D anglies pluošto vinilas
• Garsiakalbis ir garso modulis (jei norite, kad jis kalbėtų)

Aš išlaikiau pagrindinius įrankius, galite naudoti viską, ką turite:

• „Dremel“su pjovimo ašmenimis
• Grąžtas
• Lituoklis
• Cigarečių žiebtuvėlis (termiškai susitraukiantiems vamzdžiams)
• Atsuktuvas
• Aštrios nosies replės
• Valas (skirtas vinilo plėvelei ir lipdukams klijuoti)
• Stanley peilis (akrilo pjovimui)

1 žingsnis: Darbo pradžia

Ką noriu, kad mano valdiklis darytų? Kokių mygtukų/jungiklių ir funkcijų jam reikia? Kaip aš noriu, kad tai atrodytų? Kas yra biudžetas? Tai visi būtini klausimai, kuriuos turite užduoti sau prieš pradėdami spręsti šią užduotį. Taigi pradėkite nuo užrašų knygelės ir užsirašykite idėjas. Tai taip pat padeda atlikti esamų valdiklių tyrimus, galbūt tiesiog rasite tą auksinę idėją.

Turėsite pagalvoti apie kiekvieną funkciją, kurią jūsų valdiklis turi atlikti, ir apie tai, kokių tipų mygtukų/jungiklių jums reikės. Mano atveju tai buvo kelių paleidimo aikštelės dalių valdymas ir raketos paleidimas. Taigi man reikėjo nustatymų jungiklių, paleidimo sekos pradžios būdo, saugos kodų, kad niekas kitas negalėtų paleisti raketos ir kai kurių kitų smulkmenų.

Mano didelis avarinio sustabdymo mygtukas buvo būtinas mano valdiklio formai! Valdiklis pradeda 15 sekundžių atgalinės atskaitos seką, kurios metu paleidimo planas ruošiasi paleisti raketą. Bet kuriuo metu per šias 15 sekundžių gali kilti tam tikras pavojus, didelis raudonas mygtukas nutraukia valdiklio maitinimą, sustabdydamas bet kokių belaidžių signalų patekimą į paleidimo platformą ir užtikrindamas, kad raketa NEGALėtų paleisti.

Man taip pat reikia būdo valdyti išorinę 12 V besisukančią šviesą, „Arduino“gali išvesti tik 5 V signalą, todėl šiai užduočiai buvo naudojamas MOSFET. MOSFET taip pat buvo naudojamas grandinei sukurti, kad užsidegtų raketinis variklis su laidiniu ryšiu su valdikliu. Jei kas nors neveikia paleidimo dieną naudojant belaidį valdiklį, galiu prijungti uždegimo laidus prie valdiklio, kad paleistų raketą.

Kai žinote, ką jūsų valdiklis turi padaryti, laikas sukurti visų jūsų komponentų schemą ir išsiaiškinti, kaip juos išdėstysite pagrindiniame skydelyje …

2 žingsnis: išdėstymas ir laidai

Geras komponentų išdėstymas yra būtinas universalumui ir patogumui, taip pat estetikai, kuri man nuoširdžiai rūpi. Tai paaiškina, kodėl antena yra prieš avarinio stabdymo mygtuką? Radau šį išdėstymą gaudamas originalias putas iš dėklo ir judindamas komponentus, kol buvau patenkintas tuo, kaip jis atrodė. Viduryje likusi atvira erdvė skirta kai kuriems išgalvotiems lipdukams, tačiau, kaip jau sakiau, šiuo metu neturiu prieigos prie vinilo pjaustytuvo, todėl šalia turiu savo projekto logotipo lipduką.

Sukūrę šį išdėstymą, pažymėkite komponentų dėmes ant akrilo plokštės kartu su skylių matmenimis ir plokštės kontūro matmenimis, tai bus supjaustyta kitame etape. Aš naudoju 3 mm akrilą.

Kai žinosite visus reikalingus komponentus ir kur jie eina, turėsite sukurti tam tikrą schemą arba lentelę, kurioje nurodomi visi ryšiai. Čia yra mano kaiščių lentelė ir mano schema. Nekopijuokite mano dokumentų, nes mano komponentai skirsis nuo jūsų, todėl ryšiai bus skirtingi, tačiau kviečiame nemokamai naudoti mano vadovą. Schema buvo sukurta tik šiam „Instructables“, nes valdikliui gaminti naudoju tik kaiščių lentelę, todėl schema yra skubota ir gali turėti klaidų! Jei norite Fritzing failo kopijos, atsiųskite man žinutę bet kurioje mano socialinės žiniasklaidos paskyroje ir aš dar kartą nemokamai jums atsiųsiu el. Laišką!

Planuodami laidus turėsite atsižvelgti į tai, kiek kaiščių turite „Arduino“(rekomenduoju „Arduino Mega“arba „Arduino Mega Pro“). Taip pat turėsite ištirti savo komponentus ir išsiaiškinti, ar yra kokių nors konkrečių kaiščių, į kuriuos jie turi patekti, pavyzdžiui, galbūt turite SPI arba I2C komponentų, kuriems reikia konkrečių kaiščių. Suradę tikslius kaiščius, kurių reikia tam tikriems komponentams, galite užpildyti likusius skaitmeninius ir analoginius kaiščius kitais įėjimais ir išėjimais, tokiais kaip jungikliai, mygtukai, šviesos diodai, garsiniai signalai ir MOSFET.

Visus dokumentus galite rasti mano nemandagioje svetainėje:

Kai visas šis planavimas bus baigtas, pradėsite linksmus dalykus …

3 žingsnis: pjaustymas

Atėjo laikas nupjauti pagrindinę akrilo plokštę ir tada iškirpti visas skylutes komponentams! Būkite atsargūs, jūs sukursite didžiulę netvarką! Įsitikinkite, kad pažymėjote kiekvieną pjūvį ir įsitikinkite, kad jie teisingi. Galite iškirpti daugiau medžiagos, bet jos nebegalėsite pridėti, kai jos nebeliks … na bet kokiu atveju ne labai gražiai! Aš padariau klaidą pjaustydamas pagrindinį skydelį, nepakankamai nubrėžiau liniją Stanley peiliu ir jį atimdamas perėmė daug medžiagos, laimei, tai buvo lengvai padengta padarius tarpą skydui pakelti.

Norėdami iškirpti pagrindinės plokštės formą, aš užspaudžiau plieninę liniuotę išilgai briaunų linijų ir tempiau Stanley peilį išilgai linijos, kol buvau maždaug per pusę skydelio, tai užtruko ilgai. Tada priveržiau akrilą prie stalo, kurio pjovimo linija buvo ant stalo krašto ir norima dalis ant stalo. Antgalis, atidavęs kraštą, šiek tiek jėgos lengvai nulaužė, tačiau paliko kai kuriuos durnius kraštus. Šiems kraštams apvalyti naudojau plaktuką, o po to „Dremel“su šlifavimo antgaliu, kad jie būtų lygūs. Mano dėklas turi apvalius kampus, todėl turėjau suapvalinti akrilo kampus su „Dremel“, pradedant nuo pjovimo antgalio ir baigiant šlifavimo antgaliu.

Turėdami skydo kontūrą, galite naudoti „Dremel“pjovimo peilio ir grąžto derinį, kad iškirptumėte visas skyles skydelyje. Dideli apskritimai buvo padaryti su daugybe mažų „Dremel“pjūvių, stačiakampiai ir kvadratai buvo supjaustyti naudojant „Dremel“ir išgręžtos mažos skylės. Visas šias skyles vėliau galima išvalyti dilde, švitriniu popieriumi ir „Dremel“šlifavimo antgaliu.

Atėjo laikas nuvalyti įtrūkimus ar šiurkščius kraštus vinilo plėvele …

4 žingsnis: apvyniokite ir pritvirtinkite

Aš nusipirkau labai pigų anglies pluošto vinilo įvyniojimą „eBay“, kad padengčiau visą skydelį, tikrasis anglies pluoštas bus per brangus ir labai netvarkingas, bet aš tai apsvarstiau. Iškirpkite vinilo gabalėlį šiek tiek didesnį už skydą, nesvarbu, ar jis būtų anglies, medžio?, Blizgus juodas, ar galbūt tiesiog norite jį dažyti! Tai priklauso nuo jūsų pageidavimų. Tada atsargiai nuplėškite nedidelį kiekį lipnios dangos ir pradėkite ją tepti ant plokštės. Būtinai naudokite valytuvą, kad pašalintumėte burbuliukus. Atsargiai padėkite vinilą ir sandariai apvyniokite kraštus. Priklausomai nuo jūsų vinilo kokybės, gali tekti pridėti papildomų klijų! Jei esate labai nervingas, galbūt norėsite šiek tiek suminkštinti vinilą plaukų džiovintuvu arba šilumos pistoletu, kad kampai būtų labai lygūs.

Kai tai bus padaryta, laikas nupjauti bet kokį vinilą, padengiantį jūsų komponentų skyles. Būkite atsargūs, kad nesugadintumėte savo gražaus vinilo kūrinio!

Dabar galite sumontuoti visus komponentus savo vietose. Komponentams gali prireikti veržlių, varžtų, klijų/epoksidinių arba trinties. Paprastai dauguma komponentų yra pakankamai lengvi. Mano NRF24 tolimojo siųstuvo -imtuvo modulis sėdėjo ant kampo skylėje, todėl pridėjau skalbyklę ir ji gražiai ją ištiesino. Šią dalį reikėjo sulaikyti su epoksidine derva, todėl greitai sumaišiau dalį, UŽSIENIO!

Man reikėjo kažkur laikyti NRF24 anteną, kai korpusas buvo uždarytas, todėl, kad neprarastumėte jos, nusprendžiau padaryti 3D spausdintą spaustuką, kuris įsukamas į skydelį. Šį klipą rasite „Thingiverse“čia!

Kai jūsų skydelis atrodo užbaigtas (išskyrus visas etiketes, kurias galbūt norėsite pridėti), laikas jį apversti ir pradėti laidus …

5 žingsnis: litavimas ir laidai

Kiekvienas mano laidas yra prilituotas prie komponentų, o po to nuvyko į „Arduino“, kur jie yra prijungti prie išorinių kaiščių. Aš turėjau pagal užsakymą gaminti šiuos laidus, nukirpdamas kištukus nuo jungiamųjų laidų, lituodamas juos iki tinkamo ilgio vielos ir izoliuodamas juos termiškai susitraukiančiais vamzdeliais. Prieš pradėdami lituoti, pritvirtinkite mikrovaldiklį skydelio gale, kad galėtumėte atitinkamai planuoti laidų ilgį. Aš rekomenduoju, kad jūsų laidai būtų ilgesni, nei jie turi būti, tai padeda tvarkingai juos sutvarkyti, kai viskas bus padaryta. Taip pat galite turėti mažų komponentų, tokių kaip rezistoriai, varžtų gnybtai ir MOSFET lituoti ant kai kurių plokščių.

Kai jūsų laidai yra lituoti, galite juos visus prijungti prie jų „Arduino“kaiščių ir tada naudoti kabelių jungtis, kad viskas būtų tvarkingiau. Šis procesas užima daug laiko, tačiau yra to vertas ir labai patenkintas!

Garsiakalbis 3D spausdintame korpuse skirtas būsimam atnaujinimui, kuris apima.wav failų atkūrimą ir valdiklio kalbėjimo/atkūrimo garsų sukūrimą.

Visas šis procesas užtruko man daugiau nei dvi dienas, nes individualių laidų kūrimas ir kiekvieno jungties izoliacija užima daug laiko! Tiesiog įjunkite muziką, paimkite užkandžių ir pradėkite lituoti. Įsitikinkite, kad jūsų schema yra šalia!

Baigus visus laidus, atėjo laikas PROGRAMINĖ ĮRANGA …

6 žingsnis: programinė įranga

Šiuo metu turiu pagrindinę programinę įrangą, kad galėčiau gauti visus nustatymus ir priimti saugos kodus, tačiau mano programinė įranga yra neišsami, nes paleidimo planas yra nebaigtas! Kai baigsiu, redaguosiu šį skyrių ir pridėsiu visą savo programinę įrangą bei jos paaiškinimą!

Kiekvieno programinė įranga bus skirtinga, priklausomai nuo to, ką darys jūsų valdiklis. Būtent šiuo metu jūsų valdiklis pradeda gyventi! Rekomenduoju ištirti, kaip užprogramuoti kiekvieną savo komponentą, ir tada suprojektuoti programinę įrangą pagal schemą. Mano sąrankos programinės įrangos schemą galite pamatyti čia, nors aš dar neturiu savo paleidimo sekos programinės įrangos schemos.

Lengviausias būdas susidoroti su dideliu programinės įrangos kiekiu yra ją suplanuoti. Kuo daugiau planuojate, tuo lengviau. Pradėkite nuo užrašų prijungimo ir pereikite prie galutinės schemos schemos, kurioje parodyta viskas, ką reikia padaryti valdikliui ir kaip naršoma sistemoje. „Mine“rodo, kas rodoma skystųjų kristalų ekrane, ir kaip patekti tarp sekcijų. Sukūrę savo programinę įrangą ir žinodami, kaip užprogramuoti kiekvieną komponentą, išgerkite kavos ir per vieną vakarą nuveikite kuo daugiau. Padarykite tai per porą naktų ir tai bus padaryta prieš jums tai žinant! Forumai ir „Arduino“svetainė per šias kelias naktis taps jūsų geriausiu draugu!

Mano didžiausias patarimas, tai išgelbės jūsų gyvybę! Kai nustatote mygtukus/jungiklius kaip įvestis, turite naudoti šį kodą: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Jei nepridėsite „_PULLUP“, jūsų mygtukai/jungikliai atšoks ir neveiks. Aš to išmokau sunkiai ir praleidau 5 valandas papildomo darbo, kol supratau savo paprastą klaidą.

Pasibaigus programinei įrangai, būtumėte ją įkėlę bent 100 kartų bandymui, tačiau dar reikia atlikti daugiau bandymų …

7 žingsnis: bandymas

Bandymai, bandymai, bandymai. Svarbiausia, kad bet koks projektas būtų tobulas ir veiktų taip, kaip reikia. Jei kažkas neveikia, turėsite išsiaiškinti problemą, galbūt pakeisti komponentus, iš naujo prijungti laidą arba geriausiu atveju tiesiog pakeisti šiek tiek kodo. Nė vienas projektas niekada nepavyks tobulai. Tiesiog tęskite tai, kol tai bus padaryta ir sklandžiai.

Kai jis puikiai veikia, esate pasirengęs jį naudoti! Mano atveju tai paleidžia raketas …

8 žingsnis: paleiskite

Jūs visi laukėte saldžių pristatymo nuotraukų/vaizdo įrašų! Atsiprašome, kad tai padarėme jums, tačiau iki pirmojo paleidimo dar liko mažiausiai 3 mėnesiai. Turiu sukurti paleidimo planą ir užbaigti kiekvieną viso projekto dalį. Šiuo metu man yra 6 mėnesiai ir nuo pat pradžių dirbau kiekvieną dieną. Tai absoliučiai didžiulis projektas!

Šiuo metu kuriu didelį vaizdo įrašą apie tai, kaip sukūriau valdiklį ir ką jis daro, ir keletą demonstracinių versijų. Tikimės, kad tai bus „YouTube“per savaitę!

Tai sakant, galite sekti mano pažangą iki pirmojo paleidimo ir per visas pradines nesėkmes bei derinimą. Aš dirbu prie daugelio „YouTube“vaizdo įrašų, susijusių su projektu, ir nuolat skelbiu „Twitter“ir „Instagram“. Yra keletas didelių „YouTube“vaizdo įrašų, susijusių su pačia raketa, paleidimo aikštele ir, žinoma, paleidimu. Čia yra visos mano sąskaitos…

„YouTube“:

„Twitter“:

Instagram:

„Thingiverse“:

Mano „Dodgy“svetainė:

Norite lipduko?

9 žingsnis: vienas žingsnis toliau !?

Kaip jau sakiau, aš dar nebaigiau! Man dar reikia gauti bateriją, ją sumontuoti ir padaryti galutines etiketes.

Tačiau aš turėjau daug kitų idėjų, kaip žengti šį žingsnį toliau!

• „Raspberry Pi“kompiuteris su ekranu, įmontuotu į dėklo dangtį
• Bananų kištukai, skirti paleisti laidinę atsarginę kopiją
• Išorinė antena ant trikojo
• Akumuliatoriaus įkrovimas naudojant kištuką pagrindiniame skydelyje
• Programavimas naudojant kištuką pagrindiniame skydelyje
• Tikro anglies pluošto plokštė
• Palaiko už skydo, kad sustabdytų lenkimą

Atsiprašau už pažangos nuotraukų trūkumą! Jie buvo užfiksuoti mano telefone, nes nemaniau, kad pasiimsiu daug.

Tikiuosi, kad tai įkvėps jus sukurti savo! Norėčiau pamatyti tavo darbus ….