Overkill Model Rocket Launch Controller!: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Kao dio velikog projekta koji je uključivao model raketa trebao mi je kontroler. No, kao i svi moji projekti, nisam se mogao samo držati osnova i napraviti ručni kontroler s jednim gumbom koji samo lansira model rakete, ne, morao sam pretjerati i učiniti ga što kompliciranijim i prekomjernijim. razmisli. Imao sam ideje da ovo učinim još većim, ali te ideje su bile pomalo izvan budžeta za 16 -godišnjeg studenta.

Nakon dugog istraživanja i planiranja, nisam mogao pronaći nikakve resurse na putu do „raketnih kontrolera aktovki“, jer oni nisu baš uobičajena stavka, pa sam morao osmisliti vlastiti od nule. Glavni dio cijelog mog projekta, sama raketa, napravljena je od ugljičnih vlakana i izgleda prilično loše, pa sam htio nastaviti ovu temu do kontrolera i čelične lansirne rampe (trenutno nepotpune).

Ali šta ovaj kontroler radi? Zašto si uspio?

Pa, moj model rakete nije baš tipična raketa s perajama i osnovnom lansirnom rampom s vodilicom. Umjesto toga, raketa je ispunjena prilagođenom elektronikom i opremom za kontrolu vektora potiska. Kontrola vektora potiska ili TVC uključuje pomicanje motora unutar rakete radi usmjeravanja potiska i stoga usmjeravanje rakete na odgovarajuću putanju. Međutim, ovo uključuje GPS navođenje koje je PROTIVZAKONITO! Tako da moja raketa koristi TVC za održavanje stabilne rakete u uspravnom položaju sa žiroskopom na računaru za letenje, bez GPS opreme. Aktivna stabilizacija je legalna, smjernice nisu!

U svakom slučaju kroz ovaj dugi uvod još uvijek nisam objasnio šta kontroler radi! Lansirna rampa kao što sam ranije rekao nije samo postolje s vodilicom, već složen sistem ispunjen elektronikom i mehaničkim dijelovima, poput prave lansirne rampe. Uključuje pneumatski klip za uvlačenje snažnih leđa, stezaljke koje drže bazu rakete i gornji dio tijela i mnoge druge stvari koje ću bolje objasniti u budućim YouTube video zapisima.

Kontroler ne samo da šalje sve bežične signale za kontrolu sistema lansirnih rampi i lansiranje rakete, već mi omogućava i prilagođavanje postavki lansiranja. Bilo da se zapravo pokreće, ili samo držite pritisnutom na podlozi zbog statičkog požara motora. Bez obzira imam li aktiviran uvlačivi pneumatski sistem sa jakim leđima ili ne. Ima li raketa bočne pojačivače kao što se vidi na Falcon Heavyju. Ili moram testirati bežičnu vezu između kontrolera i lansirne rampe. Ovo su samo neke od funkcija koje ovaj kontroler može obavljati.

Kratka napomena: Ovo nisu konačne naljepnice jer trenutno nemam pristup svom uobičajenom rezaču za vinil Roland GX-24. Također još nemam bateriju, koristit ću standardni RC automobil/avion LiPo, 11.1V i oko 2500mAh.

Prije nego započnemo korak po korak upute o tome kako sam to napravio, želio bih svima jasno staviti do znanja da se ovakav kontroler može koristiti za mnogo više od pukog lansiranja raketa, ovisno o tome za što ga izrađujete. Mogao je upravljati bežičnim roverom, upravljati RC helikopterom/bespilotnom letjelicom, prilagoditi se prijenosnom računaru ili sistemu za igre. Vaša mašta je zaista granica. Ako želite izgraditi ovaj kontroler, također vam preporučujem da dizajnirate vlastitu shemu, raspored prekidača i sav svoj softver. Neka to zaista bude VAŠE.

Update!

Evo novog YouTube videa o kontroleru!

Supplies

Budući da sam u Australiji, moji dijelovi i veze vjerovatno će se razlikovati od bilo kojih vaših pa bih preporučio da sami istražite! Imam PDF sa cijelom listom dijelova svega što sam ovdje upotrijebio. Preporučujem i korištenje vlastitih dijelova kako bi vaš kontroler bio prilagođen onome što trebate/želite da radi!

Lista osnovnih delova:

• Nekakav slučaj
• Akrilna ploča
• Dugmad i prekidači
• LCD ekran, očitavanje napona
• PLA filament
• 3D vinil od karbonskih vlakana
• Zvučnik i audio modul (ako želite da govori)

Alate sam zadržao osnovnim, možete koristiti sve što imate:

• Dremel s oštricom za rezanje
• Drill
• Lemilica
• Upaljač za cigarete (za termoskupljajuće cijevi)
• Šrafciger
• Šiljasta kliješta za nos
• Gumenjak (za nanošenje omota od vinila i naljepnica)
• Stanley nož (za rezanje akrila)

Korak 1: Početak

Šta želim da moj kontroler radi? Koja dugmad/prekidači i funkcije su mu potrebni? Kako želim da izgleda? Koliki je budžet? Ovo su sva neophodna pitanja koja si morate postaviti prije nego što počnete rješavati ovaj zadatak. Zato počnite tako što ćete nabaviti bilježnicu i zapisati ideje. Pomaže i u istraživanju postojećih kontrolera, možda ćete pronaći samo tu zlatnu ideju.

Morat ćete razmisliti o svakoj pojedinačnoj funkciji koju vaš kontroler treba obaviti i o tome koja vrsta tipki/prekidača će vam za to trebati. U mom slučaju ovo je kontroliralo više dijelova lansirne rampe i lansiralo raketu. Pa su mi bili potrebni prekidači za postavke, način pokretanja sekvence lansiranja, sigurnosni kodovi kako bi se osiguralo da niko drugi ne može lansirati raketu i neke druge manje stvari.

Moje veliko dugme za hitno zaustavljanje bilo je apsolutno neophodno za moj oblik kontrolera! Kontroler pokreće odbrojavanje od 15 sekundi tokom kojeg se lansirna rampa priprema za lansiranje rakete. Svaki put tijekom ovih 15 sekundi mogao bi se pojaviti neki oblik opasnosti, veliko crveno dugme isključuje svu napajanje kontrolera, sprječavajući više bežične signale da dođu do lansirne rampe i osigurava da raketa NE MOŽE lansirati.

Također mi je potreban način za upravljanje vanjskim 12V rotirajućim svjetlom, Arduino može emitirati samo 5V signal pa je za ovaj zadatak korišten MOSFET. MOSFET je također korišten za stvaranje kruga za paljenje raketnog motora žičanom vezom s kontrolerom. Ako nešto ne radi na dan lansiranja s bežičnom kontrolom, mogu spojiti upaljač do vodiča do kontrolera za lansiranje rakete.

Kad znate što vaš kontroler treba učiniti, vrijeme je da napravite dijagram svih komponenti i smislite kako ćete ih postaviti na glavnu ploču …

Korak 2: Raspored i ožičenje

Dobar raspored komponenti bitan je za svestranost i upotrebljivost, kao i za estetiku, do čega mi je iskreno sve stalo. Ovo objašnjava zašto je antena ispred dugmeta za hitno zaustavljanje? Ovaj raspored sam pronašao tako što sam iz kućišta izvukao originalnu pjenu i premještao komponente po njemu sve dok nisam bio zadovoljan kako izgleda. Preostali slobodni prostor u sredini namijenjen je nekim otmjenim naljepnicama, ali kao što sam već rekao, trenutno nemam pristup rezaču za vinil, pa umjesto toga imam naljepnicu sa logotipom projekta.

Nakon što osmislite ovaj raspored, označite mjesta komponenti na akrilnoj ploči zajedno s dimenzijama rupa i dimenzijama obrisa ploče, to će biti izrezano u sljedećem koraku. Koristio sam akril od 3 mm.

Nakon što znate sve komponente koje su vam potrebne i gdje idu, morat ćete stvoriti neki oblik sheme ili tablice gdje sve veze idu. Evo moje tablice s pin -ovima i moje sheme. Nemojte kopirati moje dokumente jer će se moje komponente razlikovati od vaših i stoga će veze biti drugačije, međutim, dobrodošli ste da moje besplatno koristite kao vodič. Shema je napravljena samo za ovaj Instructables jer sam za izradu svog kontrolera koristio samo pin tablicu, stoga je shema žurna i može imati greške! Ako želite kopiju Fritzing datoteke, pošaljite mi poruku na bilo kojem od mojih računa na društvenim mrežama i ja ću vam je poslati još jednom besplatno!

Prilikom planiranja ožičenja morat ćete uzeti u obzir koliko iglica imate na svom Arduinu (preporučujem Arduino Mega ili Arduino Mega Pro). Također ćete morati istražiti svoje komponente i vidjeti postoje li neki posebni pinovi u koje moraju ući, na primjer možda imate SPI ili I2C komponente kojima su potrebni posebni pinovi. Nakon što pronađete točne pinove koji su određenim komponentama potrebni, tada možete popuniti preostale digitalne i analogne pinove drugim ulazima i izlazima, kao što su prekidači, tipke, LED diode, zujalice i MOSFET -ovi.

Svi su dokumenti dostupni na mojoj lažnoj web stranici:

Kad sve ovo planiranje bude dovršeno, krećete sa zabavnim stvarima …

Korak 3: Rezanje

Vrijeme je da izrežete glavnu akrilnu ploču, a zatim izrežete sve rupe za komponente! Budite oprezni, uskoro ćete napraviti veliki nered! Uvjerite se da ste označili svaki rez i provjerite jesu li ispravni. Možete odrezati više materijala, ali ga ne možete dodati nakon što nestane … pa ionako ne baš lijepo! Pogriješio sam pri rezanju glavne ploče, nisam dovoljno dobro zabio liniju Stanley nožem i oduzelo mi je previše materijala kad sam je puknuo, na sreću to se lako prikrilo pravljenjem praznine za podizanje ploče.

Da bih izrezao oblik glavne ploče, stegao sam čelično ravnalo duž rubova i vukao i Stanley nož po liniji dok nisam prošao otprilike na pola ploče, to je trajalo DUGO vrijeme. Zatim sam akril pričvrstio za stol s linijom rezanja na rubu stola i dijelom koji želim na stolu. Bit koji je prešao preko ruba tada se lako odcijepio s malo sile, međutim ostavio je neke blještave rubove. Koristila sam čekić za grubo čišćenje ovih rubova, a zatim Dremel s brusnim nastavkom kako bih ih zagladila. Moje kućište ima zaobljene uglove pa sam morao zaokružiti uglove akrila Dremel -om, koristeći reznu gumu za početak i završavajući brusnom brusnom pločom.

Kad dobijete obris ploče, možete upotrijebiti kombinaciju Dremel oštrice za rezanje i bušilice za rezanje svih rupa na ploči. Veliki krugovi su napravljeni s mnogo malih Dremel rezova, pravokutnici i kvadrati su izrezani Dremelom i izbušene su male rupe. Sve se ove rupe nakon toga mogu očistiti turpijom, brusnim papirom i Dremel brusilicom.

Vrijeme je da očistite sve pukotine ili hrapave rubove vinilnom folijom …

Korak 4: Omotajte i montirajte

Kupio sam super jeftin vinilni omot od karbonskih vlakana na eBayu da pokrije cijelu ploču, prava ugljična vlakna bi bila preskupa i vrlo neuredna, ali sam razmislila o tome. Izrežite komad vinila nešto veći od ploče, bilo da je od ugljika, drva ?, sjajno crne boje ili biste je jednostavno htjeli obojiti! To ovisi o vašim željama. Zatim pažljivo odlijepite malu količinu ljepljivog poklopca i počnite ga nanositi na ploču. Obavezno koristite gumeni brisač za uklanjanje mjehurića dok idete. Pažljivo položite vinil i čvrsto ga omotajte po rubovima. Ovisno o kvaliteti vašeg vinila, možda ćete morati dodati još malo ljepila! Ako ste super nervozni, možda ćete također htjeti malo omekšati vinil sušilom za kosu ili toplinskim pištoljem kako biste dobili super glatke uglove.

Kada to učinite, vrijeme je da izrežete sav vinil koji prekriva rupe na vašim komponentama. Pazite da ne pokvarite svoje lijepo djelo od vinila!

Sada možete montirati sve komponente na njihova mjesta. Komponente će možda trebati matice, vijke, ljepilo/epoksid ili ugradnju za trenje. Općenito, većina komponenti ide jednostavno. Moj modul primopredajnika velikog dometa NRF24 sjedio je pod kutom u rupi, pa sam dodao podlošku i ona ju je lijepo poravnala. Ovaj dio je trebalo držati epoksidom, pa sam brzo promiješao dio, VANJSKO!

Trebalo mi je negdje za spremanje NRF24 antene kada je kućište zatvoreno, pa sam izbjegao gubitak, odlučio sam napraviti 3D ispisani isječak koji se uvija u ploču. Ovaj isječak je dostupan na Thingiverse -u ovdje!

Budući da vaš panel izgleda potpuno (osim oznaka koje biste htjeli dodati), vrijeme je da ga preokrenete i započnete ožičenje …

Korak 5: Lemljenje i ožičenje

Svaka od mojih žica lemljena je na komponente, a zatim je vodila do Arduina, gdje su spojene muškim iglicama zaglavlja. Morao sam po narudžbi izraditi ove žice tako što sam presjekao utikače sa prespojnih žica, lemio ih na odgovarajuću duljinu žice, a zatim ih izolirao toplinski skupljajućim cijevima. Prije nego započnete lemljenje, montirajte svoj mikro kontroler na stražnju stranu ploče kako biste prema tome mogli planirati duljine žica. Preporučujem da vaše žice budu duže nego što je potrebno, ovo pomaže pri njihovom urednom organiziranju kad sve bude gotovo. Možda ćete imati i male komponente poput otpornika, vijčanih terminala i MOSFET -ova za lemljenje na neku perf ploču.

Kad su vaše žice lemljene, možete ih sve spojiti na njihove Arduino pinove, a zatim pomoću kabelskih vezica pokušati učiniti sve urednijim. Ovaj proces traje dugo, ali je vrijedan truda i vrlo zadovoljavajući!

Zvučnik u 3D štampanom kućištu predviđen je za buduću nadogradnju koja uključuje reprodukciju.wav datoteka i stvaranje kontrolora za razgovor/reprodukciju zvukova.

Cijeli ovaj proces trajao mi je više od dva dana jer je izrada prilagođenih žica i izolacija svake veze izuzetno dugotrajno! Samo uključite muziku, uzmite grickalice i počnite s lemljenjem. Provjerite je li vaša shema u blizini!

Sa završenim ožičenjem vrijeme je za SOFTVER …

Korak 6: Softver

Trenutno imam osnovni softver za dobivanje svih postavki i prihvaćanje sigurnosnih kodova, međutim moj softver je nepotpun jer je lansirna rampa nedovršena! Uredit ću ovaj odjeljak i dodati sav svoj softver i objašnjenje za njega kad završim!

Svačiji softver bit će različit ovisno o tome što vaš kontroler radi. U ovom trenutku vaš kontroler počinje oživljavati! Preporučujem da istražite kako programirati svaku svoju komponentu, a zatim dizajnirati svoj softver s dijagramom toka. Ovdje možete vidjeti dijagram toka mog softvera za postavljanje, iako još nemam dijagram toka za softver za sekvencu pokretanja.

Najlakši način za rješavanje velikih količina softvera je planiranje. Što više planirate to je lakše. Započnite ožičenjem bilješki i napredujte do konačnog dijagrama toka koji prikazuje sve što vaš kontroler treba da uradi i kako se sistem koristi. Moja prikazuje ono što je prikazano na LCD ekranu, kao i način prelaska između odjeljaka. Nakon što osmislite svoj softver i znate programirati svaku komponentu, uzmite kavu i učinite mnogo toga što možete za jedno veče. Učinite to nekoliko noći i bit će učinjeno prije nego što znate! Forumi i web stranica Arduino postat će vam najbolji prijatelji u ovih nekoliko noći!

Moj najveći savjet, ovo će vam spasiti život! Kada postavljate svoje tipke/prekidače kao ulaze, morate koristiti ovaj dio koda: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Ako ne dodate '_PULLUP', vaši tasteri/prekidači će odskočiti i neće raditi. Ovo sam naučio na teži način i proveo 5 sati dodatnog rada samo na tome prije nego što sam shvatio svoju jednostavnu grešku.

Do kraja vašeg softvera trebali biste ga prenijeti najmanje 100 puta na testiranje, ali još je potrebno obaviti još testiranja …

Korak 7: Testiranje

Testiranje, testiranje, testiranje. Ključ za to da bilo koji projekt bude savršen i funkcionira kako treba. Ako nešto ne uspije, morat ćete pronaći problem, eventualno zamijeniti komponente, izvršiti ponovno ožičenje ili u najboljem slučaju samo promijeniti mali dio koda. Nijedan projekt nikada neće uspjeti savršeno iz prvog pokušaja. Samo ustrajte s tim dok ne završi i ne radi glatko.

Jednom kad savršeno funkcionira, spremni ste za upotrebu! U mom slučaju ovo je lansiranje raketa …

Korak 8: Pokrenite

Svi ste čekali neke slatke fotografije/video zapise za lansiranje! Žao mi je što sam vam ovo učinio, ali do prvog lansiranja ima još najmanje 3 mjeseca pauze. Moram napraviti lansirnu rampu i finalizirati svaki dio cijelog projekta. Trenutno imam 6 mjeseci i radim svaki dan od početka. To je apsolutno ogroman projekat!

Trenutno radim na velikom videu o tome kako sam napravio kontroler, kao i o tome šta radi i nekoliko demonstracija. Nadajmo se da će ovo biti na YouTubeu za tjedan dana!

S tim u vezi, možete pratiti moj napredak sve do prvog lansiranja i kroz sve početne greške i ugađanje. Radim na mnogim YouTube videozapisima u vezi projekta i stalno ih objavljujem na Twitteru i Instagramu. Dolaze neki veliki YouTube video zapisi o samoj raketi, lansirnoj rampi i naravno lansiranjima. Evo svih mojih računa …

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Moja nakaradna web stranica:

Želite naljepnicu?

Korak 9: Još jedan korak dalje !?

Kao što sam ranije rekao, još nisam završio! Još uvijek moram nabaviti bateriju, montirati je i napraviti posljednje naljepnice.

Međutim, imao sam mnogo drugih ideja o tome kako napraviti ovaj korak dalje!

• Raspberry Pi računar sa ekranom ugrađenim u poklopac kućišta
• Utikači za banane za pokretanje žičane sigurnosne kopije
• Vanjska antena na stativu
• Punjenje baterije sa utikačem na glavnoj ploči
• Programiranje sa utikačem na glavnoj ploči
• Ploča od pravih ugljeničnih vlakana
• Podržava stražnju ploču za prestanak savijanja

Izvinjavam se na nedostatku naprednih fotografija! Uzeti su mi na telefon jer nisam mislio uzeti mnogo.

Nadam se da će vas ovo inspirirati da napravite svoje! Volio bih vidjeti tvoj rad …