Overkill Model Rocket Launch Controller!: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Kot del velikega projekta, ki je vključeval model raket, sem potreboval krmilnik. Toda tako kot pri vseh mojih projektih se tudi jaz nisem mogel držati osnov in narediti ročnega krmilnika z enim gumbom, ki samo izstreli model rakete, ne, moral sem se zelo pretiravati in narediti čim bolj zapleteno in previsoko pomisli. Imel sem ideje, da bi bilo to še bolj na vrhu, vendar so bile te zamisli za 16 -letnega študenta nekoliko iz proračuna.

Po dolgih raziskavah in načrtovanju nisem mogel najti sredstev za "krmilne rakete za aktovke", saj niso ravno pogosta zadeva, zato sem jih moral oblikovati iz nič. Glavni del mojega celotnega projekta, sama raketa, je narejena iz ogljikovih vlaken in izgleda precej grdo, zato sem to temo želel nadaljevati do krmilnika in jeklene izstrelitvene ploščice (trenutno nepopolna).

Toda kaj počne ta krmilnik? Zakaj vam je uspelo?

No, moj model rakete ni ravno tipična raketa s plavutmi in osnovno izstrelitveno ploščadjo z vodilom. Namesto tega je raketa napolnjena z elektroniko po meri in opremo za nadzor vektorja potiska. Nadzor vektorja potiska ali TVC vključuje premikanje motorja znotraj rakete, da usmeri potisk in tako usmeri raketo na ustrezno pot. Vendar to vključuje GPS vodenje, ki je NEDOVOLJNO! Tako moja raketa uporablja TVC, da raketo drži super stabilno, pokončno z žiroskopom na računalniku za letenje, brez GPS opreme. Aktivna stabilizacija je zakonita, smernice ne!

Kakorkoli že skozi ta dolg uvod še vedno nisem razložil, kaj krmilnik počne! Izstrelitvena ploščad, kot sem že rekel, ni samo stojalo z vodilom, ampak zapleten sistem, napolnjen z elektroniko, mehanskimi deli, kot je prava izstrelitvena ploščad. Vključuje pnevmatski bat, ki umakne močan hrbet, sponke, ki držijo raketno podlago in zgornji del telesa, ter številne druge stvari, ki jih bom bolje razložil v prihodnjih videoposnetkih YouTube.

Krmilnik ne pošilja le vseh brezžičnih signalov za nadzor sistemov lansirnih ploščic in izstrelitev rakete, ampak mi omogoča tudi prilagajanje nastavitev izstrelitve. Ne glede na to, ali se dejansko zažene, ali pa ga zaradi statičnega požara motorja držite pritisnjenega na blazinico. Ne glede na to, ali imam aktiviran vlečni pnevmatski sistem z močnim hrbtom ali ne. Ali ima raketa stranske ojačevalce, kot je prikazano na Falcon Heavy. Ali pa moram preizkusiti brezžično povezavo med krmilnikom in lansirno ploščico. Vse to so le nekatere funkcije, ki jih ta krmilnik lahko opravlja.

Hitra opomba: To niso zadnje oznake, ker trenutno nimam dostopa do svojega običajnega rezalnika za vinil Roland GX-24. Tudi baterije še nimam, uporabljal bom standardni RC avtomobil/letalo LiPo, 11,1V in približno 2500mAh.

Preden začnemo z navodili po korakih, kako sem to naredil, bi rad vsem pojasnil, da se takšen krmilnik lahko uporablja za veliko več kot le za izstrelitev raket, odvisno od tega, za kaj ga naredite. Lahko bi upravljal brezžični rover, upravljal helikopter/brezpilotni letalnik, bil prilagojen prenosnemu računalniku ali igralnemu sistemu. Vaša domišljija je res meja. Če želite izdelati ta krmilnik, vam toplo priporočam, da oblikujete lastno shemo, postavitev stikala in vso svojo programsko opremo. Naj bo resnično VAŠ.

Nadgradnja!

Tukaj je nov videoposnetek YouTube o krmilniku!

Zaloge

Ker sem v Avstraliji, se bodo moji deli in povezave verjetno razlikovali od vseh vaših, zato vam priporočam, da opravite lastno raziskavo! Imam celoten seznam delov PDF vsega, kar sem tukaj uporabil. Priporočam tudi uporabo lastnih delov, da prilagodite krmilnik temu, kar potrebujete/želite!

Seznam osnovnih delov:

• Nekakšen primer
• Akrilna plošča
• Gumbi in stikala
• LCD zaslon, odčitavanje napetosti
• PLA filament
• 3D vinil iz ogljikovih vlaken
• Zvočnik in zvočni modul (če želite, da se pogovarja)

Orodja sem ohranila osnovno, lahko uporabite karkoli imate:

• Dremel z rezilom
• Vrtalnik
• Spajkalnik
• Vžigalnik za cigarete (za toplotno skrčljive cevi)
• Izvijač
• Klešče za nos
• Stiskalnik (za nanašanje vinilne folije in nalepk)
• Stanley nož (za rezanje akrila)

1. korak: Začnite

Kaj želim, da naredi moj krmilnik? Katere gumbe/stikala in funkcije potrebuje? Kako želim, da izgleda? Kakšen je proračun? To so vsa potrebna vprašanja, ki si jih morate zastaviti, preden se lotite te naloge. Zato začnite z beležko in zapišite ideje. Pomaga tudi pri raziskovanju obstoječih krmilnikov, morda boste našli le to zlato idejo.

Pomisliti morate na vsako posamezno funkcijo, ki jo mora izvesti vaš krmilnik, in na to, kakšne vrste gumbov/stikal boste zanjo potrebovali. V mojem primeru je šlo za nadzor več delov lansirne ploščadi in izstrelitev rakete. Zato sem potreboval stikala za nastavitve, način zagona zaporedja izstrelitve, varnostne kode, s katerimi bi zagotovil, da nihče drug ne more izstreliti rakete in nekatere druge manjše stvari.

Moj velik gumb za zaustavitev v sili je bil bistven za mojo obliko krmilnika! Krmilnik zažene 15 -sekundno odštevanje, med katerim se lansirna ploščad pripravi na izstrelitev rakete. Kadar koli v teh 15 sekundah lahko pride do neke vrste nevarnosti, velika rdeča tipka prekine vso moč krmilnika in prepreči, da bi vsi brezžični signali prišli do izstrelitvene ploščice, ter zagon rakete NE MOŽE.

Potrebujem tudi način za nadzor zunanje 12V vrtljive luči, Arduino lahko oddaja samo 5V signal, zato je bil za to nalogo uporabljen MOSFET. MOSFET je bil uporabljen tudi za ustvarjanje vezja za vžig raketnega motorja z žično povezavo z regulatorjem. Če na dan izstrelitve nekaj ne deluje z brezžičnim upravljanjem, lahko povežem vžigalne vodi do krmilnika za izstrelitev rakete.

Ko veste, kaj mora vaš krmilnik narediti, je čas, da ustvarite vezje vseh komponent in ugotovite, kako jih boste postavili na glavni plošči …

Korak: Postavitev in ožičenje

Dobra postavitev komponent je bistvena za vsestranskost in uporabnost, pa tudi za estetiko, kar me iskreno zanima. To pojasnjuje, zakaj je antena pred gumbom za zaustavitev v sili? To postavitev sem našel tako, da sem iz ohišja dobil prvotno peno in po njej premikal komponente, dokler nisem bil zadovoljen s svojim videzom. Preostali odprt prostor na sredini je namenjen nekaterim domišljijskim nalepkam, vendar kot sem že rekel, trenutno nimam dostopa do rezalnika za vinil, zato imam zraven nalepko z logotipom projekta.

Ko oblikujete to postavitev, označite lise sestavnih delov na akrilni plošči skupaj z dimenzijami lukenj in obrisi plošč, to bomo v naslednjem koraku razrezali. Uporabil sem 3 mm akril.

Ko poznate vse komponente, ki jih potrebujete, in kam gredo, boste morali ustvariti neko obliko sheme ali tabele, kamor vse povezave gredo. Tukaj je moja tabela pin in moja shema. Ne kopirajte mojih dokumentov, saj bodo moje komponente drugačne od vaših, zato bodo povezave drugačne, vendar vas vabimo, da moje brezplačno uporabite kot vodilo. Shema je bila narejena samo za ta Instructables, saj sem za izdelavo svojega krmilnika uporabil samo pin tabelo, zato je shema hitra in lahko pride do napak! Če želite kopijo datoteke Fritzing, mi pošljite sporočilo na katerem koli od mojih računov v družabnih medijih in poslal vam jo bom še enkrat brezplačno!

Pri načrtovanju ožičenja boste morali upoštevati, koliko zatičev imate na svojem Arduinu (priporočam Arduino Mega ali Arduino Mega Pro). Prav tako boste morali raziskati svoje komponente in preveriti, ali obstajajo kakšni posebni zatiči, na primer, morda imate komponente SPI ali I2C, ki potrebujejo posebne zatiče. Ko najdete natančne nožice, ki jih določene komponente potrebujejo, lahko preostale digitalne in analogne zatiče napolnite z drugimi vhodi in izhodi, kot so stikala, gumbi, LED, zvočniki in MOSFET -i.

Vsi dokumenti so na voljo na mojem izvirnem spletnem mestu:

Ko je vse to načrtovanje končano, se lotite zabavnih stvari …

3. korak: Rezanje

Čas je, da izrežete glavno akrilno ploščo in nato izrežete vse luknje za komponente! Bodite previdni, kmalu boste naredili veliko zmedo! Prepričajte se, da ste označili vsak rez in se prepričajte, da so pravilni. Odrežete lahko več materiala, vendar ga ne morete dodati nazaj, ko ga ni več … no, vseeno ne zelo lepo! Naredil sem napako pri rezanju glavne plošče, nisem dovolj zadel črte z nožem Stanley in mi je odvzelo preveč materiala, ko sem jo zaskočil, na srečo se je to zlahka zakrilo z vrzeljo za dvig plošče.

Za rezanje oblike glavne plošče sem vlekel jekleno ravnilo vzdolž robnih linij in vlekel in Stanleyjev nož vzdolž črte, dokler nisem prišel do polovice plošče, to je trajalo DOLgo časa. Nato sem akril pritrdil na mizo z rezalno črto na robu mize in delom, ki ga želim na mizi. Košček, ki se je podal čez rob, se je nato z lahkoto odrezal, vendar je pustil nekaj bodečih robov. Za grobo čiščenje teh robov sem uporabil kladivo, nato pa Dremel z brusnim kosom, da so gladki. Moj kovček ima zaobljene vogale, zato sem moral zaokrožiti vogale akrila z Dremelom, pri čemer sem za začetek uporabil rezalno konico in končal z brusnim nastavkom.

Ko dobite obris plošče, lahko uporabite kombinacijo rezalnega lista Dremel in vrtalnika, da izrežete vse luknje na plošči. Veliki krogi so bili narejeni z mnogimi majhnimi rezi Dremel, pravokotniki in kvadrati so bili izrezani z Dremelom in izvrtane majhne luknje. Vse te luknje lahko nato očistite z pilico, brusnim papirjem in brusilnim brusilnikom Dremel.

Čas je, da z vinilnim ovojem očistite vse razpoke ali grobe robove …

4. korak: Zavijte in namestite

Na eBayu sem kupil super poceni vinilno folijo iz ogljikovih vlaken, ki je pokrila celotno ploščo, prava ogljikova vlakna bi bila predraga in zelo umazana, vendar sem razmislila. Odrežite kos vinila, nekoliko večjega od plošče, ne glede na to, ali je iz ogljika, lesa ?, sijajno črne barve ali pa jo preprosto pobarvate! Odvisno je od vaših želja. Nato previdno odlepite majhno količino lepilnega pokrova in ga začnite nanašati na desko. Med odstranjevanjem mehurčkov uporabite otiralnik. Previdno položite vinil in ga tesno ovijte po robovih. Odvisno od kakovosti vašega vinila boste morda morali dodati nekaj dodatnega lepila! Če ste zelo zahtevni, boste morda želeli tudi rahlo zmehčati vinil s sušilcem za lase ali toplotno pištolo, da dobite super gladke vogale.

Ko to storite, je čas, da odrežete vse vinile, ki pokrivajo luknje za vaše komponente. Pazite, da ne pokvarite svojega čudovitega vinila!

Zdaj lahko vse komponente namestite na njihovo mesto. Sestavni deli morda potrebujejo matice, vijake, lepilo/epoksi ali torno okovje. Na splošno je večina komponent dovolj enostavna. Moj daljinsko oddajni modul NRF24 je sedel pod kotom v luknji, zato sem dodal podložko in jo je lepo poravnalo. Ta del je bilo treba držati z epoksidom, zato sem nekaj hitro premešal, ZUNAJ!

Ko sem zaprl ohišje, sem potreboval mesto za shranjevanje antene NRF24, zato sem se odločil, da ne bom izgubil, da naredim 3D natisnjen posnetek, ki se privije v ploščo. Ta posnetek je na voljo na Thingiverse tukaj!

Ker je vaša plošča videti popolna (razen nalepk, ki jih boste morda želeli dodati), je čas, da jo obrnete in začnete ožičenje …

5. korak: Spajkanje in ožičenje

Vsaka od mojih žic je spajkana na komponente in nato speljana v Arduino, kjer so priključene z moškimi zatiči glave. Te žice sem moral izdelati po meri, tako da sem odrezal vtiče z mostičnih žic, jih spajkal na ustrezno dolžino žice in jih nato izoliral s toplotno skrčljivo cevjo. Preden začnete spajkati, mikro krmilnik namestite na zadnjo stran plošče, da boste lahko ustrezno načrtovali dolžine žic. Priporočam, da svoje žice podaljšate, kot je potrebno, kar vam pomaga, da jih lepo uredite, ko je vse končano. Morda imate tudi majhne komponente, kot so upori, vijačni spoji in MOSFET -i, ki jih spajkate na kakšno perf ploščo.

Ko so vaše žice spajkane, jih lahko vse priključite na njihove Arduino zatiče in nato s kabelskimi vezicami poskusite narediti vse lepše. Ta postopek traja dolgo, vendar je vreden in zelo zadovoljen!

Zvočnik v 3D tiskanem ohišju je namenjen prihodnji nadgradnji, ki vključuje predvajanje datotek.wav in ustvarjanje zvokov za pogovor/predvajanje.

Celoten postopek mi je vzel več kot dva dni, saj je izdelava žic po meri in izolacija vsake povezave izjemno dolgotrajna! Vklopite le glasbo, vzemite prigrizke in začnite spajkati. Poskrbite, da bo vaša shema blizu!

Ko je ožičenje končano, je čas za PROGRAMSKO OPREMO …

6. korak: Programska oprema

Trenutno imam osnovno programsko opremo za vse nastavitve in sprejem varnostnih kod, vendar moja programska oprema ni popolna, ker je lansirna plošča nedokončana! Ta razdelek bom uredil in dodal vso svojo programsko opremo ter njeno razlago, ko bom končal!

Programska oprema vsakogar bo drugačna, odvisno od tega, kaj bo naredil vaš krmilnik. Na tej točki začne krmilnik oživljati! Priporočam, da raziščete, kako programirati vsako svojo komponento, nato pa oblikovati svojo programsko opremo z diagramom poteka. Tukaj si lahko ogledate diagram poteka programske opreme za namestitev, čeprav še nimam diagrama poteka za programsko opremo za zaporedje zagona.

Najlažji način za reševanje velikih količin programske opreme je načrtovanje. Bolj ko ga načrtujete, lažje je. Začnite tako, da povežete zapiske in napredujete do končnega diagrama poteka, ki prikazuje vse, kar mora vaš krmilnik narediti, in kako krmarite po sistemu. Moj prikazuje, kaj je prikazano na LCD -zaslonu, in kako priti med odseki. Ko oblikujete svojo programsko opremo in znate programirati vsako komponento, si privoščite kavo in v enem večeru naredite čim več. Naredite to nekaj noči in to bo storjeno, preden se zavedate! Forumi in spletna stran Arduino bodo v teh nekaj nočeh postali vaš najboljši prijatelj!

Moj največji nasvet, to vam bo rešilo življenje! Ko nastavljate gumbe/stikala kot vhode, morate uporabiti ta del kode: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Če ne dodate '_PULLUP', se bodo vaši gumbi odklonili in ne bodo delovali. Tega sem se naučil na težji način in sam porabil 5 ur dodatnega dela, preden sem spoznal svojo preprosto napako.

Do konca programske opreme bi jo naložili vsaj 100 -krat za testiranje, vendar je treba opraviti še več preizkusov …

7. korak: Testiranje

Testiranje, testiranje, testiranje. Ključ do popolnosti in uspešnosti katerega koli projekta. Če nekaj ne deluje, boste morali izslediti težavo, morda zamenjati komponente, narediti novo ožičenje ali v najboljšem primeru samo spremeniti košček kode. Noben projekt v prvem poskusu ne bo deloval brezhibno. Vztrajajte pri tem, dokler ne konča in nemoteno deluje.

Ko enkrat deluje, ste pripravljeni na uporabo! V mojem primeru gre za izstrelitev raket …

8. korak: Zagon

Vsi ste čakali na nekaj sladkih predstavitvenih fotografij/video posnetkov! Oprostite, ker sem vam to storil, vendar je do prvega zagona še vsaj 3 mesece prostega časa. Moram narediti začetno ploščad in dokončati vsak del celotnega projekta. Trenutno sem v 6 mesecih in delam vsak dan od začetka. To je absolutno ogromen projekt!

Trenutno delam na velikem videu o tem, kako sem naredil krmilnik, pa tudi o tem, kaj počne, ter nekaj predstavitev. Upajmo, da bo to v enem tednu na YouTubu!

S tem lahko spremljate moj napredek vse do prvega zagona in skozi vse začetne napake in uglaševanje. Delam na številnih videoposnetkih YouTube v zvezi s projektom in nenehno objavljam na twitterju in Instagramu. Prihaja nekaj velikih videoposnetkov v YouTubu v zvezi z raketo, lansirno ploščadjo in seveda izstrelitvami. Tu so vsi moji računi …

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Moje Dodgy spletno mesto:

Želite nalepko?

9. korak: korak naprej !?

Kot sem že rekel, še nisem končal! Še vedno moram vzeti baterijo, jo namestiti in narediti zadnje nalepke.

Vendar sem imel veliko drugih idej, kako narediti ta korak dlje!

• Računalnik Raspberry Pi z zaslonom, vgrajenim v pokrov ohišja
• Banana vtiči za žično varnostno kopiranje
• Zunanja antena na stojalu
• Polnjenje baterije z vtičem na glavni plošči
• Programiranje z vtičem na glavni plošči
• Prava plošča iz ogljikovih vlaken
• Podpora za ploščo za ustavitev upogibanja

Opravičujem se za pomanjkanje naprednih fotografij! Posneli so jih na moj telefon, saj si jih nisem mislil vzeti veliko.

Upam, da vas to navdihuje, da naredite svoje! Rad bi videl tvoje delo ….