Overkill Model Rocket Launch Pad!: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Egy ideje közzétettem egy Instructables bejegyzést az „Overkill Model Rocket Launch Controller” -ről, egy YouTube -videóval együtt. Egy hatalmas rakétamodell -projekt részeként készítettem, ahol mindent a lehető legmesszebbre teszek, hogy minél többet megtanuljak az elektronikáról, a programozásról, a 3D nyomtatásról és az egyéb gyártási formákról. Az Instructables bejegyzés nagyon népszerű volt, és úgy tűnt, hogy tetszik az embereknek, ezért úgy döntöttem, érdemes csinálni egyet az új overkill indítópultomról!

Egy tipikus rakétaindító modell egy sínből áll, amely vezeti a rakétát, és egy alapszerkezetből, amely tartja. De ahogy megpróbálom a dolgokat a lehető túlzásba vinni, tudtam, hogy nem lehet sín. Sok kutatás után találtam pár modell rakétaindító padot, amelyek hasonlítanak a valódi kilövőpályákhoz, bár fából készültek és elég rendetlenek voltak.

Elkezdtem tehát ötletelni, hogyan tehetném az enyémet a világ legfejlettebbé és bonyolultabbá. Úgy döntöttem, hogy egyetlen ötlet sem „túl őrült” vagy „lehetetlen egy 16 éves számára”, ezért minden megfizethető ötletet leírtak és létrehoztak. Már az elején eldöntöttem, hogy folytatni akarom a badass témát, amely a rakétámon és a vezérlőmön látható, így az acélváz és az alumínium lemezek minden bizonnyal az utat jelentik.

De Eddy, mi az indítópult és mit tesz, ami annyira mássá teszi?

Nos, a modellrakétám nem egy tipikus uszonyos rakéta. Ehelyett a rakéta tele van egyedi elektronikával és tolóerő -szabályozó berendezésekkel. A tolóerő -szabályozás vagy a TVC magában foglalja a motor mozgatását a rakéta belsejében, hogy irányítsa a tolóerőt, és ezáltal a rakétát a megfelelő pályára terelje. Ez azonban magában foglalja a GPS -irányítást, ami ILLEGÁLIS! Tehát a rakétám a TVC -t használja, hogy a rakéta szuper stabil legyen függőleges helyzetben, giroszkóppal a repülési számítógépen, nincs GPS -berendezés. Az aktív stabilizálás törvényes, az útmutatás nem!

E hosszú bevezető után még mindig nem magyaráztam el, hogy valójában mit tesz a pad és milyen tulajdonságai vannak! A kilövőpad nem egyszerű sín, hanem nagyon összetett rendszer, tele mechanikus alkatrészekkel, elektronikával és pneumatikával. A cél az volt, hogy hasonlítson egy valódi indítópulthoz, amely sok funkciót megmagyaráz. A párna pneumatikus dugattyút tartalmaz, amely visszahúzza az erős hátlapot, 3D nyomtatott felső bilincsek és alapbilincsek, vezeték nélküli kommunikáció a vezérlővel, sok RGB világítás (természetesen!), Acélkeret, alumínium ellenőrző lemez, amely lefedi az alapot, csiszolt alumínium oldalak, lángárok és több egyedi számítógép, amelyek mindent irányíthatnak.

Hamarosan közzéteszek egy YouTube -videót az indítópultról, valamint sok más videót az általam készített dolgokról, amelyek az első, körülbelül 2 hónapos bevezetésig készültek. Egy másik fontos dolog, amit meg kell jegyeznem, hogy ez az Instructables bejegyzés kevésbé lesz útmutató, inkább az én folyamatom, és elgondolkodtató.

Kellékek

Mivel Ausztráliában élek, a részeim és a linkjeim valószínűleg eltérnek a tiédtől, javaslom, hogy végezd el a saját kutatásaidat, hogy megtaláld a projektednek megfelelőt.

Az alapok:

Anyag a keret építéséhez (fa, fém, akril stb.)

Gombok és kapcsolók

PLA szál

Sok M3 csavar

Elektronika

Bármilyen eszközt használhat, de főleg ezt használom:

Forrasztópáka

Fúró

Szivargyújtó (zsugorcsövekhez)

Cseppfűrész

MIG hegesztő

Fogó

Csavarhúzók

Multiméter (ez életmentő volt számomra!)

1. lépés: Első lépések

Mit kell tennie az indítópultnak? Milyennek kell kinéznie? Hogyan tudnám rávenni erre? Mi a költségvetés? Ezek mind rendkívül fontos kérdések, amelyeket fel kell tennie magának, mielőtt elkezdené ezt a feladatot. Kezdje tehát papír beszerzésével, vázlatok rajzolásával és ötletek felírásával. Ha sok kutatást végez, az is sokat segíthet, talán csak azt az arany ötletet adja, ami sokkal jobbá teszi!

Miután mindent átgondolt, amit szeretne, ossza szét szakaszokra, hogy ne legyen olyan lehengerlő. A fő hat részem a fémmegmunkálás, az alapbilincsek, a pneumatika, a szoftver, az elektronika és a világítás volt. Szakaszokra bontva sorrendben tudtam megtenni a dolgokat, és fontossági sorrendbe helyezni azt, amit a leghamarabb meg kell tenni.

Győződjön meg arról, hogy mindent rendkívül jól megtervez, és készítsen diagramokat minden rendszerről, hogy megértse, hogyan fog működni minden. Ha már tudja, mit kell tennie, és hogyan fogja csinálni, itt az ideje elkezdeni az építését!

2. lépés: Fémmegmunkálás

Úgy döntöttem, hogy ez az indítópult remek alkalom lesz arra, hogy egy kicsit megismerkedjek a fémmunkával, ezért ezt tettem. Az acélszerkezet megtervezésével és az összes méret megadásával kezdtem. Eléggé alapkeretet választottam, bár úgy döntöttem, hogy a végeket 45 fokra vágom, bárhol is legyen 90 fokos kanyar, csak hogy egy kicsit többet tanuljak és több tapasztalatot szerezzek. A végső kialakításom az alapkeret volt, a csuklópántra erősített erős hátú. Ezután alumínium borítja és szegélycsíkokkal, hogy egy kicsit rendesebb legyen. Tartalmazna továbbá egy acélcsőből készült lángárkot, amelynek a végén mintegy 45 fokos vágások vannak, így a láng enyhe szögben jön ki.

Először azzal vágtam le a keret összes darabját, majd összehegesztettem. Gondoskodtam arról, hogy kívülről ne legyenek hegesztések, különben az alumínium lemezek nem illeszkednek a kerethez. Sok szorítás és mágnes után sikerült a keretet egyenesen hegeszteni. Ezután nagy alumínium ollóval méretre vágtam az összes alumíniumlemezt, és néhány bádogvágóval levágtam a szegélycsíkokat. Miután ez megtörtént, mindent a helyére csavartak, ami nehezebbnek bizonyult, mint vártam.

Az erőshátú acél és alumínium szegélyeket ezután feketére festették, és az erős hátlapot a csuklópántjára szerelték fel. Végül néhány egyszerű acélkonzol készült a dugattyúhoz, amely lehetővé tette, hogy visszahúzza az erős hátlapot, és elforduljon a forgáspontjában.

3. lépés: Alapbilincsek

Miután elkészült a fő keret, és a párna kezdett kinézni valaminek, úgy döntöttem, szeretném elérni, hogy a lehető leghamarabb tartsa a rakétát. Tehát az alapbilincsek és a felső bilincsek voltak a listán.

Az alapbilincseknek meg kellett tudniuk tartani a rakétát tolóerő alatt, majd a pontos időpontban ki kell engedni. Körülbelül 4,5 kg tolóerő mellett a rakéta megsemmisítené az sg90 szervomotorokat, amelyeket az alapbilincseken használnak. Ez azt jelentette, hogy létre kell hoznom egy mechanikus konstrukciót, amely minden feszültséget elvezet a szervóból, és helyette egy szerkezeti részen keresztül. Ezután a szervónak képesnek kellett lennie arra, hogy könnyen visszahúzza a bilincset, hogy a rakéta fel tudjon emelkedni. Úgy döntöttem, hogy inspirációt merítek egy haszontalan dobozból ehhez a kialakításhoz.

A szervókat és a mechanikus részeket is teljesen le kellett fedni, hogy ne kerüljenek közvetlen érintkezésbe a rakéták kipufogójával, ezért az oldalsó és a felső burkolatok készültek. A felső burkolatnak el kellett mozdulnia, hogy bezárja a „dobozt”, amikor a bilincs visszahúzódott, egyszerűen néhány gumiszalaggal lehúztam. Bár húzáshoz használhat rugókat vagy más mechanikus alkatrészt is. Az alapbilincseket ezután egy állítható sínre kellett felszerelni a kilövőpultra, hogy helyzetük finomhangolható legyen, és potenciálisan más rakétákat is el tudnak tartani. Az alkalmazkodóképesség fontos volt az alapbilincseknél.

Az alapbilincsek nagyon nagy kihívást jelentettek számomra, mivel nincs tapasztalatom a mechanikus alkatrészekkel kapcsolatban, és minden szükséges ahhoz, hogy a 0,1 mm -es tűréshatárok zökkenőmentesen működjenek. Négy napig tartott a szorítás kezdetétől az első teljesen működőképes bilincs megszerzéséig, mivel sok CAD és prototípus volt a zökkenőmentes működésükhöz. Ekkor még egy hét volt a 3D nyomtatás, mivel minden bilincs 8 részből áll.

Később, amikor telepítettem a pad számítógépet, rájöttem, hogy csak egy Arduino tűt terveztem a négy szervó vezérlésére. Ez végül nem működött, és feszültségszabályozó problémáim is voltak, ezért készítettem egy "szervo számítógépet", amely az indítópult alatt található, és vezérli a bilincseket. A szabályozókat ezután a párnák alumínium lapjaira szerelték fel, hogy nagy hűtőbordaként használják. A szervokomputer a MOSFET -ekkel is be- és kikapcsolja a szervók áramellátását, így nincsenek állandó feszültség alatt.

4. lépés: Felső bilincsek

Hetekig tartó munka után az alapbilincseken és a kapcsolódó elektronikán ideje volt újabb bilincseket készíteni! A felső bilincsek nagyon egyszerű kialakításúak, bár nagyon gyengék, és a jövőben minden bizonnyal korszerűsítésre kerülnek. Ezek csak egy egyszerű konzolok, amelyek felcsavarják az erős hátlapot és megtartják a szervomotorokat. Ezekre a szervomotorokra vannak felszerelve azok a karok, amelyekhez szervo kürt van ragasztva, epoxival. E karok és a rakéta között néhány kicsi, ívelt darab található, amelyek forognak és a rakéták formájára formálják magukat.

Ezeknél a bilincseknél a kábelek lefutnak az erős hátlapon, és a vezérlő fő számítógépbe. Egy hozzáfűznivaló, hogy sokáig tartott a szoftver nyitott és zárt helyzetének finomhangolása, mivel próbáltam nem leállítani a szervókat, de továbbra is biztonságosan tartani a rakétát.

A bilincsek megtervezéséhez 2D nézetet rajzoltam a rakéta tetejéről és az erős hátúról, a pontos méretekkel. Ezután meg tudtam tervezni a karokat a megfelelő hosszúságra, a szervókat pedig a megfelelő szélességre, hogy tartsák a rakétát.

5. lépés: Világítás

A lépések nagy része innen valójában nincs sorrendben, alapvetően bármit megtehettem, amit aznap vagy héten éreztem. Ugyanakkor mindig csak egy szakaszra koncentráltam. Az indítópult 8 RGB LED -et tartalmaz, amelyek három Arduino csaphoz vannak csatlakoztatva, vagyis mindegyik ugyanolyan színű, és nem külön címezhetők. Ennek a sok RGB LED -nek a bekapcsolása és vezérlése nagy feladat volt, mivel minden LED saját ellenállást igényel. A másik probléma az volt, hogy túl sok áramot húznának, ha színenként egy Arduino tűn lennének, ezért külső feszültségforrásra volt szükségük, a megfelelő feszültségre szabályozva.

Mindehhez készítettem egy másik számítógépet, a „LED táblát”. Akár 10 RGB LED -et is képes táplálni, amelyek mindegyike saját ellenállással rendelkezik. Mindezek áramellátásához tranzisztorokat használtam, hogy áramot vegyek a szabályozott feszültségről, és bekapcsoljam a színeket, ahogy akartam. Ez lehetővé tette számomra, hogy továbbra is csak három Arduino tűt használjak, de ne húzzak túl sok áramot ahhoz, hogy megsüljön a tábla.

Minden LED egyedi 3D nyomtatott zárójelben van, amely a helyén tartja őket. Rendelkeznek egyedi készítésű Dupont kábelekkel is, amelyek a LED -panelhez csatlakoznak, és szépen vezetik az indítópult szerkezetét.

6. lépés: Penumatika

Mindig is érdekelt a pneumatika és a hidraulika, bár sosem értettem teljesen a rendszerek működését. Olcsó dugattyú és olcsó szerelvények vásárlásával megismerhettem a pneumatika működését és alkalmazhattam azokat a saját rendszeremre. A cél az volt, hogy a pneumatikus dugattyúval simán visszahúzzák az erős hátlapot.

A rendszerhez légkompresszor, áramláskorlátozó, légtartály, szelepek, nyomáscsökkentő szelep és egy sor szerelvény szükséges. Néhány okos tervezéssel és egy csomó egyedi 3D nyomtatott zárójelekkel alig tudtam beilleszteni mindezt a párna belsejébe.

Az általam tervezett rendszer meglehetősen alapvető volt. A légkompresszoros szivattyú megtölt egy légtartályt, és nyomásmérővel (30 PSI cél) nyomásmérőt használnak. Nyomáscsökkentő szelepet használnának a tartályok nyomásának, biztonságának és a levegő felszabadítására, amikor nem használják. Amikor az erőshátú készen áll a visszahúzódásra, a számítógép mágnesszelepet aktivál, levegőt engedve a dugattyúba, és visszanyomja azt. Ezt a visszahúzó mozgást az áramláskorlátozókkal lehet lelassítani.

A légtartályt jelenleg nem használják, mivel még nem rendelkezem hozzá szükséges szerelvényekkel. A tartály csak egy régi, kicsi tűzoltó készülék, és nagyon egyedi illeszkedési méretet használ. És igen, ez egy 2 kg -os súlyzó, ha nem lenne ott, a párna megbillenne, amikor az erős hátú visszahúzódik.

7. lépés: Elektronika

A legfontosabb rész, a fő rész és a végtelen problémákkal foglalkozó rész. Mindent elektronikusan vezérelnek, de néhány egyszerű, de buta NYÁK -tervezés és sematikus hibák rémálmokat okoztak. A vezeték nélküli rendszer továbbra is megbízhatatlan, bizonyos bemenetek hibásak, zaj van a PWM vonalakban, és egy csomó funkció, amit terveztem, nem működik. A jövőben újra fogom készíteni az összes elektronikát, de egyelőre élni fogok vele, mert kíváncsi vagyok az első bevezetésre. Ha teljesen autodidakta, 16 éves, végzettség és tapasztalat nélkül, akkor a dolgok biztosan elromlanak és kudarcot vallanak. De a kudarc az, ahogyan tanulsz, és sok hibám eredményeként sokat tanulhattam és tovább tudtam fejleszteni a készségeimet és tudásomat. Arra számítottam, hogy az elektronika körülbelül két hetet vesz igénybe, 2,5 hónap után még mindig alig működik, ennyire csúnyán megbuktam.

Távol a minden problémától, beszéljünk arról, hogy mi működik, és mi volt/volt célja. A számítógépet eredetileg sokféle célra tervezték. Ide tartozik a LED vezérlés, a szervo vezérlés, a szelepvezérlés, a gyújtásvezérlés, a vezeték nélküli kommunikáció, az üzemmódváltás külső bemenetekkel, valamint az akkumulátor és a külső tápellátás közötti váltás lehetősége. Ennek nagy része nem működik, vagy hibás, bár a Thrust PCB jövőbeli verziói javítani fognak ezen a helyzeten. 3D nyomtatott egy borítót is a számítógéphez, hogy megállítsam a közvetlen érintkezést a kipufogóval.

Hatalmas forrasztás történt az egész folyamat során, amikor két fő számítógépet, egy szervo számítógépet, két LED táblát, sok kábelezést és egyedi Dupont kábelt készítettem. Mindent megfelelően szigeteltek hőre zsugorodó csövekkel és elektromos szalaggal, bár ez nem akadályozta meg a rövidzárlat kialakulását!

8. lépés: Szoftver

Szoftver! Az a rész, amelyről mindig beszélek, de nem szívesen adom ki ebben a szakaszban. Végül minden projekt szoftver megjelenik, de egyelőre tartom magam hozzá.

Nagyon bonyolult és hosszadalmas szoftvert terveztem és gyártottam, hogy tökéletesen illeszkedjen a vezérlőhöz. Bár a vezeték nélküli hardverproblémák arra kényszerítettek, hogy a szoftvert rendkívül alapvetővé tegyem. Most a párna bekapcsol, beáll és a bilincsek tartják a rakétát, és vár egy jelre a vezérlőtől, amely azt mondja, hogy kezdje meg a visszaszámlálást. Ezután automatikusan megy keresztül a visszaszámláláson, és elindul anélkül, hogy a jelzéseket és nyomon követési jeleket fogadná. Így használhatatlanná válik a vezérlő E-stop gombja! Nyomhatja meg, de ha a visszaszámlálás elindul, nincs megállás!

Legfőbb prioritásom a vezeték nélküli rendszer javítása az első indítás után. Bár körülbelül másfél hónapnyi munka (elméletileg) és több száz dollár szükséges, ezért nem javítom most. Már majdnem egy éve, hogy elkezdtem a projektet, és megpróbálom a rakétát az égbe juttatni az egyéves évfordulón vagy azt megelőzően (október 4.). Ez arra kényszerít, hogy részben hiányos földi rendszerekkel induljak, bár az első indítás mindenesetre inkább a rakéták teljesítményére összpontosít.

A jövőben frissítem ezt a részt, hogy tartalmazza a végső szoftvert és a teljes magyarázatot.

9. lépés: Tesztelés

Tesztelés, tesztelés, tesztelés. SEMMI, amit soha nem teszek tökéletesnek, első próbálkozáskor, így tanulok! Ebben a szakaszban kezd füstöt látni, minden leáll, vagy a dolgok elpattannak. Csak a türelem, a probléma megtalálása és a megoldás módja. A dolgok tovább tartanak, mint várták, és drágábbak lesznek, mint gondolta, de ha tapasztalatlan túlgyártó rakétát szeretne építeni, akkor ezt csak el kell fogadnia.

Miután minden tökéletesen és zökkenőmentesen működik (az enyémmel ellentétben) készen áll a használatra! Az én esetemben elindítom a túlzott teljesítményű modellrakétámat, amelyen az egész projekt alapul…

10. lépés: Indítsa el

Aki emlékszik az utolsó Instructables bejegyzésemre, tudja, hogy ez az a pont, ahol cserbenhagytalak. A rakéta még mindig nem indult el, mivel hatalmas projektről van szó! Jelenleg október 4 -ét célozom, bár meglátjuk, betartom -e ezt a határidőt. Előtte sokkal több dolgot kell elintéznem, és rengeteg tesztet kell elvégeznem, vagyis több Instructables bejegyzés és YouTube -videó is készül az elkövetkező két hónapban!

De amíg vársz az édes bemutató felvételekre, miért nem követed a fejleményeket, és megnézed, hol vagyok mindennel:

YouTube:

Twitter (napi frissítések):

Instagram:

A vezérlő utasításai:

Furcsa webhelyem:

Matricák:

Jelenleg az indítópult videóján dolgozom, amely néhány héten belül (remélhetőleg) megjelenik a YouTube -on!

11. lépés: Egy lépéssel tovább !?

Nyilvánvalóan még hosszú út áll előttem, amíg minden úgy működik, ahogyan szeretném, bár már van egy lista a jövőbeli ötleteimről, hogyan tudnám jobbá és túlzásba vinni! Valamint néhány fontos frissítés.

- Erősebb felső bilincsek

- Erős hátú csillapítás

- Vezetékes biztonsági mentés (amikor a vezeték nélküli kapcsolat fájdalmas)

- Külső áramellátás opció

- Megjelenítési mód

- Indítsa el a köldökzsinórt

- És természetesen oldja meg az összes jelenlegi problémát

A jelenlegi problémákról szólva:

- Hibás vezeték nélküli rendszer

- MOSFET problémák

- PWM zaj

- 1 irányú erős hátú működtetés

Köszönöm, hogy elolvastad a hozzászólásomat, remélem, nagyszerű inspirációt kapsz tőle!