Overkill Model Roket Fırlatma Kontrol Cihazı!: 9 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Model roketleri içeren büyük bir projenin parçası olarak bir kontrolöre ihtiyacım vardı. Ancak tüm projelerimde olduğu gibi, sadece temel bilgilere bağlı kalamaz ve sadece bir model roket fırlatan elde taşınan tek düğmeli bir kontrol cihazı yapamazdım, hayır, aşırı derecede aşırıya kaçmak ve mümkün olduğunca karmaşık ve en üstte yapmak zorunda kaldım. düşün. Bunu daha da üst düzeye çıkarmak için fikirlerim vardı, ancak bu fikirler 16 yaşındaki bir öğrenci için bütçeyi biraz aşıyordu.

Çok fazla araştırma ve planlamadan sonra 'evrak çantası roket kontrolörleri' konusunda herhangi bir kaynak bulamadım çünkü bunlar tam olarak yaygın bir ürün değil, bu yüzden sıfırdan kendim tasarlamam gerekiyordu. Tüm projemin ana parçası olan roketin kendisi karbon fiberden yapıldı ve oldukça kötü görünüyor, bu yüzden bu temayı kontrolöre ve çelik fırlatma rampasına (şu anda eksik) kadar devam ettirmek istedim.

Ama bu kontrolör ne yapıyor? Neden başardın?

Benim model roketim tam olarak kanatları olan tipik bir roket ve kılavuz raylı temel bir fırlatma rampası değil. Bunun yerine roket, özel elektronik ve itme vektörü kontrol ekipmanı ile doldurulur. İtki vektörü kontrolü veya TVC, itme gücünü yönlendirmek ve dolayısıyla roketi uygun yörüngeye yönlendirmek için motorun roketin içinde hareket ettirilmesini içerir. Ancak bu, YASAL OLMAYAN GPS yönlendirmesini içerir! Bu yüzden roketim, uçuş bilgisayarında bir jiroskopla, GPS ekipmanı olmadan roketin süper sabit durmasını sağlamak için TVC kullanıyor. Aktif stabilizasyon yasaldır, rehberlik değildir!

Her neyse, bu uzun girişte hala kontrolörün ne yaptığını açıklamadım! Fırlatma rampası daha önce de söylediğim gibi sadece kılavuz raylı bir stant değil, gerçek bir fırlatma rampası gibi elektronik ve mekanik parçalarla dolu karmaşık bir sistem. Güçlü sırtı geri çekmek için pnömatik bir piston, roketin tabanını ve üst gövdesini tutan kıskaçlar ve ileriki YouTube videolarında daha iyi anlatacağım daha birçok şey içerir.

Kontrolör, fırlatma rampaları sistemlerini kontrol etmek ve roketi fırlatmak için tüm kablosuz sinyalleri göndermekle kalmıyor, aynı zamanda fırlatma ayarlarını yapmama da izin veriyor. Motorun statik bir şekilde ateşlenmesi için gerçekten başlatılıyor mu yoksa sadece pede basılı mı tutuluyor. Geri çekilebilir geri çekilebilir pnömatik sistemi etkinleştirip etkinleştirmediğim. Roketin Falcon Heavy'de görüldüğü gibi yan güçlendiricileri var mı? Yoksa kontrolör ve fırlatma rampası arasındaki kablosuz bağlantıyı test etmem gerekiyor mu? Bunların hepsi, bu denetleyicinin yapabileceği işlevlerden sadece birkaçı.

Kısa not: Şu anda her zamanki Roland GX-24 vinil kesicime erişimim olmadığı için bunlar son etiketler değil. Ayrıca henüz pilim yok, standart bir RC araba/uçak LiPo, 11.1V ve yaklaşık 2500mAh kullanacağım.

Bunu nasıl yaptığımla ilgili adım adım talimatlara başlamadan önce, bunun gibi bir kontrolörün ne için yaptığınıza bağlı olarak roket fırlatmaktan çok daha fazlası için kullanılabileceğini herkese açıkça belirtmek isterim. Kablosuz bir geziciyi kontrol edebilir, bir RC helikopteri/dronu kontrol edebilir, taşınabilir bir bilgisayara veya oyun sistemine uyarlanabilir. Hayal gücünüz gerçekten sınırdır. Bu denetleyiciyi oluşturmak istiyorsanız, kendi şemanızı, anahtar düzeninizi ve tüm kendi yazılımınızı tasarlamanızı şiddetle tavsiye ederim. Onu gerçekten SİZİN yapın.

Güncelleme!

İşte kumandayla ilgili yeni YouTube videosu!

Gereçler

Avustralya'da olduğum için parçalarım ve bağlantılarım muhtemelen sizinkilerden farklı olacaktır, bu yüzden kendi araştırmanızı yapmanızı tavsiye ederim! Burada kullandığım her şeyin tam parça listesi PDF'im var. Ayrıca, denetleyicinizi ihtiyacınız olan/yapmasını istediğiniz şeye göre özelleştirmek için kendi parçalarınızı kullanmanızı öneririm!

Temel parça listesi:

• Bir çeşit vaka
• Akrilik paneli
• Düğmeler ve anahtarlar
• LCD ekran, voltaj okuma
• PLA filamenti
• 3D karbon fiber vinil
• Bir hoparlör ve ses modülü (konuşmasını istiyorsanız)

Araçları temel tuttum, sahip olduğunuz her şeyi kullanabilirsiniz:

• Kesme bıçağı olan Dremel
• Delmek
• Havya
• Çakmak (ısıyla daralan makaron için)
• Tornavida
• Sivri burunlu pense
• Silecek (vinil sargı ve çıkartmalar uygulamak için)
• Stanley bıçağı (akrilik kesmek için)

1. Adım: Başlarken

Kontrol cihazımın ne yapmasını istiyorum? Hangi düğmelere/anahtarlara ve işlevlere ihtiyacı var? Neye benzemesini istiyorum? Bütçe nedir? Bunların hepsi, bu görevin üstesinden gelmeye başlamadan önce kendinize sormanız gereken gerekli sorulardır. Bu yüzden bir not defteri alıp fikirleri yazarak başlayın. Ayrıca mevcut kontrolörler hakkında araştırma yapmanıza da yardımcı olur, sadece o altın fikri bulabilirsiniz.

Denetleyicinizin gerçekleştirmesi gereken her işlevi ve bunun için ne tür düğmelere/anahtarlara ihtiyacınız olacağını düşünmeniz gerekecektir. Benim durumumda bu, bir fırlatma rampasının birden fazla parçasını kontrol etmek ve bir roket fırlatmaktı. Bu yüzden ayarlar için anahtarlara, fırlatma sırasını başlatmanın bir yoluna, kimsenin roketi fırlatmamasını sağlamak için güvenlik kodlarına ve diğer bazı küçük şeylere ihtiyacım vardı.

Büyük acil durdurma düğmem, denetleyici biçimim için kesinlikle gerekliydi! Kontrolör, fırlatma rampasının roketi fırlatmaya hazırlandığı 15 saniyelik bir geri sayım dizisini başlatır. Bu 15 saniye boyunca herhangi bir zamanda bir tür tehlike ortaya çıkabilir, büyük kırmızı düğme kontrolöre giden tüm gücü keser, daha fazla kablosuz sinyalinin fırlatma rampasına ulaşmasını durdurur ve roketin FIRLATILAMAYACAĞINI sağlar.

Ayrıca harici bir 12V döner ışığı kontrol etmenin bir yoluna ihtiyacım var, Arduino sadece 5V sinyal verebilir, bu yüzden bu görev için bir MOSFET kullanıldı. Kontrolöre kablolu bir bağlantı ile roket motorunu ateşlemek için bir devre oluşturmak için bir MOSFET de kullanıldı. Fırlatma gününde kablosuz kontrol ile bir şey çalışmıyorsa, ateşleyici uçlarını roketi fırlatmak için kontrolöre bağlayabilirim.

Denetleyicinizin ne yapması gerektiğini öğrendikten sonra, tüm bileşenlerinizin devre şemasını oluşturmanın ve bunları ana panelde nasıl yerleştireceğinizi çözmenin zamanı geldi…

Adım 2: Yerleşim ve Kablolama

İyi bir bileşen düzeni, çok yönlülük ve kullanılabilirliğin yanı sıra dürüst olmak gerekirse tek umursadığım estetik için çok önemlidir. Bu, antenin neden acil durdurma düğmesinin önünde olduğunu açıklıyor mu? Bu düzeni, kasadan orijinal köpüğü alarak ve nasıl göründüğünden memnun olana kadar bileşenleri üzerinde hareket ettirerek buldum. Ortada kalan açık alan bazı süslü çıkartmalar için, ancak daha önce de söylediğim gibi şu anda bir vinil kesiciye erişimim yok, bu yüzden onun yerine proje logo çıkartmam var.

Bu düzeni tasarladıktan sonra, akrilik levha üzerindeki bileşenlerin noktalarını delik boyutları ve levha anahat boyutlarıyla birlikte işaretleyin, bu sonraki adımda kesilecektir. 3 mm akrilik kullandım.

İhtiyacınız olan tüm bileşenleri ve nereye gittiklerini öğrendikten sonra, bağlantıların nereye gittiğine dair bir tür şematik veya tablo oluşturmanız gerekecektir. İşte pin masam ve şematik. Belgelerimi kopyalamayın çünkü bileşenlerim sizinkinden farklı olacaktır ve bu nedenle bağlantılar farklı olacaktır, ancak benimkini ücretsiz olarak bir rehber olarak kullanabilirsiniz. Kontrolörümü yapmak için pin tablosunu sadece kullandığım için şematik sadece bu Instructables için yapıldı, bu nedenle şematik aceleye geldi ve hatalar olabilir! Fritzing dosyasının bir kopyasını isterseniz, herhangi bir sosyal medya hesabımdan bana bir mesaj gönderin, size bir kez daha ücretsiz olarak e-posta ile göndereceğim!

Kablolamanızı planlarken Arduino'nuzda kaç tane pin olduğunu düşünmeniz gerekecek (Arduino Mega veya Arduino Mega Pro öneririm). Ayrıca bileşenlerinizi araştırmanız ve girmeleri gereken belirli pinler olup olmadığına bakmanız gerekecektir; örneğin, belirli pinlere ihtiyaç duyan SPI veya I2C bileşenlerine sahip olabilirsiniz. Belirli bileşenlerin tam olarak ihtiyaç duyduğu pinleri bulduktan sonra kalan dijital ve analog pinleri anahtarlar, düğmeler, LED'ler, buzzerlar ve MOSFET'ler gibi diğer giriş ve çıkışlarla doldurabilirsiniz.

Tüm belgeler tehlikeli web sitemde mevcuttur:

Tüm bu planlamalar tamamlandıktan sonra artık eğlenceli şeylere geçiyorsunuz…

Adım 3: Kesme

Ana akrilik paneli kesmenin ve ardından bileşenler için tüm delikleri kesmenin zamanı geldi! Dikkatli olun, büyük bir karmaşa yapmak üzeresiniz! Her kesimi işaretlediğinizden ve doğru olduklarından emin olun. Daha fazla malzemeyi kesebilirsin, ama bir kez geri ekleyemezsin… neyse ki pek hoş değil! Ana panelimi keserken bir hata yaptım, Stanley bıçağıyla çizgiyi yeterince çizemedim ve kırdığımda çok fazla malzeme aldı, neyse ki paneli kaldırmak için bir boşluk bırakarak bu kolayca kapandı.

Ana kart şeklini kesmek için kenar çizgileri boyunca çelik bir cetvel sıkıştırdım ve panelin yaklaşık yarısına gelene kadar ve Stanley bıçağını çizgi boyunca sürükledim, bu UZUN zaman aldı. Daha sonra akriliği, kesme çizgisi masa kenarında ve istediğim kısım masada olacak şekilde bir masaya kenetledim. Kenarı teslim eden uç, daha sonra biraz güçle kolayca koptu, ancak bazı hantal kenarlar bıraktı. Bu kenarları kabaca temizlemek için bir çekiç ve daha sonra pürüzsüz hale getirmek için zımpara ucu olan bir Dremel kullandım. Kasamın köşeleri yuvarlak olduğundan, önce bir kesme ucu kullanarak ve bir zımpara ucuyla bitirerek akriliğin köşelerini Dremel ile yuvarlamak zorunda kaldım.

Panel taslağını aldıktan sonra, panelinizdeki tüm delikleri kesmek için bir Dremel kesme bıçağı ve bir matkap kombinasyonunu kullanabilirsiniz. Birçok küçük Dremel kesimiyle büyük daireler yapıldı, Dremel ile dikdörtgenler ve kareler kesildi ve küçük delikler açıldı. Tüm bu delikler daha sonra bir dosya, zımpara kağıdı ve bir Dremel zımpara ucu ile temizlenebilir.

Vinil kaplama ile çatlakları veya pürüzlü kenarları temizlemenin zamanı geldi…

Adım 4: Sarın ve Monte Edin

Tüm paneli kaplamak için eBay'den süper ucuz karbon fiber vinil sargı aldım, gerçek karbon fiber çok pahalı ve çok dağınık olacaktı ama bunu düşündüm. Panelden biraz daha büyük bir vinil parçası kesin, karbon, ahşap mı?, parlak siyah olsun ya da sadece boyamak isteyebilirsiniz! Tercihinize kalmış. Ardından, yapışkan kapağın küçük bir miktarını dikkatlice soyun ve tahtaya uygulamaya başlayın. Devam ederken kabarcıkları gidermek için bir silecek kullandığınızdan emin olun. Vinili dikkatlice yatırın ve kenarlarından sıkıca sarın. Vinilinizin kalitesine bağlı olarak biraz ekstra yapıştırıcı eklemeniz gerekebilir! Aşırı telaşlıysanız, süper pürüzsüz köşeler elde etmek için vinili bir saç kurutma makinesi veya ısı tabancasıyla hafifçe yumuşatmak isteyebilirsiniz.

Bu yapıldıktan sonra, bileşenleriniz için delikleri kaplayan tüm vinilleri kesmenin zamanı gelmiştir. Güzel vinil çalışmanızı mahvetmemeye dikkat edin!

Artık tüm bileşenleri yerlerine monte edebilirsiniz. Bileşenlerin somunlara, vidalara, yapıştırıcıya/epoksiye veya sürtünmeyle oturmaya ihtiyacı olabilir. Genellikle çoğu bileşen yeterince kolay girer. NRF24 uzun menzilli alıcı-verici modülüm delikte bir açıda oturuyordu, bu yüzden bir rondela ekledim ve güzelce düzeltti. Bu kısmın epoksi ile tutulması gerekiyordu, bu yüzden çabucak biraz karıştırdım, DIŞARI!

Kasa kapalıyken NRF24 antenini saklamak için bir yere ihtiyacım vardı, bu yüzden kaybetmemek için panele vidalanan 3D baskılı bir klip yapmaya karar verdim. Bu klip Thingiverse'de burada!

Paneliniz tamamlanmış görünüyorsa (eklemek isteyebileceğiniz herhangi bir etiket dışında) onu ters çevirmenin ve kablolamaya başlamanın zamanı geldi…

Adım 5: Lehimleme ve Kablolama

Tellerimin her biri bileşenlere lehimlendi ve daha sonra erkek başlık pimleriyle takıldıkları Arduino'ya koştu. Bu telleri, atlama tellerinden fişleri keserek, uygun uzunlukta bir kabloya lehimleyerek ve ardından ısıyla daralan makaronla yalıtarak özel olarak yapmak zorunda kaldım. Lehimlemeye başlamadan önce mikro denetleyicinizi panelin arkasına monte edin, böylece kablo uzunluklarınızı buna göre planlayabilirsiniz. Kablolarınızı olması gerekenden daha uzun yapmanızı tavsiye ederim, bu, her şey bittiğinde onları düzgün bir şekilde düzenlemenize yardımcı olur. Bazı mükemmel panolara lehimlemek için dirençler, vidalı terminaller ve MOSFET'ler gibi küçük bileşenleriniz de olabilir.

Kablolarınız lehimlendiğinde hepsini Arduino pinlerine takabilir ve ardından kablo bağlarını kullanarak daha düzgün hale getirebilirsiniz. Bu işlem uzun zaman alıyor ama buna değer ve çok tatmin edici!

3D baskılı muhafazadaki hoparlör,.wav dosyalarının çalınmasını ve kumandanın konuşma/çalma seslerinin yapılmasını içeren gelecekteki bir yükseltme içindir.

Özel kablolar yapmak ve her bağlantıyı yalıtmak son derece zaman alıcı olduğundan, tüm bu süreç beni iki günden fazla sürdü! Sadece biraz müzik açın, biraz atıştırmalık alın ve lehimlemeye başlayın. Şemanızın yakınınızda olduğundan emin olun!

Tüm kablolama tamamlandıktan sonra YAZILIM zamanı…

6. Adım: Yazılım

Şu anda tüm ayarları almak ve güvenlik kodlarını kabul etmek için temel yazılımım var, ancak başlatma rampası bitmediği için yazılımım eksik! İşim bittiğinde bu bölümü düzenleyeceğim ve tüm yazılımlarımı ve açıklamasını ekleyeceğim!

Herkesin yazılımı, denetleyicinizin ne yapacağına bağlı olarak farklı olacaktır. İşte bu noktada kontrol cihazınız canlanmaya başlar! Her bir bileşeninizi nasıl programlayacağınızı araştırmanızı ve ardından yazılımınızı bir akış şemasıyla tasarlamanızı öneririm. Başlatma sırası yazılımım için henüz bir akış şeması olmamasına rağmen, kurulum yazılımı akış şemasını burada görebilirsiniz.

Büyük miktarda yazılımla başa çıkmanın en kolay yolu, onu planlamaktır. Ne kadar çok planlarsan o kadar kolay olur. Notları kablolayarak başlayın ve kontrol cihazınızın yapması gereken her şeyi ve sistemde nasıl gezinildiğini gösteren son bir akış şeması şemasına ilerleyin. Mine, LCD ekranda neyin görüntülendiğini ve bölümler arasında nasıl geçileceğini gösterir. Yazılımınızı tasarladıktan ve her bileşeni nasıl programlayacağınızı öğrendikten sonra, bir kahve alın ve bir akşamda yapabildiğiniz kadar çok şey yapın. Bunu birkaç gece boyunca yapın ve siz farkına varmadan bitmiş olacaktır! Forumlar ve Arduino web sitesi bu birkaç gecede en iyi arkadaşınız olacak!

En büyük tavsiyem, bu hayatınızı kurtaracak! Düğmelerinizi/anahtarlarınızı giriş olarak ayarlarken bu kod parçasını kullanmalısınız: pinMode(6, INPUT_PULLUP);

'_PULLUP' eklemezseniz düğmeleriniz/anahtarlarınız zıplayacak ve çalışmayacaktır. Bunu zor yoldan öğrendim ve basit hatamı fark etmeden önce tek başıma bunun için 5 saat fazladan çalıştım.

Yazılımınızın sonunda, test için en az 100 kez yüklemiş olacaksınız, ancak daha yapılacak çok test var…

7. Adım: Test Etme

Test, test, test. Herhangi bir projeyi mükemmel hale getirmenin ve ihtiyaç duyduğu şekilde işlemenin anahtarı. Bir şey işe yaramazsa, sorunu bulmanız, muhtemelen bileşenleri değiştirmeniz, yeniden kablolama yapmanız veya en iyi durumda sadece küçük bir kod parçasını değiştirmeniz gerekecektir. Hiçbir proje ilk denemede mükemmel çalışmayacaktır. Sadece bitene ve sorunsuz çalışana kadar onunla devam edin.

Mükemmel çalıştığında, kullanmaya hazırsınız! Benim durumumda bu roket fırlatmak…

Adım 8: Başlatın

Hepiniz tatlı lansman fotoğrafları/videoları bekliyordunuz! Bunu sana yaptığım için üzgünüm ama ilk lansman hala en az 3 ay kapalı. Fırlatma rampasını hazırlamam ve tüm projenin her bölümünü tamamlamam gerekiyor. Şu anda 6 aydır ve başladığımdan beri her gün çalışıyorum. Bu kesinlikle çok büyük bir proje!

Şu anda denetleyiciyi nasıl yaptığımın yanı sıra ne yaptığı ve birkaç demo hakkında büyük bir video üzerinde çalışıyorum. Bu, umarım bir hafta içinde YouTube'da olacak!

Bununla birlikte, ilk lansmana kadar ve tüm ilk başarısızlıklar ve ayarlamalar boyunca ilerlememi takip edebilirsiniz. Projeyle ilgili birçok YouTube videosu üzerinde çalışıyorum ve sürekli olarak twitter ve Instagram'a gönderi paylaşıyorum. Roketin kendisi, fırlatma rampası ve elbette fırlatma ile ilgili bazı büyük YouTube videoları geliyor. İşte tüm hesaplarım…

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Tehlikeli Web Sitem:

Çıkartma ister misiniz?

Adım 9: Bir Adım İleri!?

Daha önce de söylediğim gibi henüz işim bitmedi! Hala pili almam, takmam ve son etiketleri yapmam gerekiyor.

Ancak bunu nasıl bir adım daha ileri götüreceğime dair birçok fikrim var!

• Kasa kapağına yerleştirilmiş ekranlı Raspberry Pi bilgisayar
• Kablolu yedekleme başlatmak için muz fişleri
• Tripod üzerinde harici anten
• Ana panelde bir fiş ile pil şarjı
• Ana panelde fiş ile programlama
• Gerçek karbon fiber panel
• Bükülmeyi durdurmak için panelin arkasında destekler

İlerleme fotoğrafları eksikliği için özür dilerim! Çok fazla almayı düşünmediğim için telefonumdan çekildiler.

Umarım bu size kendinizinkini yaratmanız için ilham verir! çalışmalarını görmek isterim….