Overkill Model Rocket Launch Controller!: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Osana valtavaa projektimallirakettia tarvitsin ohjaimen. Mutta kuten kaikki projektini, en voinut vain pitää kiinni perusasioista ja tehdä kädessä pidettävä yhden painikkeen ohjain, joka laukaisee juuri malleja, ei, minun täytyi mennä äärimmäisen ylilyöntiin ja tehdä siitä niin monimutkainen ja ylivoimainen kuin mahdollista ajatella. Minulla oli ajatuksia tehdä tämä vieläkin ylivoimaiseksi, mutta nämä ideat olivat hieman budjetin ulkopuolella 16 -vuotiaalle opiskelijalle.

Pitkän tutkimuksen ja suunnittelun jälkeen en löytänyt resursseja "salkkurakettien ohjaimilta", koska ne eivät ole aivan yleinen esine, joten minun piti suunnitella omani alusta alkaen. Suurin osa koko projektistani, itse raketti, on valmistettu hiilikuidusta ja näyttää aika pahalta, joten halusin jatkaa tätä teemaa ohjaimeen ja teräksiseen laukaisualustaan (tällä hetkellä keskeneräinen).

Mutta mitä tämä ohjain tekee? Miksi onnistuit?

Rakettimallini ei ole aivan tyypillinen raketti, jossa on evät ja peruskäynnistyslevy ohjauskiskolla. Raketti on sen sijaan täytetty mukautetulla elektroniikalla ja työntövoima -ohjauslaitteilla. Painevektorin ohjaus tai TVC sisältää moottorin siirtämisen raketin sisään ohjaamaan sen työntövoimaa ja siten ohjaamaan raketin asianmukaiseen liikerataansa. Tähän liittyy kuitenkin GPS -opastus, joka on LAITTOMAA! Joten rakettini käyttää TVC: tä pitämään raketti erittäin vakaana pystyasennossa gyroskoopilla lentotietokoneessa, ei GPS -laitteita. Aktiivinen vakauttaminen on laillista, opastus ei!

Joka tapauksessa tämän pitkän intron kautta en ole vielä selittänyt, mitä ohjain tekee! Laukaisualusta, kuten aiemmin sanoin, ei ole vain ohjainkiskolla varustettu jalusta, vaan monimutkainen järjestelmä, joka on täynnä elektroniikkaa ja mekaanisia osia, kuten todellinen laukaisualusta. Se sisältää pneumaattisen männän vahvan selän vetämiseksi sisään, puristimet, jotka pitävät raketin pohjan ja ylävartalon ja monia muita asioita, joita selitän paremmin tulevissa YouTube -videoissa.

Ohjain ei ainoastaan lähetä kaikkia langattomia signaaleja laukaisujärjestelmien ohjaamiseen ja raketin laukaisemiseen, vaan sen avulla voin myös säätää laukaisun asetuksia. Onko se todella käynnistää, vai vain pidetään alas pad, jotta staattinen tulipalo moottori. Riippumatta siitä, onko minulla sisäänvedettävä voimakkaan selän pneumaattinen järjestelmä aktivoitu vai ei. Onko raketissa sivuvahvistimia, kuten Falcon Heavy -laitteessa näkyy. Vai onko minun testattava ohjaimen ja laukaisualustan välinen langaton yhteys. Nämä ovat vain joitain toimintoja, joita tämä ohjain voi tehdä.

Pikahuomautus: Nämä eivät ole lopullisia tarroja, koska minulla ei ole tällä hetkellä pääsyä tavalliseen Roland GX-24 -vinyylileikkuriin. Minulla ei myöskään ole vielä akkua, käytän tavallista RC -autoa/tasoa LiPo, 11,1 V ja noin 2500 mAh.

Ennen kuin aloitamme vaiheittaisten ohjeiden kanssa siitä, miten tein sen, haluaisin tehdä kaikille selväksi, että tällaista ohjainta voidaan käyttää paljon enemmän kuin vain raketteja laukaista riippuen siitä, mihin teet sen. Se voisi ohjata langatonta roveria, ohjata RC -helikopteria/dronea, mukauttaa kannettavaan tietokoneeseen tai pelijärjestelmään. Mielikuvitus on todella rajana. Jos haluat rakentaa tämän ohjaimen, suosittelen myös, että suunnittelet oman kaavion, kytkimen asettelun ja kaikki omat ohjelmistosi. Tee siitä todella OMA.

Päivittää!

Tässä on uusi YouTube -video ohjaimesta!

Tarvikkeet

Koska olen Australiassa, osani ja linkit ovat todennäköisesti erilaiset kuin mitä tahansa, joten suosittelen oman tutkimuksen tekemistä! Minulla on täydellinen osaluettelo PDF kaikesta mitä käytin täällä. Suosittelen myös käyttämään omia osia, jotta ohjaimesi mukautetaan siihen, mitä tarvitset/haluat sen tekevän!

Perusosaluettelo:

• Jonkinlainen tapaus
• Akryylipaneeli
• Painikkeet ja kytkimet
• LCD -näyttö, jännitteen lukema
• PLA -filamentti
• 3D hiilikuitu vinyyli
• Kaiutin ja äänimoduuli (jos haluat sen puhuvan)

Olen pitänyt työkalut yksinkertaisina, voit käyttää mitä tahansa:

• Dremel leikkuuterällä
• Porata
• Juotin
• Savukkeensytytin (kutisteputkille)
• Ruuvimeisseli
• Terävät nenäpihdit
• Vetolasta (vinyylikäären ja tarrojen kiinnittämiseen)
• Stanley -veitsi (akryylin leikkaamiseen)

Vaihe 1: Aloittaminen

Mitä haluan ohjaimeni tekevän? Mitä painikkeita/kytkimiä ja toimintoja se tarvitsee? Miltä haluan sen näyttävän? Mikä on budjetti? Nämä ovat kaikki tarpeellisia kysymyksiä, jotka sinun on kysyttävä itseltäsi ennen kuin aloitat tämän tehtävän. Aloita siis hankkimalla muistilehtiö ja kirjoittamalla ideoita muistiin. Se auttaa myös tutkimaan olemassa olevia ohjaimia, saatat vain löytää tämän kultaisen idean.

Sinun on ajateltava kaikkia toimintoja, joita ohjaimesi tarvitsee suorittaa, ja millaisia painikkeita/kytkimiä tarvitset sitä varten. Minun tapauksessani tämä oli ohjata laukaisualustan useita osia ja laukaista raketti. Joten tarvitsin asetusten kytkimiä, tapaa käynnistää laukaisujärjestys, turvakoodit, jotta kukaan muu ei voisi laukaista rakettia ja joitain muita pieniä asioita.

Iso hätäpysäytyspainike oli ehdottoman välttämätön ohjaimelleni! Ohjain käynnistää 15 sekunnin ajastimen, jonka aikana laukaisualusta valmistautuu laukaisemaan raketti. Aina tämän 15 sekunnin aikana saattaa ilmetä jonkinlainen vaara, suuri punainen painike katkaisee kaiken ohjaimen virran, estää langattomat signaalit pääsemästä laukaisualustalle ja varmistaa, että raketti EI VOI laukaista.

Tarvitsen myös tavan ohjata ulkoista 12 V: n pyörivää valoa, Arduino voi lähettää vain 5 V: n signaalin, joten tähän tehtävään käytettiin MOSFETia. MOSFETia käytettiin myös piirin luomiseen, joka sytytti rakettimoottorin langallisella yhteydellä ohjaimeen. Jos langattomalla ohjaimella jokin ei toimi lanseerauspäivänä, voin kytkeä sytytysjohdot ohjaimeen laukaisemaan raketin.

Kun tiedät, mitä ohjaimesi tarvitsee tehdä, on aika luoda piirikaavio kaikista komponenteistasi ja selvittää, miten asetat ne pääpaneeliin …

Vaihe 2: Asettelu ja johdotus

Hyvä komponenttien asettelu on välttämätön monipuolisuuden ja käytettävyyden sekä esteettisyyden kannalta, mikä on rehellisesti kaikki, mitä välitän. Tämä selittää, miksi antenni on hätäpysäytyspainikkeen edessä? Löysin tämän asettelun ottamalla alkuperäisen vaahdon kotelosta ja siirtämällä komponentteja sen ympärille, kunnes olin tyytyväinen ulkonäköön. Jäljellä oleva avoin tila keskellä on joitain hienoja tarroja, mutta kuten aiemmin sanoin, minulla ei ole pääsyä vinyylileikkuriin juuri nyt, joten minulla on sen sijaan projektilogotarra sen vieressä.

Kun olet suunnitellut tämän asettelun, merkitse komponenttien täplät akryylilevylle sekä reiän mitat ja levyn ääriviivat, tämä leikataan seuraavassa vaiheessa. Käytin 3 mm akryylia.

Kun tiedät kaikki tarvitsemasi komponentit ja minne ne menevät, sinun on luotava jonkinlainen kaavio tai taulukko siitä, missä kaikki yhteydet menevät. Tässä on pin -taulukkoni ja kaavioni. Älä kopioi asiakirjojani, koska komponentit ovat erilaisia kuin sinun ja siksi liitännät ovat erilaisia, mutta tervetuloa käyttämään oppaani ilmaiseksi. Kaavio tehtiin juuri tätä Instructablesia varten, koska käytin vain nastataulukkoa ohjaimen valmistamiseen, joten kaavamainen on kiireinen ja siinä voi olla virheitä! Jos haluat kopion Fritzing -tiedostosta, lähetä minulle viesti jollekin sosiaalisen median tililleni, ja lähetän sen sinulle sähköpostitse jälleen kerran ilmaiseksi!

Johdotusta suunnitellessasi sinun on otettava huomioon, kuinka monta nastaa sinulla on Arduinollasi (suosittelen Arduino Mega tai Arduino Mega Pro). Sinun on myös tutkittava komponentit ja selvitettävä, onko niihin jouduttu tekemään tiettyjä nastoja, esimerkiksi sinulla voi olla SPI- tai I2C -komponentteja, jotka tarvitsevat erityisiä nastoja. Kun olet löytänyt tarkat nastat, joita tietyt komponentit tarvitsevat, voit täyttää jäljellä olevat digitaaliset ja analogiset nastat muilla tuloilla ja lähdöillä, kuten kytkimillä, painikkeilla, LEDeillä, summerilla ja MOSFET -laitteilla.

Kaikki asiakirjat ovat saatavana hauskasta verkkosivustostani:

Kun kaikki tämä suunnittelu on valmis, olet hauskojen asioiden parissa…

Vaihe 3: Leikkaus

On aika leikata pääakryylipaneeli ja leikata sitten kaikki osat reikille! Ole varovainen, aiot tehdä suuren sotkun! Varmista, että olet merkinnyt kaikki leikkaukset ja että ne ovat oikein. Voit leikata lisää materiaalia, mutta et voi lisätä sitä takaisin, kun se on mennyt… no ei joka tapauksessa kovin hienosti! Tein virheen leikatessani pääpaneeliani, en tehnyt pisteitä tarpeeksi Stanley -veitsellä ja se vei liikaa materiaalia, kun napsautin sen, onneksi tämä peitettiin helposti tekemällä aukko paneelin nostamiseksi.

Leikataksesi emolevyn muodon puristin teräsviivaimen reunaviivoja pitkin ja vedin ja Stanley -veitsen viivaa pitkin, kunnes olin noin puoliväliin paneelin läpi, tämä kesti kauan. Kiinnitin sitten akryylin pöytään leikkausviivan pöydän reunalla ja haluamani osan pöydälle. Reunan luovuttanut kärki katkesi sitten helposti pienellä voimalla, mutta se jätti joitakin tikkuja. Puhdistin karkeasti nämä reunat vasaralla ja sitten Dremelin hiomalaikalla, jotta ne olisivat sileitä. Kotelossani on pyöreät kulmat, joten minun piti pyöristää akryylin kulmat Dremelillä käyttämällä ensin leikkuuterää ja viimeistelemällä hiomakärki.

Kun olet saanut paneelin ääriviivat, voit leikata kaikki paneelisi reiät Dremelin leikkuuterän ja poran yhdistelmällä. Suuret ympyrät tehtiin monilla pienillä Dremel -leikkauksilla, suorakulmioita ja neliöitä leikattiin Dremelillä ja porattiin pieniä reikiä. Kaikki nämä reiät voidaan puhdistaa viilalla, hiekkapaperilla ja Dremel -hiomalaikalla.

On aika puhdistaa kaikki halkeamat tai karkeat reunat vinyylikääreellä…

Vaihe 4: Kääri ja kiinnitä

Ostin erittäin halpaa hiilikuituvinyylikääretä eBayssa kattamaan koko paneelin, todellinen hiilikuitu oli liian kallista ja erittäin sotkuista, mutta harkitsin sitä. Leikkaa vinyylipala hieman paneelia suurempana, olipa se hiili, puu ?, kiiltävä musta tai haluat ehkä vain maalata sen! Se on valintasi mukaan. Irrota sitten pieni määrä liimakansi varovasti ja aloita levittäminen levylle. Varmista, että käytät vetolasta poistaaksesi kaikki kuplat kulkiessasi. Aseta vinyyli varovasti ja kiedo se tiiviisti reunojen päälle. Vinyylin laadusta riippuen saatat joutua lisäämään ylimääräistä liimaa! Jos olet erittäin hankala, saatat haluta myös pehmentää vinyyliä hieman hiustenkuivaajalla tai lämpöpistoolilla saadaksesi erittäin sileät kulmat.

Kun tämä on tehty, on aika leikata pois kaikki vinyyli, joka peittää komponenttien reiät. Varo sekoittamasta kaunista vinyylitöitäsi!

Nyt voit asentaa kaikki komponentit paikoilleen. Osat saattavat tarvita muttereita, ruuveja, liimaa/epoksia tai kitkasovitusta. Yleensä useimmat komponentit menevät helposti sisään. NRF24 -pitkän kantaman lähetinvastaanotinmoduuli istui kulmassa reiässä, joten lisäsin aluslevyn ja se suoristi sen hienosti. Tämä osa piti pitää epoksin kanssa, joten sekoitin nopeasti osan, ULKOPUOLELLA!

Tarvitsin jonnekin varastoida NRF24 -antennin, kun kotelo oli suljettu, joten välttyäksesi sen kadottamiselta päätin tehdä 3D -tulostetun leikkeen, joka ruuvataan paneeliin. Tämä leike löytyy Thingiversestä täältä!

Kun paneeli näyttää täydelliseltä (lukuun ottamatta mahdollisia lisättäviä tarroja), on aika kääntää se ympäri ja aloittaa johdotus …

Vaihe 5: Juotos ja johdotus

Kaikki johdot on juotettu komponentteihin ja sitten ajettu Arduinolle, jossa ne on kytketty urosliittimillä. Minun piti valmistaa nämä johdot leikkaamalla pistokkeet irti hyppyjohtimista, juottamalla ne sopivan pituisiksi lankoiksi ja eristämällä ne sitten kutisteputkilla. Ennen kuin aloitat juottamisen, asenna mikro -ohjain paneelin takaosaan, jotta voit suunnitella johtimien pituudet sen mukaan. Suosittelen tekemään johtimista pidempiä kuin niiden on oltava, tämä auttaa järjestämään ne siististi, kun kaikki on tehty. Sinulla voi olla myös pieniä komponentteja, kuten vastuksia, ruuviliittimiä ja MOSFET -laitteita juotettavaksi johonkin peruskorttiin.

Kun johdot on juotettu, voit liittää ne kaikki niiden Arduino -nastoihin ja käyttää sitten nippusiteitä ja tehdä siitä siistimmän. Tämä prosessi kestää kauan, mutta on sen arvoinen ja erittäin tyydyttävä!

3D -tulostetun kotelon kaiutin on tarkoitettu tulevaa päivitystä varten, joka sisältää.wav -tiedostojen toistamisen ja ohjaimen puhe-/toistoäänien antamisen.

Tämä koko prosessi kesti yli kaksi päivää suoraan, koska mukautettujen johtojen tekeminen ja jokaisen liitännän eristäminen on erittäin aikaa vievää! Laita vain musiikkia, nappaa välipaloja ja aloita juottaminen. Varmista, että kaaviosi on lähellä!

Kun kaikki johdot on tehty, on OHJELMISTON aika…

Vaihe 6: Ohjelmisto

Minulla on tällä hetkellä perusohjelmisto, jolla saan kaikki asetukset ja hyväksyn turvakoodit, mutta ohjelmistoni on epätäydellinen, koska käynnistyslevy on keskeneräinen! Muokkaan tätä osiota ja lisään kaikki ohjelmistoni ja selityksen siitä, kun olen valmis!

Kaikkien ohjelmistot ovat erilaisia sen mukaan, mitä ohjain tekee. Tässä vaiheessa ohjaimesi alkaa elää! Suosittelen tutkimaan, miten kukin komponentti ohjelmoidaan, ja suunnittele sitten ohjelmistosi vuokaavion avulla. Näet asennusohjelmistoni vuokaavion täältä, vaikka en ole vielä saanut vuokaaviota käynnistysjärjestysohjelmistolleni.

Helpoin tapa käsitellä suuria ohjelmistomääriä on suunnitella ne. Mitä enemmän suunnittelet sitä helpompaa. Aloita kytkemällä muistiinpanot ja siirtymällä lopulliseen vuokaaviokaavioon, joka näyttää kaikki ohjaimesi tehtävät ja järjestelmän navigoinnin. Omani näyttää, mitä LCD -näytöllä näytetään, sekä kuinka siirtyä osioiden välillä. Kun olet suunnitellut ohjelmistosi ja osaat ohjelmoida jokaisen komponentin, nappaa kahvi ja tee niin paljon kuin voit yhden illan aikana. Tee tämä pari yötä ja se tehdään ennen kuin huomaatkaan! Foorumeista ja Arduinon verkkosivustosta tulee paras ystäväsi näiden muutaman yön aikana!

Suurin vinkki, tämä pelastaa henkesi! Kun asetat painikkeita/kytkimiä tuloiksi, sinun on käytettävä tätä koodia: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Jos et lisää 'PULLUP' -painiketta, painikkeet/kytkimet pomppivat eivätkä toimi. Opin tämän vaikealla tavalla ja käytin 5 tuntia ylimääräistä työtä yksin ennen kuin tajusin yksinkertaisen virheeni.

Ohjelmiston loppuun mennessä olisit ladannut sen vähintään 100 kertaa testausta varten, mutta vielä on tehtävä lisää testejä…

Vaihe 7: Testaus

Testaus, testaus, testaus. Avain jokaisen projektin tekemiseen täydelliseksi ja toimimaan niin kuin sen pitää. Jos jokin ei toimi, sinun on jäljitettävä ongelma, mahdollisesti vaihdettava komponentit, tehtävä johdotus tai parhaassa tapauksessa vain muutettava pieni koodi. Mikään projekti ei koskaan toimi täydellisesti ensimmäisellä yrityksellä. Jatka vain sen kanssa, kunnes se on valmis ja toimii sujuvasti.

Kun se toimii täydellisesti, olet valmis käyttämään sitä! Minun tapauksessani tämä laukaisee raketteja …

Vaihe 8: Käynnistä

Te kaikki odotitte söpöjä julkaisukuvia/videoita! Anteeksi, että tein tämän sinulle, mutta ensimmäinen lanseeraus on vielä vähintään 3 kuukauden tauolla. Minun on tehtävä laukaisualusta ja viimeistettävä kaikki projektin osat. Olen tällä hetkellä 6 kuukautta ja olen työskennellyt joka päivä aloittamisesta lähtien. Se on aivan valtava projekti!

Työskentelen parhaillaan suuren videon kanssa siitä, miten tein ohjaimen ja mitä se tekee, sekä muutamia demoja. Tämä tulee toivottavasti YouTubeen viikon sisällä!

Tämän sanottuaan voit seurata edistymistäni aina ensimmäiseen käynnistykseen asti ja kaikkien alkuvikojen ja virityksen läpi. Työskentelen monien projektia koskevien YouTube -videoiden parissa ja julkaisen jatkuvasti twitterissä ja Instagramissa. Raketista, laukaisualustasta ja tietysti laukaisuista on tulossa suuria YouTube -videoita. Tässä kaikki tilini…

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

My Dodgy -verkkosivusto:

Haluatko tarran?

Vaihe 9: Yksi askel pidemmälle !?

Kuten aiemmin sanoin, en ole vielä valmis! Minun on vielä hankittava akku, asennettava se ja tehtävä viimeiset tarrat.

Minulla on kuitenkin ollut monia muita ideoita siitä, kuinka ottaa tämä askel pidemmälle!

• Raspberry Pi -tietokone, jossa kotelon kannessa oleva näyttö
• Banaaniliittimet langalliseen varmuuskopiointiin
• Ulkoinen antenni jalustalla
• Akku latautuu pääpaneelin pistokkeella
• Ohjelmointi pääpaneelin pistokkeella
• Todellinen hiilikuitupaneeli
• Tukee paneelin takana taivutuksen lopettamista

Pahoittelen edistymiskuvien puutetta! Ne otettiin puhelimeeni, koska en uskonut ottavani monia.

Toivottavasti tämä inspiroi sinua tekemään oman! Haluaisin nähdä työsi….