Overkill Model Rocket Launch Pad !: 11 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Kamakailan ay naglabas ako ng isang post na Mga Tagubilin tungkol sa aking 'Overkill Model Rocket Launch Controller' kasama ang isang video sa YouTube. Ginawa ko ito bilang bahagi ng isang malaking modelo ng proyekto ng rocket kung saan ginagawa ko ang lahat nang labis hangga't maaari, sa pagtatangkang malaman hangga't maaari tungkol sa elektroniko, programa, pag-print sa 3D at iba pang mga form ng paggawa. Ang post ng Mga Tagubilin ay napakapopular at tila gusto ng mga tao, kaya't napagpasyahan kong sulit na gumawa ng isa tungkol sa aking bagong overkill launch pad!

Ang isang karaniwang modelo ng rocket launch pad ay binubuo ng isang riles na gumagabay sa rocket at isang pangunahing istraktura upang hawakan ito. Ngunit habang sinusubukan kong gawin ang mga bagay na labis na labis hangga't maaari, alam kong hindi lamang ako maaaring magkaroon ng riles. Matapos ang maraming pagsasaliksik natagpuan ko ang isang pares ng mga modelo ng mga rocket launch pad na katulad ng tunay na paglunsad ng mga pad, kahit na ang mga ito ay gawa sa kahoy at mukhang magulo.

Kaya't nagsimula akong mag-brainstorming kung paano ko magagawa ang minahan na pinaka-advanced at sobrang kumplikado sa mundo. Napagpasyahan kong walang ideya na 'masyadong mabaliw' o 'imposible para sa isang 16 na taong gulang na makamit', kaya ang anumang ideya na abot-kayang ay isinulat at nilikha. Napagpasyahan ko simula pa lang na nais kong ipagpatuloy ang tema ng badass na nakikita sa aking rocket at controller, kaya't ang isang frame na bakal at mga plate na aluminyo ang tiyak na paraan upang pumunta.

Ngunit Eddy, ano ang mayroon ng launch pad at ano ang ginagawa nito na nag-iiba-iba?

Sa gayon ang aking modelong rocket ay hindi eksaktong isang tipikal na rocket na may palikpik. Sa halip ang rocket ay puno ng pasadyang electronics at thrust vector control kagamitan. Ang thrust vector control, o TVC, ay nagsasangkot ng paggalaw ng motor sa loob ng rocket upang idirekta ang tulak nito at samakatuwid ay patnubayan ang rocket sa naaangkop nitong tilas. Gayunpaman nagsasangkot ito ng patnubay sa GPS na ILEGAL! Kaya't ang aking rocket ay gumagamit ng TVC upang mapanatili ang rocket na sobrang matatag na patayo sa isang gyroscope sa flight computer, walang kagamitan sa GPS. Ang aktibong pagpapatatag ay ligal, ang patnubay ay hindi!

Matapos ang mahabang intro na ito ay hindi ko pa rin ipinaliwanag kung ano talaga ang ginagawa ng pad at kung ano ang mga tampok nito! Ang launch pad ay hindi isang simpleng riles, ngunit sa halip isang napaka-kumplikadong sistema na puno ng mga piyesa ng makina, electronics at pneumatics. Ang layunin ay gawin itong katulad sa isang tunay na pad ng paglulunsad, na nagpapaliwanag ng maraming mga tampok. Nagtatampok ang pad ng isang niyumatik na piston upang bawiin ang strongback, naka-print sa itaas na mga clamp at base clamp, wireless na komunikasyon sa controller, maraming pag-iilaw ng RGB (syempre!), Isang bakal na frame, aluminyo na plate ng tseke na sumasakop sa base, nagsipilyo ng mga panig ng aluminyo, isang trench flench at maraming pasadyang computer upang makontrol ang lahat.

Maglalabas ako ng isang video sa YouTube tungkol sa launch pad sa lalong madaling panahon, pati na rin maraming iba pang mga video ng mga bagay-bagay na nagawa ko nang una sa unang paglulunsad sa loob ng 2 buwan. Ang isa pang mahalagang bagay na dapat tandaan na ang post na Mga Instructable na ito ay magiging mas kaunti sa kung paano at higit pa sa aking proseso at ilang pagkaing iniisip.

Mga gamit

Habang nakatira ako sa Australia ang aking mga bahagi at link ay malamang na magkakaiba sa iyo, inirerekumenda kong gawin ang iyong sariling pagsasaliksik upang hanapin kung ano ang tama para sa iyong proyekto.

Ang mga pangunahing kaalaman:

Materyal upang maitayo ang frame (kahoy, metal, acrylic atbp)

Mga pindutan at switch

Filament ng PLA

Maraming M3 na turnilyo

Elektronika

Maaari mong gamitin ang anumang mga tool na mayroon ka, ngunit narito ang higit sa lahat na ginamit ko:

Panghinang

Drill

Magaan ang sigarilyo (para sa pag-urong ng tubo sa init)

Saw nakita

MIG welder

Mga Plier

Mga driver ng tornilyo

Multimeter (ito ay isang tagapagligtas ng buhay para sa akin!)

Hakbang 1: Pagsisimula

Ano ang kailangan gawin ng launch pad? Ano ang hitsura nito? Paano ko ito magagawa? Ano ang badyet? Ito ang lahat ng napakahalagang mga katanungan upang tanungin ang iyong sarili bago ka magsimula upang talakayin ang gawaing ito. Kaya magsimula sa pamamagitan ng pagkuha ng ilang papel, pagguhit ng ilang mga sketch at pagsulat ng mga ideya. Ang paggawa ng maraming pagsasaliksik ay makakatulong din sa iyo ng maraming, maaari ka lamang bigyan ng gintong ideya na ginagawang mas mahusay ito!

Kapag naisip mo na ang lahat ng nais mong gawin, paghiwalayin ito sa mga seksyon upang hindi ito napakalaki. Ang aking pangunahing 6 na seksyon ay gawaing metal, base clamp, pneumatics, software, electronics at ilaw. Sa pamamagitan ng paghiwa-hiwalay nito sa mga seksyon, nagawa kong gawin ang mga bagay sa isang pagkakasunud-sunod at unahin kung ano ang kailangang gawin sa lalong madaling panahon.

Tiyaking planuhin mong mabuti ang lahat at gumawa ng mga diagram ng bawat system upang maunawaan mo kung paano gagana ang lahat. Kapag alam mo kung ano ang kailangan nitong gawin at kung paano mo ito gagawin, oras na upang simulang buuin ito!

Hakbang 2: Trabaho sa Metal

Napagpasyahan kong ang launch pad na ito ay magiging isang magandang pagkakataon upang malaman nang kaunti tungkol sa gawaing metal, kaya iyon ang ginawa ko. Nagsimula ako sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng istraktura ng bakal at kasama ang lahat ng mga sukat. Nagpunta ako para sa isang medyo pangunahing frame, kahit na nagpasya akong gupitin ang mga dulo sa 45 degree saanman mayroong isang 90-degree na liko, upang matuto nang kaunti pa at makakuha ng mas maraming karanasan. Ang aking pangwakas na disenyo ay ang pangunahing frame, na may nakakabit na strongback dito sa isang bisagra. Magkakaroon ito ng aluminyo na sumasakop dito at may gilid na mga piraso upang gawin itong medyo mas maayos. Magsasama rin ito ng isang trench ng apoy na gawa sa steel tubing na may ilang 45-degree na pagbawas sa dulo, upang ang apoy ay lumabas sa isang bahagyang anggulo.

Sinimulan ko sa pamamagitan ng pagputol ng lahat ng mga piraso ng frame at pagkatapos ay hinangin ang mga ito nang magkasama. Tiniyak kong walang mga hinang sa labas, kung hindi man ay hindi uupo ang mga plato ng aluminyo laban sa frame. Pagkatapos ng maraming pag-clamping at magnet, nakakuha ako ng frame na maayos na hinang. Pagkatapos ay pinutol ko ang lahat ng mga plato ng aluminyo sa laki na may ilang malalaking gunting ng metal at pinutol ang mga gilid na piraso ng ilang mga snip na lata. Sa sandaling tapos na ang lahat ay na-screwed sa lugar, na napatunayan na mas mahirap kaysa sa inaasahan kong mangyayari.

Ang matibay na bakal na bakal at aluminyo na gilid ay pininturahan ng itim at naka-install ang strongback sa bisagra nito. Panghuli, ang ilang simpleng mga bracket na bakal ay ginawa para sa piston, na pinapayagan itong ibalik ang malakas at paikutin ang pivot point nito.

Hakbang 3: Mga Base Clamp

Gamit ang pangunahing frame na tapos at ang pad ay nagsisimulang magmukhang isang bagay, napagpasyahan kong nais kong makuha ito upang hawakan ang rocket sa lalong madaling panahon. Kaya ang mga base clamp at itaas na clamp ay susunod sa listahan.

Ang mga base clamp ay kinakailangan upang mahawakan ang rocket habang nasa ilalim ng tulak, at pagkatapos ay palabasin ito sa eksaktong oras. Sa humigit-kumulang na 4.5Kg na itulak, sisirain ng rocket ang sg90 servo motors na ginagamit sa mga base clamp. Nangangahulugan ito na kailangan kong lumikha ng isang disenyo ng makina na kukuha ng lahat ng stress mula sa servo at sa halip ay ilagay ito sa isang bahagi ng istruktura. Ang servo ay dapat na madaling bawiin ang clamp upang ang rocket ay maaaring iangat. Nagpasya akong kumuha ng ilang inspirasyon mula sa isang walang silbi na kahon para sa disenyo na ito.

Ang mga servos at mga piyesa sa makina ay dapat ding ganap na takpan upang hindi sila direktang makipag-ugnay sa tambutso ng mga rocket, kaya ginawa ang mga gilid at tuktok na takip. Ang tuktok na takip ay kailangang lumipat upang isara ang 'kahon' nang mag-retract ang clamp, simpleng ginamit ko ang ilang mga rubber band upang hilahin ito pababa. Kahit na maaari mo ring gamitin ang mga bukal o ibang mekanikal na bahagi upang hilahin ito. Ang base clamp ay kinakailangang mai-mount sa launch pad sa isang naaayos na riles upang ang kanilang posisyon ay maayos, at maaari silang magkaroon ng iba pang mga rocket. Ang kakayahang umangkop ay mahalaga para sa mga base clamp.

Ang mga base clamp ay napaka-hamon para sa akin dahil wala akong karanasan sa mga piyesa sa makina, at lahat ng kailangan upang magkaroon ng 0.1mm tolerances upang gumana nang maayos. Inabot ako ng 4 na tuwid na araw mula nang magsimula ako sa clamp hanggang sa magkaroon ako ng unang ganap na gumaganang clamp dahil maraming CAD at prototyping na kasangkot upang makagawa sila ng maayos. Ito ay pagkatapos ng isa pang linggo ng pag-print ng 3D, dahil ang bawat salansan ay may 8 bahagi na gagana.

Nang maglaon kapag na-install ko ang pad computer, napagtanto kong balak ko lamang na gumamit ng isang Arduino pin upang makontrol ang apat na servo. Natapos itong hindi gumana at mayroon din akong mga problema sa voltage regulator, kaya gumawa ako ng isang 'servo computer' na nasa ilalim ng launch pad at kinokontrol ang mga clamp. Pagkatapos ay naka-mount ang mga regulator sa mga pad ng aluminyo plate upang magamit bilang isang malaking heat sink. Ang computer ng servo ay naka-on din at patayin ang kuryente sa mga servos na may MOSFETs, kaya't hindi sila nasa ilalim ng pare-parehong stress.

Hakbang 4: Itaas na Mga Clamp

Matapos ang mga linggo ng trabaho sa mga base clamp at mga kaugnay na electronics oras na upang gumawa ng higit pang mga clamp! Ang itaas na mga clamp ay isang napaka-simpleng disenyo, kahit na ang mga ito ay napaka mahina at tiyak na maa-upgrade sa hinaharap. Ang mga ito ay isang simpleng bracket lamang kung saan ang mga turnilyo papunta sa strongback at hinahawakan ang mga motor na servo. Naka-mount sa mga motor na ito ng servo ay ang mga bisig na mayroong isang servo sungay na nakadikit sa kanila ng epoxy. Sa pagitan ng mga braso at ng rocket ay ilang maliit, hubog na mga piraso na paikutin at hulma ang kanilang mga sarili sa hugis ng mga rocket.

Ang mga clamp na ito ay may mga cable na tumatakbo sa pamamagitan ng strongback at sa pangunahing computer ng pad na kinokontrol ang mga ito. Ang isang bagay na idaragdag ay ang tumagal ng mahabang panahon upang maiayos ang kanilang bukas at saradong posisyon sa software habang sinusubukan kong huwag i-stall ang mga servo, ngunit ligtas pa ring hinahawakan ang rocket.

Upang idisenyo ang mga clamp, gumuhit ako ng isang 2D view sa tuktok ng rocket at strongback, na may eksaktong sukat sa pagitan nila. Nakapagdisenyo ako ng mga bisig sa tamang haba at ang servos sa tamang lapad bukod upang hawakan ang rocket.

Hakbang 5: Pag-iilaw

Karamihan sa mga hakbang mula dito ay hindi talaga sa anumang pagkakasunud-sunod, maaari kong gawin ang kahit anong gusto ko sa araw o linggo na iyon. Gayunman, nakatuon lamang ako sa isang seksyon nang paisa-isa. Ang launch pad ay mayroong 8 RGB LED's na konektado sa tatlong mga pin ng Arduino, ibig sabihin lahat sila ay magkatulad na kulay at hindi isa-isang matutugunan. Ang lakas at pagkontrol sa maraming RGB LEDs na ito ay isang malaking gawain sa sarili nito dahil kailangan ng bawat LED na may sariling resistor. Ang iba pang mga problema ay na sila ay hilahin masyadong maraming kasalukuyang kung sila ay nasa isang Arduino pin bawat kulay, kaya kailangan nila ng isang panlabas na mapagkukunan ng boltahe, na kinokontrol sa tamang boltahe.

Upang magawa ang lahat ng ito gumawa ako ng isa pang computer na tinatawag na 'LED Board'. Ito ay may kakayahang magpatakbo ng hanggang sa 10 RGB LED's na lahat ay may kani-kanilang resistors. Upang mapalakas silang lahat gumamit ako ng mga transistor upang kumuha ng lakas mula sa kinokontrol na boltahe at i-on ang mga kulay ayon sa gusto ko. Pinapayagan akong gamitin pa rin ang tatlong mga pin ng Arduino, ngunit hindi masyadong mahihila ang kasalukuyan na ito ay magprito sa board.

Ang lahat ng mga LED ay nasa pasadyang 3D na naka-print na mga braket na humahawak sa mga ito sa lugar. Mayroon din silang pasadyang ginawang mga cable ng Dupont na naka-plug sa LED Board at maayos na na-redirect sa istraktura ng launch pad.

Hakbang 6: Mga Penumatics

Palagi akong naging interesado sa parehong mga niyumatik at haydrolika, kahit na hindi ko lubos na naintindihan kung paano gumana ang mga system. Sa pamamagitan ng pagbili ng isang murang piston at murang mga kasangkapan, natutunan ko ang tungkol sa kung paano gumagana ang mga niyumatik at mailapat ang mga ito sa aking sariling system. Ang layunin ay upang maayos na bawiin ang backback gamit ang pneumatic piston.

Mangangailangan ang system ng isang air compressor, flow restictors, isang air tank, valve, isang pressure relief balbula at isang hanay ng mga kabit. Sa ilang matalinong pagdidisenyo at isang bungkos ng mga pasadyang naka-print na 3D na bracket, nagawa kong halos magkasya sa lahat ng ito sa loob ng pad.

Ang sistema na dinisenyo ko ay medyo pangunahing. Pinupuno ng isang air compressor pump ang isang tangke ng hangin at ginagamit ang isang gauge ng presyon upang matingnan ang presyon (target na 30PSI). Gagamitin ang isang pressure relief balbula para sa pag-aayos ng mga presyon ng tanke, kaligtasan at paglabas ng hangin kapag hindi ito ginagamit. Kapag handa na ang bawiin ang bawi, ang isang solenoid na balbula ay isasaaktibo ng computer, pinapabayaan ang hangin sa piston at itinulak ito pabalik. Gagamitin ang mga paghihigpit sa daloy bilang isang paraan ng pagbagal ng paggalaw na ito.

Ang air tank ay kasalukuyang hindi ginagamit, dahil wala pa akong kinakailangang mga kabit para dito. Ang tangke ay isang luma lamang, maliit na pamatay ng sunog, at gumagamit ito ng isang natatanging laki ng pag-angkop. At oo iyon ay isang 2Kg dumbbell, kung wala doon ang pad ay tip kapag ang malakas na backback ay tumalikod.

Hakbang 7: Elektronika

Ang pinakamahalagang bahagi, ang pangunahing bahagi at ang bahagi na may walang katapusang mga problema. Ang lahat ay kinokontrol nang elektroniko, ngunit ang ilang simple ngunit bobo na disenyo ng PCB at mga pagkakamali sa eskematiko ay sanhi ng mga bangungot. Ang wireless system ay hindi pa rin maaasahan, ang ilang mga input ay may sira, may ingay sa mga linya ng PWM, at isang pangkat ng mga tampok na pinlano ko para hindi gumana. Ire-remake ko ang lahat ng electronics sa hinaharap, ngunit titira ako dito sa ngayon dahil masigasig ako sa unang paglulunsad. Kapag ikaw ay isang buong tinuro sa sarili na 16 na taong gulang na walang mga kwalipikasyon at walang karanasan, tiyak na magkamali at mabigo ang mga bagay. Ngunit ang kabiguan ay kung paano mo matutunan, at bilang isang resulta ng maraming pagkakamali ay marami akong natutunan at napalago ang aking mga kasanayan at kaalaman. Inaasahan kong ang electronics ay tatagal ng halos dalawang linggo, pagkatapos ng 2.5 buwan na ito ay bahagya pa ring gumagana, iyan ang masamang pagkabigo ko sa isang ito.

Malayo sa lahat ng mga problema, pag-usapan natin ang tungkol sa kung ano ang gumagana at kung ano ito / ay nais gawin. Ang computer ay orihinal na dinisenyo upang maghatid ng maraming mga layunin. Kabilang dito ang LED control, servo control, control ng balbula, control ng ignition, wireless na komunikasyon, paglipat ng mode na may mga panlabas na input at ang kakayahang lumipat sa pagitan ng lakas ng baterya at panlabas na lakas. Marami sa mga ito ay hindi gumagana o may sira, kahit na ang mga hinaharap na bersyon ng Thrust PCB ay magpapabuti sa sitwasyong ito. Nag-print din ako ng 3D ng takip para sa computer upang ihinto ang direktang pakikipag-ugnay sa tambutso.

Mayroong isang malaking halaga ng paghihinang na kasangkot sa buong proseso habang gumawa ako ng dalawang pangunahing computer, isang computer na servo, dalawang LED Board, maraming mga kable at pasadyang mga cable ng Dupont. Ang lahat ay insulated din nang naaangkop sa pag-urong ng tubo ng pag-init at electrical tape, kahit na hindi nito pinahinto ang mga shorts na nangyayari pa rin!

Hakbang 8: Software

Software! Ang bahagi na pinag-uusapan ko sa lahat ng oras ngunit nag-aatubili akong palabasin sa yugtong ito. Ang lahat ng software ng mga proyekto ay ilalabas kalaunan, ngunit hawak ko ito sa ngayon.

Dinisenyo ko at gumawa ng napaka-kumplikado at mahabang software upang mai-interface ito nang perpekto sa controller. Kahit na pinilit ako ng mga problema sa wireless hardware na muling likhain ang software. Ngayon ang pad ay nakabukas, nagtatakda ito at ang mga clamp upang hawakan ang rocket at naghihintay ito para sa isang senyas mula sa controller na nagsasabi dito upang simulan ang countdown. Pagkatapos ay awtomatiko itong dumadaan sa countdown at naglulunsad nang hindi at susundan ang mga signal na natanggap. Ginagawa nitong walang silbi ang pindutang E-stop sa controller! Maaari mo itong pindutin ngunit sa sandaling nasimulan ang countdown, hindi ito mapipigilan!

Ito ang aking pinakamataas na priyoridad upang ayusin ang wireless system nang diretso pagkatapos ng unang paglunsad. Kahit na tatagal ito ng halos isang buwan at kalahati ng trabaho (sa teorya) at daan-daang dolyar, na ang dahilan kung bakit hindi ko ito inaayos ngayon. Ito ay halos isang taon mula nang magsimula ako sa proyekto at sinusubukan kong makuha ang rocket sa langit sa o bago ang isang taong anibersaryo (ika-4 ng Oktubre). Pipilitin ako nitong ilunsad na may bahagyang hindi kumpleto na mga ground system, kahit na ang unang paglulunsad ay higit na nakatuon sa pagganap ng mga rocket.

Ina-update ko ang seksyon na ito sa hinaharap upang isama ang pangwakas na software at isang buong paliwanag.

Hakbang 9: Pagsubok

Pagsubok, pagsubok, pagsubok. WALA akong nagawa na ganap na gumagana nang perpektong subukan, ganoon ang natututo ako! Sa yugtong ito na nagsisimula kang makakita ng usok, lahat ay huminto sa paggana o mga bagay na iglap. Ito ay isang bagay lamang ng pagiging mapagpasensya, paghahanap ng problema at pag-alam kung paano ito ayusin. Mas magtatagal ang mga bagay pagkatapos mong asahan at mas mahal pagkatapos ay naisip mo, ngunit kung nais mong bumuo ng isang labis na rocket na walang karanasan, kailangan mo lang tanggapin iyon.

Kapag ang lahat ay gumagana nang perpekto at maayos (hindi katulad ng sa akin) handa ka nang gamitin ito! Sa aking kaso ilulunsad ko ang aking labis na labis na modelo ng rocket na kung saan ay batay ang buong proyekto sa paligid…

Hakbang 10: Ilunsad

Sinumang nakakaalala sa aking huling post na Mga Instructable ay malalaman na ito ang puntong pinabayaan kita. Ang rocket ay hindi pa rin inilunsad, dahil ito ay isang malaking proyekto! Kasalukuyan akong tina-target ang ika-4 ng Oktubre, kahit na makikita natin kung matutugunan ko ang deadline na iyon. Bago noon marami pa akong mga bagay na gagawin at maraming pagsubok na gagawin, nangangahulugang mayroong higit pang mga post ng Instructable at mga video sa YouTube na malapit na sa susunod na dalawang buwan!

Ngunit habang hinihintay mo ang matamis na footage ng paglunsad, bakit hindi sundin ang pag-unlad at tingnan kung nasaan ako sa lahat ng ito:

YouTube:

Twitter (pang-araw-araw na pag-update):

Instagram:

Mga Instruction na Controller:

Ang aking dodgy website:

Mga sticker:

Kasalukuyan akong nagtatrabaho sa launch pad na video na makikita sa YouTube sa loob ng ilang linggo (sana)!

Hakbang 11: Isang Hakbang Dagdag !?

Malinaw na mayroon pa akong mahabang paglalakad hanggang sa gumana ang lahat ayon sa gusto ko, kahit na mayroon akong isang listahan ng mga ideya sa hinaharap kung paano ko ito gagawing mas mahusay at labis na labis na paggamit! Pati na rin ang ilang mahahalagang pag-upgrade.

- Mas malakas na pang-itaas na clamp

- Ang pamamasa ng Strongback

- Wired backup (para sa kapag ang wireless ay isang sakit)

- Pagpipilian sa panlabas na kapangyarihan

- Display mode

- Ilunsad ang pusod

- At syempre, ayusin ang lahat ng mga kasalukuyang problema

Nagsasalita ng mga kasalukuyang problema:

- Maling sistema ng wireless

- Mga isyu sa MOSFET

- ingay ng PWM

- 1 paraan ng malakas na aktibo

Salamat sa pagbabasa ng aking post, inaasahan kong makakuha ka ng magagandang inspirasyon mula rito!