Overkill Model Rocket Launch Controller !: 9 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Bilang bahagi ng isang malaking proyekto na kinasasangkutan ng mga modelong rocket kailangan ko ng isang controller. Ngunit tulad ng lahat ng aking mga proyekto hindi ako maaaring dumikit lamang sa mga pangunahing kaalaman at gumawa ng isang handheld single-button na controller na naglulunsad lamang ng isang modelong rocket, hindi, kailangan kong labis na labis na labis na labis at gawin itong masalimuot at sa tuktok na maaari kong gawin mag-isip ng. Mayroon akong mga ideya upang gawin itong mas higit sa tuktok, subalit ang mga ideyang iyon ay medyo wala sa badyet para sa isang 16 na taong mag-aaral.

Matapos ang labis na pagsasaliksik at pagpaplano ay hindi ako makahanap ng anumang mga mapagkukunan sa paraan ng 'mga maliliit na rocket controler' dahil hindi sila eksaktong isang karaniwang item, kaya kailangan kong idisenyo ang aking sarili mula sa simula. Ang pangunahing bahagi ng aking buong proyekto, ang rocket mismo, ay gawa sa carbon fiber at mukhang medyo badass, kaya nais kong ipagpatuloy ang temang ito hanggang sa controller, at ang steel launch pad (kasalukuyang hindi kumpleto).

Ngunit ano ang ginagawa ng tagakontrol na ito? Bakit mo ito nagawa?

Sa gayon ang aking modelo ng rocket ay hindi eksaktong isang tipikal na rocket na may mga palikpik at isang pangunahing launch pad na may isang gabay na riles. Sa halip ang rocket ay puno ng pasadyang electronics at thrust vector control kagamitan. Ang thrust vector control, o TVC, ay nagsasangkot ng paglipat ng makina 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!

Gayunpaman sa pamamagitan ng mahabang intro na ito ay hindi ko pa rin naipaliwanag kung ano ang ginagawa ng controller! Ang launch pad tulad ng dati kong sinabi ay hindi lamang isang stand na may isang gabay na riles, sa halip isang kumplikadong sistema na puno ng electronics isang mekanikal na bahagi, tulad ng isang tunay na pad ng paglunsad. Nagsasama ito ng isang niyumatik na piston upang bawiin ang malakas na likod, mga clamp na humahawak sa base ng rockets at itaas na katawan at maraming iba pang mga bagay na ipapaliwanag ko nang mas mahusay sa hinaharap na mga video sa YouTube.

Ang controller ay hindi lamang nagpapadala ng lahat ng mga wireless signal upang makontrol ang mga system ng paglunsad pad at ilunsad ang rocket, ngunit pinapayagan din akong ayusin ang mga setting ng paglulunsad. Kung ito ay talagang paglulunsad, o hinahawakan lamang sa pad para sa isang static na sunog ng motor. Kung mayroon man o hindi ang naibabalik na malakas na back-pneumatic system o hindi. Ang rocket ba ay mayroong mga side boosters tulad ng nakikita sa Falcon Heavy. O kailangan ko bang subukan ang wireless na koneksyon sa pagitan ng controller at launch pad. Ito ay ang ilan lamang sa mga pagpapaandar na magagawa ng tagakontrol na ito.

Mabilis na tala: Hindi ito ang pangwakas na mga label dahil wala akong kasalukuyang access sa aking karaniwang Roland GX-24 vinyl cutter. Wala rin akong baterya, gagamit ako ng isang karaniwang RC car / plane LiPo, 11.1V at mga 2500mAh.

Bago kami magsimula sa sunud-sunod na mga tagubilin sa kung paano ko ito nagawa nais kong linawin sa lahat na ang isang tagakontrol na tulad nito ay maaaring magamit nang higit pa pagkatapos ay maglulunsad lamang ng mga rocket depende sa kung para saan mo ito ginawa. Maaari nitong makontrol ang isang wireless rover, kontrolin ang isang RC helicopter / drone, maiakma sa isang portable computer o gaming system. Ang imahinasyon mo talaga ang hangganan. Kung nais mong buuin ang tagakontrol na ito, masidhi kong inirerekumenda na disenyo mo ang iyong sariling eskematiko, lumipat ng layout at lahat ng iyong sariling software. Gawin itong tunay na SA iyo.

Update!

Narito ang bagong video sa YouTube tungkol sa controller!

Mga gamit

Habang nasa Australia ako ang aking mga bahagi at link ay malamang na magkakaiba sa anuman sa iyo kaya inirerekumenda kong gawin ang iyong sariling pagsasaliksik! Mayroon akong isang buong listahan ng mga bahagi ng PDF ng lahat ng ginamit ko dito. Inirerekumenda ko rin ang paggamit ng iyong sariling mga bahagi upang gawing pasadya ang iyong controller sa kailangan / nais mong gawin!

Ang pangunahing listahan ng mga bahagi:

• Isang kaso ng ilang uri
• Panel ng acrylic
• Mga pindutan at switch
• LCD screen, readout ng boltahe
• Filament ng PLA
• 3D carbon fiber vinyl
• Isang module ng speaker at audio (kung nais mong pag-usapan ito)

Iningatan ko ang pangunahing mga tool, maaari mong gamitin ang mayroon ka:

• Dremel na may talim ng paggupit
• Drill
• Panghinang
• Magaan ang sigarilyo (para sa pag-urong ng tubo sa init)
• Screw driver
• Matulis ang ilong ng ilong
• Squeegee (para sa paglalapat ng vinyl wrap at sticker)
• Stanley kutsilyo (para sa pagputol ng acrylic)

Hakbang 1: Pagsisimula

Ano ang gusto kong gawin ng aking controller? Anong mga pindutan / switch at pag-andar ang kailangan nito? Ano ang gusto kong hitsura nito? Ano ang badyet? Ito ang lahat ng kinakailangang mga katanungan upang tanungin ang iyong sarili bago mo simulang talakayin ang gawaing ito. Kaya't magsimula sa pamamagitan ng pagkuha ng isang notepad at pagsulat ng mga ideya. Nakatutulong din ito upang magsaliksik sa mga mayroon nang mga controler, maaari mo lamang makita ang ginintuang ideya.

Kakailanganin mong isipin ang bawat solong pagpapaandar na kailangang gumanap ng iyong tagapamahala at kung anong uri ng mga pindutan / switch ang kakailanganin mo para dito. Sa aking kaso ito ay ang pagkontrol ng maraming bahagi ng isang launch pad at paglulunsad ng isang rocket. Kaya't kailangan ko ng mga switch para sa mga setting, isang paraan ng pagsisimula ng pagkakasunud-sunod ng paglunsad, mga security code upang matiyak na walang ibang maaaring maglunsad ng rocket at ilang iba pang mga menor de edad na bagay.

Ang aking malaking pindutan ng pagtigil sa emergency ay ganap na mahalaga para sa aking form ng controller! Nagsisimula ang Controller ng 15 segundo na pagkakasunud-sunod ng countdown kung saan naghahanda ang launch pad upang ilunsad ang rocket. Anumang oras sa loob ng 15 segundo na ito ang ilang uri ng panganib ay maaaring maging naroroon, ang malaking pulang pindutan ay pinuputol ang lahat ng kapangyarihan sa controller, na humihinto sa anumang higit pang mga wireless signal mula sa pagkuha sa launch pad at tinitiyak na ang rocket ay HINDI maaaring ilunsad.

Kailangan ko rin ng isang paraan upang makontrol ang isang panlabas na umiikot na 12V na ilaw, ang Arduino ay maaari lamang maglabas ng isang 5V signal kaya ginamit ang isang MOSFET para sa gawaing ito. Ginamit din ang isang MOSFET upang lumikha ng isang circuit upang maapaso ang rocket motor na may isang wired na koneksyon sa controller. Kung ang isang bagay ay hindi gumagana sa araw ng paglunsad gamit ang wireless control nagagawa kong i-wire ang igniter ay humahantong sa controller upang ilunsad ang rocket.

Kapag alam mo kung ano ang kailangang gawin ng iyong tagapamahala oras na upang lumikha ng circuit diagram ng lahat ng iyong mga bahagi at alamin kung paano mo maitatakda ang mga ito sa pangunahing panel …

Hakbang 2: Layout at Mga Kable

Ang isang mahusay na layout ng sangkap ay mahalaga para sa kagalingan sa maraming bagay at kakayahang magamit, pati na rin ang mga estetika na kung saan ay matapat ang lahat ng aking pinapahalagahan. Ipinapaliwanag nito kung bakit ang antena ay nasa harap ng pindutan ng emergency stop? Natagpuan ko ang layout na ito sa pamamagitan ng pagkuha ng orihinal na foam mula sa kaso at paglipat ng mga bahagi dito hanggang sa nasisiyahan ako sa hitsura nito. Ang natitirang open space sa gitna ay para sa ilang mga magarbong decals, ngunit tulad ng sinabi ko dati na wala akong access sa isang vinyl cutter ngayon, kaya sa halip ay nasa tabi nito ang aking sticker ng logo ng proyekto.

Kapag naidisenyo mo ang layout na ito, markahan ang mga spot ng mga bahagi sa acrylic board kasama ang mga sukat ng butas at mga sukat ng balangkas ng board, puputulin ito sa susunod na hakbang. Gumamit ako ng 3mm acrylic.

Kapag alam mo na ang lahat ng mga sangkap na kailangan mo at kung saan sila pupunta kakailanganin mong lumikha ng ilang anyo ng eskematiko o talahanayan kung saan pumupunta ang lahat ng mga koneksyon. Narito ang aking lamesa ng pin at aking eskematiko. Huwag kopyahin ang aking mga dokumento dahil ang aking mga sangkap ay magkakaiba sa iyo at samakatuwid ay magkakaiba ang mga koneksyon, subalit ang iyong maligayang pagdating na gamitin ang minahan bilang isang gabay, nang libre. Ang eskematiko ay ginawa para lamang sa Mga Instructionable na ito dahil ginamit ko lamang ang pin table upang gawin ang aking tagakontrol, samakatuwid ang eskematiko ay minamadali at maaaring magkaroon ng mga pagkakamali! Kung nais mo ng isang kopya ng Fritzing file magpadala sa akin ng mensahe sa anuman sa aking mga social media account at i-email ko ito sa iyo, nang libre muli!

Kapag pinaplano ang iyong mga kable kakailanganin mong isaalang-alang kung gaano karaming mga pin ang mayroon ka sa iyong Arduino (Inirerekumenda ko ang isang Arduino Mega o Arduino Mega Pro). Kakailanganin mo ring saliksikin ang iyong mga bahagi at tingnan kung mayroong anumang mga tukoy na pin na dapat nilang puntahan, halimbawa maaari kang magkaroon ng mga sangkap ng SPI o I2C na nangangailangan ng mga tukoy na pin. Kapag nahanap mo ang eksaktong mga pin na kailangan ng ilang mga bahagi maaari mo ring punan ang natitirang mga digital at analog na pin na may iba pang mga input at output tulad ng mga switch, pindutan, LED, buzzer at MOSFET's.

Ang lahat ng mga dokumento ay magagamit sa aking dodgy website:

Kapag ang lahat ng pagpaplano na ito ay nakumpleto, ikaw ay nasa mga nakakatuwang bagay …

Hakbang 3: Pagputol

Panahon na upang gupitin ang pangunahing panel ng acrylic at pagkatapos ay i-cut ang lahat ng mga butas para sa mga bahagi! Mag-ingat, ang iyong tungkol sa upang gumawa ng isang malaking gulo! Tiyaking minarkahan mo ang bawat hiwa at tiyaking tama ang mga ito. Maaari mong i-cut ang layo ng higit pang mga materyal, ngunit hindi mo maaaring idagdag ito sa sandaling nawala … mabuti hindi masyadong mabuti pa rin! Nagkamali ako kapag pinuputol ang aking pangunahing panel, hindi ko naiskor ang linya ng sapat sa Stanley na kutsilyo at nag-agaw ng labis na materyal nang na-snap ko ito, mabuti na lang at madali itong natakpan ng paggawa ng isang puwang upang maiangat ang panel.

Upang maputol ang pangunahing hugis ng board ay na-clamp ko ang isang bakal na pinuno kasama ang mga linya ng gilid at kinaladkad at ang Stanley na kutsilyo sa linya hanggang sa halos kalahati na ako sa panel, tumagal ito ng mahabang panahon. Pagkatapos ay nai-clamp ko ang acrylic sa isang mesa na may linya ng paggupit sa gilid ng talahanayan at ang bahagi na nais ko sa mesa. Ang kaunting pag-abot sa gilid pagkatapos ay madaling naputol ng kaunting lakas, subalit nag-iwan ito ng ilang mga gilid. Gumamit ako ng martilyo upang halos malinis ang mga gilid na ito at pagkatapos ay isang Dremel na may isang sanding bit upang gawing makinis ang mga ito. Ang aking kaso ay may bilog na sulok kaya kailangan kong bilugan ang mga sulok ng acrylic gamit ang Dremel, gamit ang isang pagputol upang magsimula at matapos sa isang sanding bit.

Kapag mayroon ka ng outline ng panel maaari kang gumamit ng isang kumbinasyon ng isang Dremel cutting talim at isang drill upang i-cut ang lahat ng mga butas sa iyong panel. Ang mga malalaking bilog ay tapos na sa maraming maliliit na hiwa ng Dremel, mga parihaba at parisukat na pinutol ng Dremel at ang mga maliliit na butas ay binarena. Ang lahat ng mga butas na ito ay maaaring malinis na may isang file, buhangin papel at isang Dremel sanding bit pagkatapos.

Oras na nito upang linisin ang anumang mga bitak o magaspang na gilid gamit ang balot ng vinyl …

Hakbang 4: Balot at I-mount

Bumili ako ng sobrang murang carbon fiber vinyl na pambalot sa eBay upang masakop ang buong panel, ang totoong carbon fiber ay magiging napakamahal at napakagulo ngunit isinasaalang-alang ko ito. Gupitin ang isang piraso ng vinyl na bahagyang mas malaki pagkatapos ng panel, alinman sa carbon, kahoy?, Itim na gloss o baka gusto mo lamang itong pintura! Bahala na ang gusto mo. Pagkatapos ay maingat na balatan ang isang maliit na halaga ng malagkit na takip at simulang ilapat ito sa pisara. Tiyaking gumagamit ka ng isang squeegee upang alisin ang anumang mga bula sa iyong pagsabay. Maingat na ihiga ang vinyl at balutin ito ng mahigpit sa mga gilid. Depende sa kalidad ng iyong vinyl maaaring kailanganin mong magdagdag ng dagdag na pandikit! Kung ang iyong sobrang fussy baka gusto mo ring palambutin ang vinyl gamit ang isang hair dryer o heat gun upang makakuha ng sobrang makinis na mga sulok.

Kapag tapos na ito oras na upang bawasan ang anumang vinyl na sumasakop sa mga butas para sa iyong mga bahagi. Mag-ingat na hindi guguluhin ang iyong magandang gawa sa vinyl!

Ngayon ay maaari mong mai-mount ang lahat ng mga bahagi sa kanilang mga spot. Ang mga sangkap ay maaaring mangailangan ng mga nut, turnilyo, pandikit / epoxy o pagkikiskisan na magkasya. Pangkalahatan ang karamihan sa mga bahagi ay napupunta sa madaling sapat. Ang aking NRF24 long range transceiver module ay nakaupo sa isang anggulo sa butas, kaya nagdagdag ako ng isang washer at itinuwid ito nang maayos. Ang bahaging ito ay kailangang gaganapin sa epoxy, kaya't mabilis akong naghalo, LABAS!

Kailangan ko ng kung saan upang maiimbak ang antena ng NRF24 nang sarado ang kaso, kaya upang maiwasan ang pagkawala nito napagpasyahan kong gumawa ng isang naka-print na clip na 3D na na-screw sa panel. Magagamit ang clip na ito sa Thingiverse dito!

Sa iyong panel na mukhang kumpleto (bukod sa anumang mga label na maaaring gusto mong idagdag) oras na upang i-flip ito at simulan ang mga kable …

Hakbang 5: Paghihinang at Mga Kable

Ang bawat isa sa aking mga wire ay na-solder sa mga sangkap at pagkatapos ay tumakbo sa Arduino, kung saan naka-plug in sila ng mga male header pin. Kinailangan kong pasadyang gawin ang mga wires na ito sa pamamagitan ng pagputol ng mga plugs mula sa mga wire ng jumper, paghihinang ito sa isang naaangkop na haba ng kawad at pagkatapos ay insulate ang mga ito ng tubong pag-urong ng init. Bago ka magsimula sa paghihinang, i-mount ang iyong micro controller sa likod ng panel upang maaari mong planuhin ang mga haba ng iyong wire nang naaayon. Inirerekumenda ko ang paggawa ng mas mahaba ang iyong mga wire pagkatapos ay kinakailangan, makakatulong ito sa maayos na pag-aayos ng mga ito kapag tapos na ang lahat. Maaari ka ring magkaroon ng maliliit na sangkap tulad ng resistors, screw terminal at MOSFET's upang maghinang sa ilang perf board.

Kapag ang iyong mga wires ay soldered maaari mong i-plug ang lahat sa kanilang mga pin ng Arduino at pagkatapos ay gumamit ng mga kurbatang kurdon upang subukan at gawin itong mas neater. Ang prosesong ito ay tumatagal ng isang mahabang oras ngunit ito ay nagkakahalaga ito at napaka-kasiya-siya!

Ang nagsasalita sa naka-print na 3D na pabahay ay para sa isang pag-upgrade sa hinaharap na nagsasangkot ng pag-play ng.wav file at paggawa ng tunog ng pag-uusap / pag-play ng controller.

Ang buong proseso na ito ay tumagal sa akin sa loob ng dalawang araw nang diretso tulad ng paggawa ng mga pasadyang wires at pagkakabukod ng bawat koneksyon ay labis na gugugol! Maglagay lamang ng ilang musika, kumuha ng ilang meryenda at magsimulang maghinang. Siguraduhin na ang iyong eskematiko ay malapit sa pamamagitan ng!

Sa lahat ng pagkumpleto ng mga kable ay oras na para sa SOFTWARE…

Hakbang 6: Software

Kasalukuyan akong nakakuha ng pangunahing software upang makuha ang lahat ng mga setting at upang tanggapin ang mga security code subalit ang aking software ay hindi kumpleto dahil ang launch pad ay hindi natapos! I-e-edit ko ang seksyong ito at idaragdag ang lahat ng aking software at isang paliwanag tungkol dito kapag natapos na ako!

Ang software ng bawat isa ay magkakaiba depende sa kung ano ang gagawin ng iyong controller. Sa puntong ito na nagsisimulang mabuhay ang iyong tagakontrol! Inirerekumenda ko ang pagsasaliksik kung paano i-program ang bawat isa sa iyong mga bahagi at pagkatapos ay ididisenyo ang iyong software sa isang tsart ng daloy. Maaari mong makita ang aking pag-setup ng tsart ng daloy ng software dito, kahit na wala pa akong nakakuha ng isang tsart ng daloy para sa aking software ng pagkakasunud-sunod ng paglulunsad.

Ang pinakamadaling paraan upang matugunan ang malalaking halaga ng software ay ang planuhin ito. Ang mas plano mo itong mas madali. Magsimula sa pamamagitan ng pag-wire down ng mga tala at pag-usad sa isang pangwakas na diagram ng tsart ng daloy na ipinapakita ang lahat ng kailangan gawin ng iyong tagontrol at kung paano nai-navigate ang system. Ipinapakita ng minahan kung ano ang ipinapakita sa LCD screen pati na rin kung paano makarating sa pagitan ng mga seksyon. Sa sandaling naidisenyo mo ang iyong software at alam kung paano i-program ang bawat bahagi, kumuha ng kape at magkano ang nagagawa hangga't maaari sa isang gabi. Gawin ito sa loob ng maraming gabi at magagawa ito bago mo malaman ito! Ang mga forum at ang Arduino website ay magiging iyong matalik na kaibigan sa ilang mga gabing ito!

Ang aking pinakamalaking tip, ito ay i-save ang iyong buhay! Kapag itinatakda mo ang iyong mga pindutan / switch bilang mga input dapat mong gamitin ang piraso ng code na ito: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Kung hindi mo idagdag ang '_PULLUP' ang iyong mga pindutan / switch ay bounce at hindi gagana. Natutunan ko ito sa mahirap na paraan at ginugol ng 5 oras ng labis na trabaho dito nang nag-iisa bago ko namalayan ang aking simpleng pagkakamali.

Sa pagtatapos ng iyong software na nai-upload mo ito nang hindi bababa sa 100 beses para sa pagsubok, ngunit mayroon pang maraming pagsubok na gagawin …

Hakbang 7: Pagsubok

Pagsubok, pagsubok, pagsubok. Ang susi sa paggawa ng anumang proyekto na perpekto at gumana sa paraang kailangan nito. Kung ang isang bagay ay hindi gagana kailangan mong subaybayan ang problema, posibleng palitan ang mga sangkap, gumawa ng ilang rewiring o sa pinakamagandang kaso baguhin lamang ang isang maliit na code. Walang proyekto na gagana perpekto unang subukan. Patuloy lamang dito hanggang sa tapos na ito at gumana nang maayos.

Kapag ito ay gumagana perpekto ang iyong handa na upang gamitin ito! Sa aking kaso ito ay naglulunsad ng mga rocket …

Hakbang 8: Ilunsad

Naghihintay ka lahat para sa ilang mga magagandang larawan / video sa paglulunsad! Paumanhin para sa iyo na gawin ito sa iyo ngunit ang unang paglulunsad ay hindi bababa sa 3 buwan na pahinga. Kailangan kong gawin ang launch pad at tapusin ang bawat bahagi ng buong proyekto. Kasalukuyan akong 6 na buwan at nagtrabaho araw-araw mula nang magsimula ako. Ito ay isang ganap na malaking proyekto!

Kasalukuyan akong nagtatrabaho sa isang malaking video tungkol sa kung paano ko ginawa ang controller pati na rin kung ano ang ginagawa at ilang mga demo. Ito ay sana ay nasa YouTube sa loob ng isang linggo!

Sa pagsasabi na maaari mong sundin ang aking pag-unlad hanggang sa unang paglunsad at sa lahat ng mga paunang pagkabigo at pag-tune. Nagtatrabaho ako sa maraming mga video sa YouTube tungkol sa proyekto at patuloy akong nag-post sa twitter at Instagram. Mayroong ilang malalaking video sa YouTube na darating hinggil sa rocket mismo, ang launch pad at syempre ilulunsad. Narito ang lahat ng aking mga account …

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Aking Dodgy Website:

Gusto mo ba ng Sticker?

Hakbang 9: Isang Hakbang Dagdag !?

Tulad ng sinabi ko kanina hindi pa ako tapos! Kailangan ko pa ring makuha ang baterya, i-mount ito at gawin ang pangwakas na mga label.

Gayunpaman nagkaroon ako ng maraming iba pang mga ideya sa kung paano gawin ang isang hakbang na ito sa karagdagang!

• Raspberry Pi computer na may built-in na screen sa takip ng kaso
• Mga plugs ng saging para sa paglunsad ng wired backup
• Panlabas na antena sa isang tripod
• Nagcha-charge ang baterya gamit ang isang plug sa pangunahing panel
• Programming sa isang plug sa pangunahing panel
• Tunay na carbon fiber panel
• Sinusuportahan ang likod ng panel upang ihinto ang baluktot

Humihingi ako ng paumanhin para sa kakulangan ng mga larawan sa pag-unlad! Ang mga ito ay nakuha sa aking telepono dahil sa hindi ko naisip na kumuha ng marami.

Inaasahan kong inspirasyon ka nitong gumawa ng sarili! Gusto kong makita ang iyong trabaho ….