Overkill Model Rocket Launch Controller!: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Sebagai sebahagian daripada projek besar yang melibatkan roket model, saya memerlukan pengawal. Tetapi seperti semua projek saya, saya tidak dapat mengikuti asas-asasnya dan membuat alat kawalan satu butang genggam yang hanya melancarkan roket model, tidak, saya harus melakukan pemborosan yang berlebihan dan menjadikannya rumit dan di atas seperti yang saya boleh fikir tentang. Saya memang mempunyai idea untuk menjadikannya lebih penting lagi, namun idea-idea itu sedikit daripada anggaran untuk pelajar berusia 16 tahun.

Setelah banyak membuat kajian dan merancang, saya tidak dapat mencari sumber-sumber dalam cara 'beg bimbit pengendali roket' kerana ia bukan item yang biasa, jadi saya perlu merancang sendiri dari awal. Bahagian utama dari keseluruhan projek saya, roket itu sendiri, terbuat dari serat karbon dan kelihatan sangat buruk, jadi saya ingin meneruskan tema ini ke pengawal, dan pad pelancaran keluli (kini tidak lengkap).

Tetapi apa yang dilakukan oleh pengawal ini? Mengapa anda membuatnya?

Roket model saya bukanlah roket khas dengan sirip dan landasan pelancaran asas dengan rel panduan. Sebaliknya roket tersebut diisi dengan peralatan elektronik dan alat kawalan vektor tersuai. Kawalan vektor tuju, atau TVC, melibatkan penggerak enjin ke dalam roket untuk mengarahkan tujunya dan oleh itu, mengarahkan roket ke lintasan yang sesuai. Walau bagaimanapun, ini melibatkan panduan GPS yang tidak sah! Oleh itu roket saya menggunakan TVC untuk memastikan roket tetap stabil tegak dengan giroskop di komputer penerbangan, tanpa peralatan GPS. Penstabilan aktif adalah sah, panduan tidak!

Bagaimanapun melalui intro yang panjang ini saya masih belum menjelaskan apa yang dilakukan oleh pengawal! Pad pelancaran seperti yang saya katakan sebelumnya bukan hanya pendirian dengan rel panduan, melainkan sistem kompleks yang diisi dengan elektronik bahagian mekanikal, seperti peluncur sebenar. Ia termasuk piston pneumatik untuk menarik belakang yang kuat, penjepit yang memegang dasar roket dan badan atas dan banyak perkara lain yang akan saya jelaskan dengan lebih baik dalam video YouTube masa depan.

Pengawal bukan sahaja menghantar semua isyarat tanpa wayar untuk mengawal sistem peluncur dan melancarkan roket, tetapi juga membolehkan saya menyesuaikan tetapan pelancaran. Sama ada ia benar-benar dilancarkan, atau hanya dipegang ke pad untuk api statik motor. Sama ada saya mempunyai sistem pneumatik kuat belakang yang boleh ditarik atau tidak. Adakah roket itu memiliki penguat sisi seperti yang terlihat pada Falcon Heavy. Atau adakah saya perlu menguji sambungan tanpa wayar antara pengawal dan peluncur. Ini semua hanya beberapa fungsi yang dapat dilakukan oleh pengawal ini.

Nota ringkas: Ini bukan label akhir kerana pada masa ini saya tidak mempunyai akses ke pemotong vinil Roland GX-24 biasa saya. Saya juga belum mempunyai bateri, saya akan menggunakan kereta RC / pesawat LiPo standard, 11.1V dan sekitar 2500mAh.

Sebelum kita memulakan dengan arahan langkah demi langkah tentang bagaimana saya membuatnya, saya ingin menjelaskan kepada semua orang bahawa alat kawalan seperti ini dapat digunakan lebih banyak lagi dengan hanya melancarkan roket bergantung pada apa yang anda buat. Ia dapat mengendalikan rover tanpa wayar, mengendalikan helikopter / drone RC, disesuaikan dengan komputer mudah alih atau sistem permainan. Imaginasi anda sebenarnya adalah hadnya. Sekiranya anda ingin membina alat kawalan ini, saya juga sangat mengesyorkan anda merancang skema, susun atur suis dan semua perisian anda sendiri. Jadikan ia benar-benar ANDA.

Kemas kini!

Inilah video YouTube baru mengenai pengawal!

Bekalan

Oleh kerana saya di Australia, bahagian dan pautan saya mungkin berbeza dengan mana-mana dari anda jadi saya akan mengesyorkan anda membuat penyelidikan sendiri! Saya mempunyai senarai bahagian penuh PDF dari semua yang saya gunakan di sini. Saya juga mengesyorkan menggunakan bahagian anda sendiri untuk membuat pengawal anda disesuaikan dengan apa yang anda perlukan / inginkan!

Senarai bahagian asas:

• Kes semacam
• Panel akrilik
• Butang dan suis
• Skrin LCD, bacaan voltan
• Filamen PLA
• Vinil gentian karbon 3D
• Modul pembesar suara dan audio (jika anda mahu bercakap)

Saya telah menyimpan alat asas, anda boleh menggunakan apa sahaja yang anda ada:

• Dremel dengan pisau pemotong
• Gerudi
• Besi pematerian
• Pemantik rokok (untuk tiub penyusutan panas)
• Pemacu skru
• Tang hidung runcing
• Squeegee (untuk menggunakan balutan dan pelekat vinil)
• Pisau Stanley (untuk memotong akrilik)

Langkah 1: Bermula

Apa yang saya mahu pengawal saya lakukan? Butang / suis dan fungsi apa yang diperlukannya? Seperti apa saya mahu? Berapakah anggaran? Ini semua adalah soalan yang perlu ditanyakan kepada diri sendiri sebelum anda mula menyelesaikan tugas ini. Jadi mulakan dengan mendapatkan notepad dan menuliskan idea. Ia juga berguna untuk membuat kajian mengenai pengawal yang ada, anda mungkin hanya mendapat idea emas itu.

Anda perlu memikirkan setiap fungsi yang perlu dilakukan oleh pengawal anda dan jenis butang / suis apa yang anda perlukan untuknya. Dalam kes saya ini mengawal banyak bahagian peluncur dan melancarkan roket. Oleh itu, saya memerlukan suis untuk tetapan, cara memulakan urutan pelancaran, kod keselamatan untuk memastikan tidak ada orang lain yang dapat melancarkan roket dan beberapa perkara kecil yang lain.

Butang berhenti kecemasan besar saya sangat mustahak untuk bentuk pengawal saya! Pengawal memulakan urutan undur 15 saat di mana pad pelancaran bersiap untuk melancarkan roket. Bila-bila masa selama 15 saat ini, terdapat beberapa bentuk bahaya, butang merah besar memotong semua kuasa kepada pengawal, menghentikan isyarat tanpa wayar lagi ke peluncur dan memastikan roket TIDAK BOLEH dilancarkan.

Saya juga memerlukan cara untuk mengawal cahaya berputar 12V luaran, Arduino hanya dapat mengeluarkan isyarat 5V sehingga MOSFET digunakan untuk tugas ini. MOSFET juga digunakan untuk membuat litar untuk menyalakan motor roket dengan sambungan berwayar ke pengawal. Sekiranya sesuatu tidak berfungsi pada hari pelancaran dengan alat kawalan tanpa wayar, saya dapat menyalakan wayar penyala ke pengawal untuk melancarkan roket.

Setelah anda mengetahui apa yang perlu dilakukan oleh pengawal anda, inilah masanya untuk membuat gambarajah litar semua komponen anda dan mengetahui bagaimana anda akan menetapkannya di panel utama…

Langkah 2: Susun atur & Pendawaian

Susun atur komponen yang baik adalah mustahak untuk fleksibiliti dan kebolehgunaan, serta estetika yang sebenarnya saya sayangi. Ini menjelaskan mengapa antena berada di hadapan butang berhenti kecemasan? Saya menjumpai susun atur ini dengan mendapatkan busa asli dari casing dan menggerakkan komponen di atasnya sehingga saya berpuas hati dengan rupanya. Ruang terbuka yang tinggal di tengah adalah untuk beberapa decals mewah, tetapi seperti yang saya katakan sebelumnya, saya tidak mempunyai akses ke pemotong vinil sekarang, jadi sebaliknya saya mempunyai pelekat logo projek saya di sebelahnya.

Setelah anda merancang susun atur ini, tandakan titik komponen pada papan akrilik bersama dengan dimensi lubang dan dimensi garis besar papan, ini akan dipotong pada langkah seterusnya. Saya menggunakan akrilik 3mm.

Sebaik sahaja anda mengetahui semua komponen yang anda perlukan dan ke mana sahaja mereka pergi, anda perlu membuat beberapa bentuk skematik atau jadual di mana semua sambungan itu pergi. Inilah jadual pin saya dan skema saya. Jangan menyalin dokumen saya kerana komponen saya akan berbeza dengan dokumen anda dan oleh itu sambungannya akan berbeza, namun anda boleh menggunakan saya sebagai panduan secara percuma. Skema dibuat hanya untuk Instructables ini kerana saya hanya menggunakan pin table untuk membuat pengawal saya, oleh itu skematik tergesa-gesa dan mungkin mempunyai kesilapan! Sekiranya anda menginginkan salinan fail Fritzing, hantarkan saya mesej di mana-mana akaun media sosial saya dan saya akan menghantar e-mel kepada anda secara percuma sekali lagi!

Semasa merancang pendawaian anda, anda perlu mempertimbangkan berapa banyak pin yang ada pada Arduino anda (saya cadangkan Arduino Mega atau Arduino Mega Pro). Anda juga perlu meneliti komponen anda dan melihat apakah ada pin tertentu yang harus dimasukkan, misalnya anda mungkin mempunyai komponen SPI atau I2C yang memerlukan pin khusus. Setelah anda menjumpai pin yang tepat yang diperlukan oleh komponen tertentu, anda boleh mengisi pin digital dan analog yang tinggal dengan input dan output lain seperti suis, butang, LED, buzzer dan MOSFET.

Semua dokumen boleh didapati di laman web cerdik saya:

Setelah semua perancangan ini selesai, anda akan meneruskan aktiviti yang menyeronokkan…

Langkah 3: Memotong

Sudah tiba masanya untuk memotong panel akrilik utama dan kemudian memotong semua lubang untuk komponennya! Hati-hati, anda akan membuat kekacauan besar! Pastikan anda telah menandakan setiap potongan dan pastikan ia betul. Anda boleh memotong lebih banyak bahan, tetapi anda tidak dapat menambahkannya semula setelah habis … baik juga tidak begitu baik! Saya membuat kesilapan ketika memotong panel utama saya, saya tidak cukup mencetak garisan dengan pisau Stanley dan ia mengambil terlalu banyak bahan ketika saya mengetuknya, untungnya ini dengan mudah ditutup dengan membuat jurang untuk mengangkat panel.

Untuk memotong bentuk papan utama, saya mengepit pembaris keluli di sepanjang garis tepi dan mengheret dan pisau Stanley di sepanjang garisan sehingga saya kira-kira separuh jalan melalui panel, ini memerlukan masa yang PANJANG. Saya kemudian menjepit akrilik ke meja dengan garis pemotong di tepi meja dan bahagian yang saya mahukan di atas meja. Sedikit menyerahkan tepi kemudian dengan mudah tersentak dengan sedikit kekuatan, namun ia meninggalkan beberapa tepi yang kabur. Saya menggunakan tukul untuk membersihkan bahagian tepi ini dengan kasar dan kemudian Dremel dengan sedikit pengamplasan untuk menjadikannya halus. Sarung saya mempunyai sudut bulat, jadi saya terpaksa membundarkan sudut akrilik dengan Dremel, menggunakan sedikit pemotong untuk memulakan dan menyelesaikan dengan bit pengamplasan.

Setelah anda mempunyai garis besar panel, anda boleh menggunakan gabungan pisau pemotong Dremel dan gerudi untuk memotong semua lubang di panel anda. Lingkaran besar dilakukan dengan banyak potongan Dremel kecil, segi empat tepat dan kotak dipotong dengan Dremel dan lubang kecil digerudi. Semua lubang ini dapat dibersihkan dengan fail, kertas pasir dan pengamplasan Dremel sesudahnya.

Sudah waktunya untuk membersihkan sebarang retakan atau tepi kasar dengan balutan vinil…

Langkah 4: Balut & Pasang

Saya membeli beberapa bungkus vinil serat karbon yang sangat murah di eBay untuk menutup keseluruhan panel, serat karbon yang sebenarnya akan menjadi terlalu mahal dan sangat tidak kemas tetapi saya menganggapnya. Potong sekeping vinil sedikit lebih besar daripada panelnya, sama ada karbon, kayu ?, berkilat hitam atau anda mungkin hanya mahu melukisnya! Terserah kepada pilihan anda. Kemudian kupas dengan teliti sebilangan kecil penutup pelekat dan mula meletakkannya di papan. Pastikan anda menggunakan pemeras untuk menghilangkan gelembung semasa anda berjalan. Letakkan vinil dengan berhati-hati dan balutkan di tepi dengan kuat. Bergantung pada kualiti vinil anda, anda mungkin perlu menambahkan sedikit gam! Sekiranya anda sangat rewel, anda juga mungkin ingin melembutkan vinil dengan pengering rambut atau senapang panas untuk mendapatkan sudut yang sangat halus.

Setelah ini selesai, inilah masanya untuk memotong sebarang vinil yang menutup lubang komponen anda. Berhati-hati untuk tidak merosakkan karya vinil anda yang indah!

Sekarang anda boleh memasang semua komponen di tempatnya. Komponen mungkin memerlukan mur, skru, gam / epoksi atau geseran. Secara amnya, kebanyakan komponen cukup mudah. Modul transceiver jarak jauh NRF24 saya duduk pada sudut di dalam lubang, jadi saya menambah mesin basuh dan meluruskannya dengan baik. Bahagian ini perlu dipegang dengan epoksi, jadi saya cepat-cepat mencampurnya, LUAR BIASA!

Saya memerlukan tempat untuk menyimpan antena NRF24 ketika casing ditutup, jadi untuk mengelakkan kehilangannya, saya memutuskan untuk membuat klip bercetak 3D yang diskrukan ke panel. Klip ini terdapat di Thingiverse di sini!

Dengan panel anda kelihatan lengkap (selain label yang mungkin anda mahu tambahkan) sudah tiba masanya untuk membalikkannya dan memulakan pendawaian…

Langkah 5: Pematerian & Pendawaian

Setiap wayar saya disolder ke komponen dan kemudian berlari ke Arduino, di mana mereka dipasang dengan pin header lelaki. Saya harus membuat wayar ini dengan memotong kabel jumper, memasangkannya pada panjang wayar yang sesuai dan kemudian menebatnya dengan tiub pengecutan panas. Sebelum memulakan pematerian, pasang pengawal mikro anda di bahagian belakang panel supaya anda dapat merancang panjang wayar anda dengan sewajarnya. Saya cadangkan agar kabel anda lebih lama daripada yang diperlukan, ini membantu menyusunnya dengan kemas apabila semuanya selesai. Anda juga mungkin mempunyai komponen kecil seperti perintang, terminal skru dan MOSFET untuk disolder ke papan perf.

Apabila wayar anda disolder, anda boleh memasangkan semuanya ke pin Arduino mereka dan kemudian menggunakan ikatan kabel untuk mencuba dan menjadikannya lebih kemas. Proses ini memerlukan masa yang lama tetapi sangat berbaloi dan sangat memuaskan!

Pembesar suara di perumahan bercetak 3D adalah untuk peningkatan yang akan datang yang melibatkan memainkan fail.wav dan membuat suara pengawal bercakap / bermain.

Seluruh proses ini memerlukan saya selama dua hari berturut-turut kerana membuat wayar tersuai dan penebat setiap sambungan sangat memakan masa! Cukup masukkan muzik, ambil makanan ringan dan mulakan pematerian. Pastikan skema anda hampir!

Dengan semua pendawaian selesai, inilah masanya untuk PERISIAN…

Langkah 6: Perisian

Pada masa ini saya mempunyai perisian asas untuk mendapatkan semua tetapan dan untuk menerima kod keselamatan namun perisian saya tidak lengkap kerana pad pelancaran belum selesai! Saya akan mengedit bahagian ini dan menambahkan semua perisian saya dan penjelasannya apabila saya selesai!

Perisian setiap orang akan berbeza bergantung pada apa yang akan dilakukan oleh pengawal anda. Pada tahap inilah pengawal anda mula hidup! Saya cadangkan meneliti cara memprogram setiap komponen anda dan kemudian merancang perisian anda dengan carta alir. Anda dapat melihat carta alir perisian persediaan saya di sini, walaupun saya belum mendapat carta alir untuk perisian urutan pelancaran saya.

Cara termudah untuk mengatasi sejumlah besar perisian adalah dengan merancangnya. Semakin anda merancang, semakin mudah. Mulakan dengan memasukkan nota dan maju ke rajah carta alir akhir yang menunjukkan semua yang perlu dilakukan oleh pengawal anda dan bagaimana sistem dilayari. Tambang menunjukkan apa yang dipaparkan di skrin LCD dan juga bagaimana untuk mendapatkan antara bahagian. Setelah anda merancang perisian anda dan mengetahui cara memprogram setiap komponen, ambil kopi dan lakukan banyak yang anda dapat pada satu petang. Lakukan ini selama beberapa malam dan ini akan dilakukan sebelum anda mengetahuinya! Forum dan laman web Arduino akan menjadi sahabat anda selama beberapa malam ini!

Petua terbesar saya, ini akan menyelamatkan nyawa anda! Semasa anda menetapkan butang / suis anda sebagai input, anda mesti menggunakan sekeping kod ini: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Sekiranya anda tidak menambah '_PULLUP' butang / suis anda akan melantun dan tidak berfungsi. Saya mempelajarinya dengan susah payah dan menghabiskan 5 jam kerja tambahan ini sahaja sebelum saya menyedari kesilapan saya yang sederhana.

Pada akhir perisian anda, anda akan memuat naiknya sekurang-kurangnya 100 kali untuk ujian, tetapi masih ada lebih banyak ujian yang perlu dilakukan …

Langkah 7: Menguji

Menguji, menguji, menguji. Kunci untuk menjadikan sesuatu projek itu sempurna dan berfungsi sebagaimana mestinya. Sekiranya sesuatu tidak berfungsi, anda perlu mengesan masalahnya, mungkin mengganti komponen, melakukan pendawaian semula atau dalam keadaan terbaik, ubah sedikit kod. Tidak ada projek yang akan berjaya. Hanya bertahan sehingga selesai dan berjalan lancar.

Setelah berfungsi dengan sempurna, anda sudah bersedia untuk menggunakannya! Dalam kes saya ini melancarkan roket …

Langkah 8: Lancarkan

Anda semua sedang menunggu beberapa gambar / video pelancaran yang manis! Maaf telah melakukan ini kepada anda tetapi pelancaran pertama masih ada cuti sekurang-kurangnya 3 bulan. Saya perlu membuat pelancaran dan menyelesaikan setiap bahagian keseluruhan projek. Saya kini berusia 6 bulan dan bekerja setiap hari sejak saya bermula. Ini adalah projek yang sangat besar!

Saya sedang mengerjakan video besar mengenai bagaimana saya membuat pengawal serta apa yang dilakukan dan beberapa demo. Mudah-mudahan ini akan berada di YouTube dalam masa seminggu!

Dengan itu anda boleh mengikuti perkembangan saya sehingga pelancaran pertama dan melalui semua kegagalan awal dan penalaan. Saya mengusahakan banyak video YouTube mengenai projek itu dan saya terus menghantar ke twitter dan Instagram. Terdapat beberapa video YouTube besar mengenai roket itu sendiri, landasan pelancaran dan tentu saja dilancarkan. Inilah semua akaun saya …

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Laman web Dodgy Saya:

Mahukan Pelekat?

Langkah 9: Selangkah Lebih Lanjut !?

Seperti yang saya katakan sebelumnya saya belum selesai! Saya masih perlu mendapatkan bateri, memasangnya dan membuat label akhir.

Walau bagaimanapun, saya mempunyai banyak idea lain mengenai cara untuk melangkah lebih jauh!

• Komputer Raspberry Pi dengan skrin terpasang pada penutup kes
• Palam pisang untuk pelancaran sandaran berwayar
• Antena luaran pada tripod
• Pengisian bateri dengan palam pada panel utama
• Pengaturcaraan dengan palam pada panel utama
• Panel gentian karbon sebenar
• Menyokong panel belakang untuk berhenti membongkok

Saya minta maaf kerana kekurangan gambar kemajuan! Mereka diambil di telefon saya kerana saya tidak berfikir untuk mengambil banyak.

Saya harap ini memberi inspirasi kepada anda untuk membuat sendiri! Saya suka melihat karya anda….