Overkill Model Rocket Launch Pad !: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Cu ceva timp în urmă am lansat o postare Instructables despre „Controlerul de lansare a rachetelor cu model Overkill”, împreună cu un videoclip de pe YouTube. L-am realizat ca parte a unui proiect imens de rachetă în care fac totul cât mai exagerat posibil, în încercarea de a învăța cât de mult pot despre electronică, programare, imprimare 3D și alte forme de realizare. Postarea Instructables a fost foarte populară și oamenii păreau să le placă, așa că am decis că merită să fac una despre noua mea platformă de lansare de exagerare!

Un model tipic de lansare a rachetei constă dintr-o șină care ghidează racheta și o structură de bază pentru a o ține. Dar, încercând să fac lucrurile cât mai exagerate posibil, știam că nu aș putea avea doar o șină. După o mulțime de cercetări, am găsit câteva modele de lansare a rachetelor, care sunt similare cu platformele de lansare reale, deși erau din lemn și păreau destul de dezordonate.

Așa că am început să mă gândesc cum aș putea să-l fac pe cel mai avansat și mai complicat din lume. Am decis că nici o idee nu este „prea nebună” sau „imposibilă pentru un tânăr de 16 ani să o realizeze”, așa că orice idee accesibilă a fost scrisă și creată. Am decis chiar de la început că doresc să continui tema badass care se vede pe racheta și controlerul meu, așa că un cadru de oțel și plăci de aluminiu a fost cu siguranță calea de urmat.

Dar Eddy, ce are platforma de lansare și ce face, care o face atât de diferită?

Ei bine, racheta mea model nu este tocmai o rachetă tipică cu aripioare. În schimb, racheta este umplută cu echipamente electronice personalizate și echipamente de control al vectorului de împingere. Controlul vectorului de tracțiune sau TVC implică mutarea motorului în interiorul rachetei pentru a direcționa tracțiunea și, prin urmare, a direcționa racheta către traiectoria corespunzătoare. Cu toate acestea, aceasta implică ghidare GPS, care este ILEGAL! Deci racheta mea folosește TVC pentru a menține racheta foarte stabilă în poziție verticală cu un giroscop pe computerul de zbor, fără echipament GPS. Stabilizarea activă este legală, îndrumarea nu!

După această lungă prezentare, încă nu am explicat ce face de fapt tamponul și care sunt caracteristicile sale! Rampa de lansare nu este o simplă șină, ci un sistem foarte complex, plin de piese mecanice, electronice și pneumatice. Scopul a fost să-l asemănăm cu o platformă de lansare reală, ceea ce explică o mulțime de caracteristici. Tamponul are un piston pneumatic pentru retragerea spatei puternice, cleme superioare și cleme de bază imprimate 3D, comunicație fără fir cu controlerul, o mulțime de iluminare RGB (bineînțeles!), Un cadru din oțel, placă de aluminiu cu carcasă care acoperă baza, laturi din aluminiu periat, o șanț de flăcări și mai multe calculatoare personalizate pentru a controla totul.

Voi lansa foarte curând un videoclip YouTube despre platforma de lansare, precum și multe alte videoclipuri cu lucruri pe care le-am realizat înainte de prima lansare în aproximativ 2 luni. Un alt lucru important de remarcat este că această postare Instructables va fi mai puțin o metodă și mai mult din procesul meu și ceva de gândit.

Provizii

Întrucât locuiesc în Australia, părțile și linkurile mele vor fi probabil diferite de ale dvs., vă recomand să faceți propriile cercetări pentru a găsi ceea ce este potrivit pentru proiectul dvs.

Cele elementare:

Material pentru construirea cadrului (lemn, metal, acril etc.)

Butoane și comutatoare

Filament PLA

O mulțime de șuruburi M3

Electronică

Puteți utiliza orice instrumente aveți, dar iată ce am folosit în principal:

Ciocan de lipit

Burghiu

Brichetă (pentru tuburi termocontractabile)

Fierăstrău

Sudor MIG

Cleşte

Șurubelniți

Multimetru (acesta a fost un salvator de viață pentru mine!)

Pasul 1: Introducere

Ce trebuie să facă platforma de lansare? Cum trebuie să arate? Cum o pot face să facă acest lucru? Care este bugetul? Acestea sunt toate întrebări foarte importante pe care trebuie să vi le puneți înainte de a începe să abordați această sarcină. Deci, începeți prin a obține niște hârtie, a desena câteva schițe și a scrie idei. Efectuați multe cercetări vă va ajuta, de asemenea, foarte mult, s-ar putea să vă ofere ideea de aur care o face mult mai bună!

După ce v-ați gândit la tot ce doriți să facă, împărțiți-l în secțiuni, astfel încât să nu fie la fel de copleșitor. Principalele mele 6 secțiuni erau prelucrarea metalelor, cleme de bază, pneumatice, software, electronică și iluminat. Prin împărțirea în secțiuni, am reușit să fac lucrurile într-o ordine și să prioritizez ceea ce trebuia făcut cel mai repede.

Asigurați-vă că planificați totul extrem de bine și faceți diagrame pentru fiecare sistem, astfel încât să puteți înțelege cum va funcționa totul. Odată ce știi ce trebuie să faci și cum o vei face, este timpul să începi să-l construiești!

Pasul 2: Lucrarea metalelor

Am decis că această platformă de lansare va fi o oportunitate extraordinară de a învăța puțin despre prelucrarea metalelor, așa că asta am făcut. Am început prin proiectarea structurii din oțel și includerea tuturor dimensiunilor. Am optat pentru un cadru destul de simplu, deși am decis să tai capetele la 45 de grade oriunde a existat o îndoire de 90 de grade, doar pentru a învăța ceva mai mult și pentru a obține ceva mai multă experiență. Designul meu final a fost cadrul de bază, cu spatele puternic montat pe el pe o balama. Apoi, ar fi acoperit din aluminiu și benzi de tăiere pentru a-l face puțin mai îngrijit. Ar include, de asemenea, un șanț de flacără realizat din tuburi de oțel care avea câteva tăieturi de 45 de grade la capăt, astfel încât flacăra să iasă pe un unghi ușor.

Am început prin tăierea tuturor bucăților de cadru și apoi sudarea lor împreună. M-am asigurat că nu există suduri la exterior, altfel plăcile de aluminiu nu ar sta la nivel de cadru. După o mulțime de strângere și magneți, am reușit să sudez cadrul drept. Am tăiat apoi toate plăcile de aluminiu la dimensiune cu niște foarfece mari de metal și am tăiat fâșiile de margine cu niște tăieturi de tablă. Odată ce a fost făcut totul a fost înșurubat la locul său, ceea ce s-a dovedit mai greu decât mă așteptam să fie.

Bordurile din oțel și aluminiu din spate puternică au fost apoi vopsite în negru, iar spate puternică a fost instalată pe balama. În cele din urmă, au fost realizate niște consolă simplă de oțel pentru piston, ceea ce i-a permis să tragă înapoi spatele puternic și să se rotească în punctul său de pivotare.

Pasul 3: Cleme de bază

După ce cadrul principal a fost făcut și tamponul a început să semene cu ceva, am decis că vreau să-l țin racheta cât mai curând posibil. Deci, clemele de bază și clemele superioare au fost următoarele pe listă.

Clemele de bază au trebuit să poată ține racheta în timp ce se află sub presiune și apoi să o elibereze la o oră exactă. Cu aproximativ 4,5 kg de forță, racheta ar distruge servomotorele sg90 care sunt utilizate pe clemele de bază. Acest lucru a însemnat că a trebuit să creez un design mecanic care să îndepărteze tot stresul de la servo și, în schimb, să îl pună printr-o parte structurală. Servo-ul a trebuit să poată retrage cu ușurință clema, astfel încât racheta să se poată ridica. Am decis să mă inspir dintr-o cutie inutilă pentru acest design.

Servo-urile și piesele mecanice au trebuit, de asemenea, să fie acoperite complet, astfel încât să nu fie în contact direct cu evacuarea rachetelor, astfel că au fost realizate capace laterale și superioare. Capacul superior a trebuit să se miște pentru a închide „cutia” atunci când clema s-a retras, am folosit pur și simplu niște benzi de cauciuc pentru ao trage în jos. Deși ați putea folosi arcuri sau altă piesă mecanică pentru a-l trage. Clemele de bază trebuiau apoi montate pe platforma de lansare pe o șină reglabilă, astfel încât poziția lor să poată fi reglată fin și să poată ține alte rachete. Adaptabilitatea a fost importantă pentru clemele de bază.

Clemele de bază au fost foarte provocatoare pentru mine, deoarece nu am experiență cu piesele mecanice și tot ce era necesar pentru a avea toleranțe de 0,1 mm pentru a funcționa fără probleme. Mi-au trebuit 4 zile consecutive de când am început clemele până când am avut prima clemă complet funcțională, deoarece erau foarte multe CAD și prototipuri implicate pentru a le face să funcționeze fără probleme. A fost apoi încă o săptămână de imprimare 3D, deoarece fiecare clemă are 8 piese de lucru.

Mai târziu, când am instalat computerul tampon, mi-am dat seama că intenționasem să folosesc un singur pin Arduino pentru a controla cele patru servouri. Acest lucru a ajuns să nu funcționeze și am avut și probleme cu regulatorul de tensiune, așa că am făcut un „servocomputer” care se află sub platforma de lansare și care controlează clemele. Regulatoarele au fost apoi montate pe plăcile de aluminiu pentru a fi utilizate ca radiator mare. De asemenea, computerul servo pornește și oprește alimentarea servo-urilor cu MOSFET-uri, astfel încât acestea să nu fie pornite sub tensiune constantă.

Pasul 4: Cleme superioare

După săptămâni de lucru pe clemele de bază și electronice aferente, a venit timpul să facem mai multe cleme! Clemele superioare sunt un design foarte simplu, deși sunt foarte slabe și cu siguranță vor fi actualizate în viitor. Acestea sunt doar o simplă consolă care se înșurubează pe spate și ține servomotorele. Montate pe aceste servo-motoare se află brațele care au un servocorn lipit în ele cu epoxidic. Între aceste brațe și rachetă se află câteva piese mici, curbate, care se rotesc și se mulează în formă de rachete.

Aceste cleme au cabluri care curg în jos prin hardback și în computerul principal care le controlează. Un lucru de adăugat este că a durat mult timp pentru a-și regla pozițiile deschise și închise în software deoarece încercam să nu blochez servomotoarele, dar să țin în continuare în siguranță racheta.

Pentru a proiecta clemele, am desenat o vedere 2D a vârfului rachetei și a spatei puternice, cu dimensiunile exacte dintre ele. Am reușit apoi să proiectez brațele la lungimea potrivită și servomotoarele la lățimea potrivită pentru a ține racheta.

Pasul 5: Iluminarea

Majoritatea pașilor de aici nu sunt într-adevăr în nici o ordine, aș putea face practic orice mi-a plăcut în acea zi sau săptămână. Cu toate acestea, încă m-am concentrat doar pe o secțiune la un moment dat. Rampa de lansare are 8 LED-uri RGB conectate la trei pini Arduino, ceea ce înseamnă că toate sunt de aceeași culoare și nu pot fi adresate individual. Alimentarea și controlul acestor numeroase LED-uri RGB a fost o sarcină importantă, deoarece fiecare LED are nevoie de propriul rezistor. Cealaltă problemă a fost că ar trage prea mult curent dacă ar fi pe un pin Arduino pe culoare, așa că aveau nevoie de o sursă de tensiune externă, reglată la tensiunea corectă.

Pentru a face toate acestea, am creat un alt computer numit „LED Board”. Este capabil să alimenteze până la 10 LED-uri RGB, care au toate propriile rezistențe. Pentru a le alimenta pe toate, am folosit tranzistoare pentru a prelua puterea de la tensiunea reglată și a activa culorile așa cum am vrut. Acest lucru mi-a permis să folosesc încă doar trei pini Arduino, dar să nu trag prea mult curent încât să prăjească placa.

Toate LED-urile sunt în paranteze tipărite 3D personalizate, care le mențin în poziție. De asemenea, au cabluri Dupont personalizate, care se conectează la placa LED și sunt direcționate cu grijă prin structura platformei de lansare.

Pasul 6: Penumatice

Am fost mereu interesat atât de pneumatică, cât și de hidraulică, deși nu am înțeles niciodată pe deplin cum funcționau sistemele. Cumpărând un piston ieftin și fitinguri ieftine, am putut afla cum funcționează pneumatica și le pot aplica propriului meu sistem. Scopul a fost retragerea lină a spatei puternice cu pistonul pneumatic.

Sistemul ar necesita un compresor de aer, restricții de debit, un rezervor de aer, supape, o supapă de presiune și o serie de fitinguri. Cu un design inteligent și o grămadă de paranteze tipărite 3D personalizate, abia am reușit să încap toate acestea în interiorul tamponului.

Sistemul pe care l-am proiectat a fost destul de simplu. O pompă cu compresor de aer umple un rezervor de aer și un manometru este utilizat pentru a vizualiza presiunea (ținta 30PSI). O supapă de presiune ar fi utilizată pentru reglarea presiunii rezervoarelor, siguranța și degajarea aerului atunci când acesta nu este utilizat. Când spatele puternic este gata să se retragă, o electrovalvă ar fi activată de computer, lăsând aer în piston și împingându-l înapoi. Limitatorii de debit ar fi folosiți ca o modalitate de a încetini această mișcare de retragere.

Rezervorul de aer nu este în prezent utilizat, deoarece nu am încă accesoriile necesare pentru acesta. Rezervorul este doar un extinctor vechi, mic și folosește o dimensiune de montaj foarte unică. Și da, aceasta este o ganteră de 2 kg, dacă nu ar fi acolo, tamponul s-ar înclina atunci când spatele puternic se retrage.

Pasul 7: Electronică

Cea mai importantă parte, partea principală și partea cu probleme nesfârșite. Totul este controlat electronic, dar unele design-uri PCB simple, dar stupide și greșeli schematice au cauzat coșmaruri. Sistemul wireless este încă nesigur, anumite intrări sunt defecte, există zgomot în liniile PWM și o grămadă de caracteristici pentru care aveam planificate nu funcționează. Voi reface toate componentele electronice în viitor, dar voi trăi cu el pentru moment, așa că sunt dornic de prima lansare. Când sunteți un tânăr autodidact de 16 ani, fără calificări și fără experiență, lucrurile vor merge greșit și vor eșua. Dar eșecul este modul în care înveți și, ca urmare a numeroaselor mele greșeli, am reușit să învăț multe și să-mi promovez abilitățile și cunoștințele. M-am așteptat ca electronica să dureze aproximativ două săptămâni, după 2,5 luni, încă abia funcționează, atât de rău am eșuat.

Departe de toate problemele, să vorbim despre ce funcționează și despre ce a fost / este menit să facă. Computerul a fost inițial conceput pentru a servi multor scopuri. Acestea includ controlul LED, controlul servo, controlul supapelor, controlul aprinderii, comunicația fără fir, comutarea modului cu intrări externe și capacitatea de a comuta între puterea bateriei și puterea externă. Multe dintre acestea nu funcționează sau sunt defecte, deși versiunile viitoare ale Thrust PCB vor îmbunătăți această situație. De asemenea, am imprimat 3D o copertă pentru computer pentru a opri contactul direct cu evacuarea.

A fost o cantitate uriașă de lipire implicată pe tot parcursul procesului, deoarece am realizat două computere principale, un servo computer, două plăci cu LED-uri, o mulțime de cabluri și cabluri Dupont personalizate. Totul a fost, de asemenea, izolat corespunzător cu tuburi termocontractabile și bandă electrică, deși acest lucru nu a împiedicat pantalonii scurți să se întâmple încă!

Pasul 8: Software

Software! Partea despre care vorbesc tot timpul, dar sunt reticentă să o lansez în acest stadiu. Toate software-urile proiectelor vor fi lansate în cele din urmă, dar mă țin de el pentru moment.

Proiectasem și producusem programe software foarte complicate și de lungă durată pentru a-l interfața perfect cu controlerul. Deși problemele hardware fără fir m-au obligat să refac software-ul extrem de simplu. Acum pad-ul se aprinde, se fixează și clemele pentru a ține racheta și așteaptă un semnal de la controler care îi spune să înceapă numărătoarea inversă. Apoi trece automat prin numărătoarea inversă și se lansează fără a primi semnale de urmărire. Acest lucru face inutil butonul E-stop de pe controler! Puteți să o apăsați, dar odată ce numărătoarea inversă este pornită, nu se mai poate opri!

Este cea mai mare prioritate a mea să repar sistemul wireless imediat după prima lansare. Deși va dura aproximativ o lună și jumătate de muncă (în teorie) și sute de dolari, motiv pentru care nu o repar acum. A trecut aproape un an de când am început proiectul și încerc să pun racheta pe cer la aniversarea de un an sau înainte (4 octombrie). Acest lucru mă va obliga să lansez cu sisteme de sol parțial incomplete, deși prima lansare este oricum mai concentrată pe performanța rachetelor.

Voi actualiza această secțiune în viitor pentru a include software-ul final și o explicație completă.

Pasul 9: Testarea

Testarea, testarea, testarea. NIMIC din ceea ce fac nu funcționează perfect, mai întâi încearcă, așa învăț! În acest stadiu începeți să vedeți fum, totul nu mai funcționează sau lucrurile se prăbușesc. Este doar o chestiune de a avea răbdare, de a găsi problema și de a afla cum să o rezolve. Lucrurile vor dura mai mult decât vă așteptați și vor fi mai scumpe decât credeați, dar dacă doriți să construiți o rachetă excesivă fără experiență, atunci trebuie doar să acceptați acest lucru.

Odată ce totul funcționează perfect și fără probleme (spre deosebire de al meu), sunteți gata să îl folosiți! În cazul meu, voi lansa racheta mea foarte exagerată, care se bazează pe întregul proiect …

Pasul 10: Lansați

Oricine își amintește ultima mea postare Instructables va ști că acesta este punctul în care te-am dezamăgit. Racheta încă nu a fost lansată, deoarece este un proiect uriaș! În prezent, vizez 4 octombrie, deși vom vedea dacă respectăm acest termen. Înainte de aceasta, mai am multe lucruri de făcut și multe teste de făcut, ceea ce înseamnă că există mai multe postări Instructables și videoclipuri YouTube pe drum în următoarele două luni!

Dar, în timp ce așteptați acel film dulce de lansare, de ce să nu urmăriți progresul și să vedeți unde sunt eu cu toate acestea?

YouTube:

Twitter (actualizări zilnice):

Instagram:

Instrucțiuni pentru controler:

Site-ul meu dodgy:

Autocolante:

În prezent lucrez la videoclipul de lansare care va fi pe YouTube în câteva săptămâni (sperăm)!

Pasul 11: Un pas mai departe !?

Evident, mai am un drum lung de parcurs până când totul funcționează așa cum îmi doresc, deși am deja o listă de idei viitoare despre cum aș putea să o fac mai bună și mai exagerată! La fel și câteva upgrade-uri importante.

- Cleme superioare mai puternice

- amortizare spate puternică

- Copie de rezervă cu fir (pentru când wireless-ul este dureros)

- Opțiune de alimentare externă

- Modul de afișare

- Lansați ombilical

- Și, desigur, rezolvați toate problemele actuale

Apropo de problemele actuale:

- Sistem wireless defect

- Probleme MOSFET

- Zgomot PWM

- acționare cu spate cu 1 cale

Vă mulțumesc pentru citirea postării mele, sper că veți obține o inspirație excelentă din ea!