Uzinduzi wa Roketi ya Model ya Overkill! Hatua 11 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Wakati uliopita nilitoa chapisho la Maagizo kuhusu 'Mdhibiti wangu wa Uzinduzi wa Rocket' pamoja na video ya YouTube. Niliifanya kama sehemu ya mradi mkubwa wa roketi ambapo ninafanya kila kitu kiweze zaidi iwezekanavyo, katika jaribio la kujifunza kadri ninavyoweza kuhusu umeme, programu, uchapishaji wa 3D na aina zingine za kutengeneza. Chapisho la Maagizo lilikuwa maarufu sana na watu walionekana kuipenda, kwa hivyo niliamua inafaa kuifanya moja juu ya pedi yangu mpya ya kuzindua!

Pedi ya kawaida ya uzinduzi wa roketi ina reli ambayo inaongoza roketi na muundo wa msingi wa kuishikilia. Lakini ninapojaribu kufanya mambo kuwa ya kupita kiasi iwezekanavyo, nilijua siwezi kuwa na reli tu. Baada ya utafiti mwingi nilipata pedi kadhaa za uzinduzi wa roketi ambazo zinafanana na pedi halisi za uzinduzi, ingawa zilikuwa za mbao na zilionekana kuwa za fujo.

Kwa hivyo nilianza kujadili jinsi ninaweza kufanya yangu kuwa ya hali ya juu zaidi na ngumu zaidi ulimwenguni. Niliamua kuwa hakuna wazo ambalo lilikuwa 'la wazimu sana' au 'haliwezekani kwa mtoto wa miaka 16 kufikia', kwa hivyo wazo lolote ambalo lilikuwa la bei rahisi liliandikwa na kuunda. Niliamua kutoka mwanzoni kwamba nilitaka kuendelea na mada ya badass ambayo inaonekana kwenye roketi yangu na mtawala, kwa hivyo fremu ya chuma na sahani za alumini ilikuwa njia ya kwenda.

Lakini Eddy, pedi ya uzinduzi ina nini na inafanya nini ambayo inafanya iwe tofauti sana?

Roketi yangu ya mfano sio roketi ya kawaida na laini. Badala yake roketi imejazwa na vifaa vya elektroniki vya kawaida na vifaa vya kudhibiti vector. Udhibiti wa vector, au TVC, inajumuisha kusonga motor ndani ya roketi kuelekeza msukumo wake na kwa hivyo elekea roketi kwenye njia yake inayofaa. Walakini hii inahusisha mwongozo wa GPS ambao ni HARAMU! Kwa hivyo roketi yangu hutumia TVC kuweka roketi imara kabisa kwenda sawa na gyroscope kwenye kompyuta ya ndege, hakuna vifaa vya GPS. Utulivu wa kazi ni halali, mwongozo sio!

Baada ya utangulizi huu mrefu bado sijaelezea kile pedi hufanya kweli na ni vipi sifa zake! Pedi ya uzinduzi sio reli rahisi, lakini badala yake mfumo ngumu sana uliojazwa na sehemu za mitambo, umeme na nyumatiki. Lengo lilikuwa kuifanya iwe sawa na pedi halisi ya uzinduzi, ambayo inaelezea huduma nyingi. Pedi hiyo ina bastola ya nyumatiki ili kurudisha nguvu nyuma, vifungo vya juu vilivyochapishwa vya 3D na vifungo vya msingi, mawasiliano bila waya na mtawala, taa nyingi za RGB (kwa kweli!), Fremu ya chuma, sahani ya kukagua alumini iliyofunika msingi, pande za alumini zilizopigwa, mfereji wa moto na kompyuta nyingi za kawaida kudhibiti kila kitu.

Nitaachilia video ya YouTube kuhusu pedi ya uzinduzi hivi karibuni, na video zingine nyingi za vitu ambavyo nimefanya kuongoza hadi uzinduzi wa kwanza katika miezi 2 hivi. Jambo lingine muhimu kulitambua kuwa chapisho hili la Maagizo litakuwa chini ya jinsi-ya na zaidi ya mchakato wangu na chakula cha kufikiria.

Vifaa

Kama ninavyoishi Australia sehemu zangu na viungo vyangu vitakuwa tofauti na vyako, napendekeza ufanye utafiti wako mwenyewe ili kupata kile kinachofaa kwa mradi wako.

Misingi:

Nyenzo ya kujenga sura (kuni, chuma, akriliki nk)

Vifungo na swichi

PLA filament

Vipimo vingi vya M3

Umeme

Unaweza kutumia zana zozote ulizonazo, lakini hapa ndio nilitumia sana:

Chuma cha kulehemu

Kuchimba

Nyepesi ya sigara (kwa neli ya kupungua kwa joto)

Tone saw

Mchomaji wa MIG

Vipeperushi

Screw madereva

Multimeter (hii ilikuwa kuokoa maisha kwangu!)

Hatua ya 1: Kuanza

Je! Pedi ya uzinduzi inahitaji kufanya nini? Inahitaji kuonekanaje? Ninawezaje kuifanya ifanye hivi? Bajeti ni nini? Haya yote ni maswali muhimu sana ya kujiuliza kabla ya kuanza kushughulikia kazi hii. Kwa hivyo anza kupata karatasi, kuchora michoro na kuandika maoni. Kufanya utafiti mwingi pia kukusaidia sana, inaweza kukupa wazo hilo la dhahabu ambalo hufanya iwe bora zaidi!

Mara tu unapofikiria kila kitu unachotaka kifanye, igawanye katika sehemu ili isiwe kubwa sana. Sehemu zangu kuu 6 zilikuwa kazi ya chuma, vibano vya msingi, nyumatiki, programu, umeme na taa. Kwa kuigawanya katika sehemu, niliweza kufanya vitu kwa mpangilio na kutanguliza kile kinachohitajika kufanywa mapema zaidi.

Hakikisha kuwa unapanga kila kitu vizuri sana na utengeneze michoro ya kila mfumo ili uweze kuelewa jinsi kila kitu kitafanya kazi. Mara tu unapojua inahitajika kufanya nini na jinsi ya kuifanya, ni wakati wa kuanza kuijenga!

Hatua ya 2: Kazi ya Chuma

Niliamua pedi hii ya uzinduzi itakuwa fursa nzuri ya kujifunza kidogo juu ya kazi ya chuma, kwa hivyo ndivyo nilivyofanya. Nilianza kwa kubuni muundo wa chuma na pamoja na vipimo vyote. Nilikwenda kwa sura ya kimsingi, ingawa niliamua kukata ncha hadi digrii 45 popote palipokuwa na digrii 90, ili tu kujifunza zaidi na kupata uzoefu zaidi. Ubunifu wangu wa mwisho ulikuwa sura ya msingi, na nguvu ya nyuma imewekwa juu yake juu ya bawaba. Ingekuwa na aluminium inayofunika na kuweka vipande ili kuifanya iwe nadhifu. Inajumuisha pia mfereji wa moto uliotengenezwa kwa neli ya chuma ambayo ilikuwa na kupunguzwa kwa digrii 45 mwishoni, ili moto utoke kwa pembe kidogo.

Nilianza kwa kukata vipande vyote vya fremu na kisha kuviunganisha pamoja. Nilihakikisha kuwa hakuna welds nje, vinginevyo sahani za alumini hazingekaa juu ya sura. Baada ya kubana sana na sumaku, niliweza kupata svetsade sawa. Kisha nikakata sahani zote za alumini kwa saizi na shears kubwa za chuma na kukata vipande vya edging na vigae kadhaa vya bati. Mara baada ya hayo kila kitu kilifanywa mahali pake, ambayo ilionekana kuwa ngumu kuliko vile nilivyotarajia itakuwa.

Ukataji wa chuma chenye nguvu na aluminium kisha ulijenga rangi nyeusi na ile ya nguvu iliwekwa kwenye bawaba yake. Mwishowe, mabano kadhaa rahisi ya chuma yalitengenezwa kwa pistoni, ambayo iliruhusu kurudisha nguvu nyuma na kuzunguka kwenye sehemu yake ya pivot.

Hatua ya 3: Clamps za Msingi

Pamoja na fremu kuu kufanywa na pedi kuanza kuonekana kama kitu, niliamua nataka kuishikilia roketi haraka iwezekanavyo. Kwa hivyo vifungo vya msingi na vifungo vya juu vilifuata kwenye orodha.

Vifungo vya msingi vinahitajika kuweza kushikilia roketi wakati iko chini, na kisha kuitoa kwa wakati halisi. Kwa karibu 4.5Kg ya msukumo, roketi ingeharibu motors za sg90 servo ambazo hutumiwa kwenye vifungo vya msingi. Hii ilimaanisha ilibidi niunde muundo wa mitambo ambao utachukua msongo wote mbali na servo na badala yake kuiweka kupitia sehemu ya muundo. Servo basi ilibidi iweze kuondoa kwa urahisi clamp ili roketi iweze kuinuka. Niliamua kuchukua msukumo kutoka kwa sanduku lisilofaa kwa muundo huu.

Sehemu za servos na mitambo pia ililazimika kufunikwa kabisa ili wasiweze kuwasiliana moja kwa moja na roketi kutolea nje, kwa hivyo vifuniko vya upande na juu vilitengenezwa. Jalada la juu lililazimika kusogea ili kufunga 'sanduku' wakati kitambaa kiliporudisha nyuma, nilitumia tu mikanda ya mpira kuivuta. Ingawa unaweza kutumia chemchemi au sehemu nyingine ya mitambo kuivuta. Vifungo vya msingi basi vililazimika kuwekwa kwenye pedi ya uzinduzi kwenye reli inayoweza kubadilishwa ili msimamo wao uweze kutengenezwa vizuri, na wangeweza kushikilia roketi zingine. Ubadilishaji ulikuwa muhimu kwa vifungo vya msingi.

Vifungo vya msingi vilikuwa changamoto sana kwangu kwani sina uzoefu na sehemu za mitambo, na kila kitu kinahitajika kuwa na uvumilivu wa 0.1mm ili kufanya kazi vizuri. Ilinichukua siku 4 za moja kwa moja kutoka wakati nilianza kushikilia hadi wakati nilipokuwa na clamp ya kwanza ya kufanya kazi kikamilifu kwani kulikuwa na CAD nyingi na prototyping ilihusika ili wafanye kazi vizuri. Ilikuwa wiki nyingine ya uchapishaji wa 3D, kwani kila kambamba ina sehemu 8 za kufanya kazi.

Baadaye nilipoweka kompyuta ya pedi, niligundua nilikuwa nimepanga kutumia pini moja ya Arduino kudhibiti servos nne. Hii iliishia kutofanya kazi na pia nilikuwa na shida za kudhibiti umeme, kwa hivyo nilitengeneza 'servo kompyuta' ambayo iko chini ya pedi ya uzinduzi na inadhibiti vifungo. Wasimamizi waliwekwa kwenye bamba za sahani za alumini ili zitumike kama bomba kubwa la joto. Kompyuta ya servo pia inawasha na kuzima nguvu kwa servos na MOSFET, kwa hivyo hawako chini ya mkazo wa kila wakati.

Hatua ya 4: Vifungo Vya Juu

Baada ya wiki kadhaa za kufanya kazi kwenye nguzo za msingi na vifaa vya elektroniki vinavyohusiana ilikuwa wakati wa kutengeneza clamp zaidi! Vifungo vya juu ni muundo rahisi sana, ingawa ni dhaifu sana na hakika itasasishwa baadaye. Ni mabano tu rahisi ambayo huingia kwenye nguvu nyuma na hushikilia motors za servo. Umewekwa juu ya motors hizi za servo ni mikono ambayo ina pembe ya servo iliyowekwa ndani yao na epoxy. Kati ya silaha hizi na roketi kuna vipande vidogo, vilivyokunjwa ambavyo huzunguka na kujifinyanga kwa umbo la roketi.

Vifungo hivi vina nyaya zinazopita chini kwa nguvu na kuingia kwenye kompyuta kuu ya pedi ambayo inazidhibiti. Jambo moja la kuongeza ni kwamba ilichukua muda mrefu kurekebisha nafasi zao zilizo wazi na zilizofungwa kwenye programu kwani nilikuwa najaribu kutuliza servos, lakini bado nishike roketi.

Kubuni vifungo, nilichora maoni ya 2D juu ya roketi na nguvu nyuma, na vipimo halisi kati yao. Wakati huo niliweza kubuni mikono kwa urefu wa kulia na servos upana wa kulia mbali kushikilia roketi.

Hatua ya 5: Taa

Hatua nyingi kutoka hapa sio kwa mpangilio wowote, kwa kweli ningeweza kufanya chochote nilichohisi siku hiyo au wiki hiyo. Walakini bado nilizingatia tu sehemu moja kwa wakati. Pedi ya uzinduzi ina 8 RGB LED ambayo imeunganishwa na pini tatu za Arduino, ikimaanisha kuwa zote zina rangi moja na haziwezi kushughulikiwa kibinafsi. Kuwa na nguvu na kudhibiti hii RGB nyingi za RGB ilikuwa kazi kubwa peke yake kwani kila LED inahitaji kipinzani chake. Shida nyingine ni kwamba wangevuta sasa nyingi ikiwa wangekuwa kwenye pini moja ya Arduino kwa rangi, kwa hivyo walihitaji chanzo cha nje cha voltage, iliyodhibitiwa kwa voltage sahihi.

Ili kufanya haya yote nilitengeneza kompyuta nyingine inayoitwa 'Bodi ya LED'. Ina uwezo wa kuwezesha hadi 10 RGB LED's ambazo zote zina vipinzani vyake. Ili kuwapa nguvu wote nilitumia transistors kuchukua nguvu kutoka kwa voltage iliyodhibitiwa na kuwasha rangi kama nilivyotaka. Hii iliniruhusu bado nitumie pini tatu za Arduino, lakini sio kuvuta mkondo mwingi sana kwamba ingekaanga bodi.

LED zote ziko kwenye mabano yaliyochapishwa ya 3D ambayo huyashikilia. Pia zina nyaya za Dupont ambazo huziba kwenye Bodi ya LED na hupitishwa vizuri kupitia muundo wa pedi ya uzinduzi.

Hatua ya 6: Penumatics

Nimekuwa nikipendezwa na nyumatiki na majimaji, ingawa sijaelewa kabisa jinsi mifumo hiyo ilifanya kazi. Kwa kununua pistoni ya bei rahisi na vifaa vya bei rahisi, niliweza kujifunza juu ya jinsi nyumatiki ilivyofanya kazi na kuitumia kwa mfumo wangu mwenyewe. Lengo lilikuwa kurudisha nyuma nguvu na pistoni ya nyumatiki.

Mfumo huo utahitaji kontena ya hewa, vizuizi vya mtiririko, tanki ya hewa, valves, valve ya misaada ya shinikizo na safu ya vifaa. Kwa ubunifu mzuri na kikundi cha mabano yaliyochapishwa ya 3D, niliweza kutoshea yote haya ndani ya pedi.

Mfumo nilioutengeneza ulikuwa wa msingi sana. Pampu ya kujazia hewa hujaza tanki la hewa na kupima shinikizo hutumiwa kutazama shinikizo (lengo la 30PSI). Valve ya kupunguza shinikizo itatumika kwa kurekebisha shinikizo la mizinga, usalama na kutoa hewa wakati haitumiki. Wakati strongback iko tayari kurudisha nyuma, valve ya solenoid ingeamilishwa na kompyuta, ikiruhusu hewa kuingia ndani ya bastola na kuirudisha nyuma. Vizuizi vya mtiririko vitatumika kama njia ya kupunguza mwendo huu wa kurudisha nyuma.

Tangi la hewa kwa sasa halitumiki, kwani bado sina vifaa vinavyohitajika. Tangi ni kizima-moto cha zamani, kidogo, na hutumia saizi ya kipekee ya kufaa. Na ndio hiyo ni dumbbell ya 2Kg, ikiwa hakukuwa na pedi hiyo ingeweza kunyooka wakati nguvu ya kurudi inarudi.

Hatua ya 7: Elektroniki

Sehemu muhimu zaidi, sehemu kuu na sehemu yenye shida zisizo na mwisho. Kila kitu kinadhibitiwa kwa elektroniki, lakini muundo rahisi wa PCB lakini wa kijinga na makosa ya kihemko yalisababisha ndoto mbaya. Mfumo wa wireless bado hauaminiki, pembejeo zingine zina kasoro, kuna kelele katika laini za PWM, na rundo la huduma ambazo nilikuwa nimepanga hazifanyi kazi. Nitatengeneza umeme wote hapo baadaye, lakini nitaishi nayo kwa sasa kwani nina hamu ya uzinduzi wa kwanza. Wakati wewe ni mtoto wa miaka 16 aliyejifundisha kabisa bila sifa na uzoefu wowote, mambo yataharibika na kutofaulu. Lakini kutofaulu ni jinsi unavyojifunza, na kama matokeo ya makosa yangu mengi niliweza kujifunza mengi na kukuza ujuzi na maarifa yangu. Nilitarajia umeme utachukua kama wiki mbili, baada ya miezi 2.5 bado haifanyi kazi, ndivyo nilivyoshindwa vibaya hii.

Mbali na shida zote, wacha tuzungumze juu ya kile kinachofanya kazi na kile ilikuwa / ina maana ya kufanya. Kompyuta hiyo hapo awali ilibuniwa kutumikia madhumuni mengi. Hizi ni pamoja na udhibiti wa LED, udhibiti wa servo, udhibiti wa valve, udhibiti wa moto, mawasiliano ya wireless, kubadili mode na pembejeo za nje na uwezo wa kubadili kati ya nguvu ya betri na nguvu ya nje. Mengi haya hayafanyi kazi au ni makosa, ingawa matoleo ya baadaye ya Thrust PCB yataboresha hali hii. Nilichapisha pia 3D kifuniko cha kompyuta ili kuacha mawasiliano ya moja kwa moja na kutolea nje.

Kulikuwa na idadi kubwa ya kuuza kwa nguvu wakati wa mchakato wote wakati nilitengeneza kompyuta kuu mbili, kompyuta ya servo, Bodi mbili za LED, nyaya nyingi na nyaya za Dupont. Kila kitu pia kilikuwa na maboksi ipasavyo na neli ya kupungua kwa joto na mkanda wa umeme, ingawa hiyo haikuzuia kaptula kutoka bado!

Hatua ya 8: Programu

Programu! Sehemu ambayo ninazungumza kila wakati lakini ninasita kutolewa katika hatua hii. Programu zote za miradi zitatolewa mwishowe, lakini ninaishikilia kwa sasa.

Nilikuwa nimebuni na kutoa programu ngumu sana na ndefu kuiunganisha na mtawala kikamilifu. Ingawa shida za vifaa vya waya zilinilazimisha kurekebisha programu hiyo ya msingi sana. Sasa pedi inawasha, inaweka na vifungo kushikilia roketi na inasubiri ishara moja kutoka kwa mtawala ambayo inaiambia ianze kuhesabu. Kisha huenda moja kwa moja kupitia hesabu na kuzindua bila na kufuata ishara zinazopokelewa. Hii inafanya kitufe cha E-stop kwenye kidhibiti kuwa bure! Unaweza kubonyeza lakini mara tu hesabu ikianza, hakuna ya kuizuia!

Ni kipaumbele changu cha juu kurekebisha mfumo wa waya moja kwa moja baada ya uzinduzi wa kwanza. Ingawa itachukua karibu mwezi na nusu ya kazi (kwa nadharia) na mamia ya dola, ndiyo sababu siko kurekebisha sasa hivi. Imekuwa karibu mwaka tangu nianze mradi huo na ninajaribu kupata roketi angani juu au kabla ya maadhimisho ya mwaka mmoja (4 Oktoba). Hii itanilazimisha kuzindua na mifumo isiyokamilika ya ardhi, ingawa uzinduzi wa kwanza umezingatia utendaji wa roketi hata hivyo.

Nitasasisha sehemu hii baadaye ili kujumuisha programu ya mwisho na ufafanuzi kamili.

Hatua ya 9: Upimaji

Kupima, kupima, kupima. HAKUNA chochote ninachofanya kazi kabisa jaribu kabisa, ndivyo ninavyojifunza! Ni katika hatua hii unapoanza kuona moshi, kila kitu kinaacha kufanya kazi au vitu hupuka. Ni suala la kuwa mvumilivu tu, kupata shida na kujua jinsi ya kurekebisha. Vitu vitachukua muda mrefu kisha unatarajia na kuwa ghali zaidi wakati ulifikiri, lakini ikiwa unataka kujenga roketi ya overkill bila uzoefu, basi lazima ukubali hiyo.

Mara tu kila kitu kitakapofanya kazi kikamilifu na vizuri (tofauti na yangu) uko tayari kuitumia! Kwa upande wangu nitazindua roketi yangu ya mfano wa kuzidisha sana ambayo ndio mradi mzima unategemea…

Hatua ya 10: Zindua

Mtu yeyote ambaye anakumbuka chapisho langu la mwisho la Maagizo atajua kuwa hapa ndipo nilipokuangusha. Roketi bado haijazindua, kwani ni mradi mkubwa! Kwa sasa ninalenga tarehe 4 Oktoba, ingawa tutaona ikiwa nitatimiza tarehe hiyo ya mwisho. Kabla ya hapo nina vitu vingi zaidi vya kufanya na upimaji mwingi wa kufanya, ikimaanisha kuna machapisho zaidi ya Maagizo na video za YouTube njiani kwa miezi miwili ijayo!

Lakini wakati unasubiri picha hiyo tamu ya uzinduzi, kwa nini usifuate maendeleo na uone ni wapi nilipo na yote:

YouTube:

Twitter (sasisho za kila siku):

Instagram:

Maagizo ya Mdhibiti:

Tovuti yangu ya dodgy:

Stika:

Hivi sasa ninafanya kazi kwenye video ya pedi ya uzinduzi ambayo itakuwa kwenye YouTube ndani ya wiki kadhaa (kwa matumaini)!

Hatua ya 11: Hatua moja Zaidi !?

Ni wazi kuwa bado nina njia ndefu ya kwenda mpaka kila kitu kifanye kazi kama vile ninavyotaka, ingawa tayari nina orodha ya maoni ya siku zijazo juu ya jinsi ninavyoweza kuifanya kuwa bora na kuzidi! Kama vile sasisho zingine muhimu.

- Nguvu kali za juu

- Unyevu wa nguvu

- Backup ya waya (kwa wakati wireless inakuwa maumivu)

- Chaguo la nguvu ya nje

- Njia ya kuonyesha

- Anzisha kitovu

- Na kwa kweli, rekebisha shida zote za sasa

Akizungumzia shida za sasa:

- Mfumo wa waya usiofaa

- Maswala ya MOSFET

- Kelele ya PWM

- Njia 1 ya kutuliza nguvu

Asante kwa kusoma chapisho langu, natumahi utapata msukumo mzuri kutoka kwake!