Bộ điều khiển phóng tên lửa mô hình quá mức cần thiết!: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Là một phần của dự án lớn liên quan đến tên lửa mô hình, tôi cần một bộ điều khiển. Nhưng giống như tất cả các dự án của tôi, tôi không thể chỉ bám vào những điều cơ bản và tạo ra một bộ điều khiển một nút cầm tay chỉ có thể phóng một tên lửa mô hình, không, tôi đã phải làm quá mức cần thiết và làm cho nó phức tạp và cao nhất có thể nghĩ về. Tôi đã có những ý tưởng để làm cho điều này trở nên tuyệt vời hơn, tuy nhiên những ý tưởng đó hơi vượt quá ngân sách cho một học sinh 16 tuổi.

Sau nhiều nghiên cứu và lập kế hoạch, tôi không thể tìm thấy bất kỳ tài nguyên nào theo cách của 'bộ điều khiển tên lửa trong cặp' vì chúng không hẳn là một vật dụng phổ biến, vì vậy tôi cần phải thiết kế riêng từ đầu. Phần chính của toàn bộ dự án của tôi, bản thân tên lửa, được làm từ sợi carbon và trông khá xấu, vì vậy tôi muốn tiếp tục chủ đề này thông qua bộ điều khiển và bệ phóng bằng thép (hiện chưa hoàn thành).

Nhưng bộ điều khiển này làm gì? Tại sao bạn làm cho nó?

Chà, tên lửa mô hình của tôi không hẳn là một tên lửa điển hình có vây và bệ phóng cơ bản với đường ray dẫn hướng. Thay vào đó, tên lửa được lắp đầy thiết bị điện tử tùy chỉnh và thiết bị điều khiển vector lực đẩy. Điều khiển vectơ lực đẩy, hoặc TVC, liên quan đến việc di chuyển động cơ bên trong tên lửa để hướng lực đẩy của nó và do đó điều khiển tên lửa theo quỹ đạo thích hợp của nó. Tuy nhiên, điều này liên quan đến hướng dẫn GPS là BẤT HỢP PHÁP! Vì vậy, tên lửa của tôi sử dụng TVC để giữ cho tên lửa siêu ổn định đi thẳng đứng với một con quay hồi chuyển trên máy tính bay, không có thiết bị GPS. Hoạt động ổn định là hợp pháp, hướng dẫn thì không!

Dù sao thì thông qua phần giới thiệu dài này, tôi vẫn chưa giải thích bộ điều khiển làm gì! Bệ phóng như tôi đã nói trước đây không chỉ là một giá đỡ với đường ray dẫn hướng, mà là một hệ thống phức tạp chứa đầy thiết bị điện tử, các bộ phận cơ khí, giống như một bệ phóng thực sự. Nó bao gồm một pít-tông khí nén để rút lại phần lưng chắc chắn, kẹp giữ đế tên lửa và phần thân trên và nhiều thứ khác mà tôi sẽ giải thích rõ hơn trong các video YouTube trong tương lai.

Bộ điều khiển không chỉ gửi tất cả các tín hiệu không dây để điều khiển hệ thống bệ phóng và phóng tên lửa, mà nó còn cho phép tôi điều chỉnh cài đặt của vụ phóng. Cho dù nó đang thực sự khởi động, hay chỉ được giữ vào miếng đệm cho một ngọn lửa tĩnh của động cơ. Cho dù tôi đã kích hoạt hệ thống khí nén mạnh mẽ có thể thu vào hay chưa. Tên lửa có tên lửa đẩy phụ như đã thấy trên Falcon Heavy không. Hay tôi cần kiểm tra kết nối không dây giữa bộ điều khiển và bệ khởi động. Đây chỉ là một số chức năng mà bộ điều khiển này có thể làm.

Lưu ý nhanh: Đây không phải là nhãn cuối cùng vì tôi hiện không có quyền truy cập vào máy cắt vinyl Roland GX-24 thông thường của mình. Tôi cũng chưa có pin, tôi sẽ sử dụng một chiếc xe hơi / máy bay RC tiêu chuẩn LiPo, 11,1V và khoảng 2500mAh.

Trước khi chúng ta bắt đầu với hướng dẫn từng bước về cách tôi thực hiện, tôi muốn nói rõ với mọi người rằng một bộ điều khiển như thế này có thể được sử dụng nhiều hơn nữa, sau đó chỉ cần phóng tên lửa tùy thuộc vào mục đích bạn tạo ra. Nó có thể điều khiển một máy dò không dây, điều khiển một máy bay trực thăng / máy bay không người lái RC, được điều chỉnh cho phù hợp với một máy tính di động hoặc hệ thống chơi game. Trí tưởng tượng của bạn thực sự là giới hạn. Nếu bạn muốn xây dựng bộ điều khiển này, tôi cũng khuyên bạn nên thiết kế sơ đồ, bố cục chuyển mạch và tất cả phần mềm của riêng bạn. Hãy biến nó thực sự LÀ CỦA BẠN.

Cập nhật!

Đây là video YouTube mới về bộ điều khiển!

Quân nhu

Vì tôi đang ở Úc, các phần và liên kết của tôi có thể sẽ khác với bất kỳ liên kết nào của bạn, vì vậy tôi khuyên bạn nên tự nghiên cứu! Tôi có một bản PDF đầy đủ danh sách các bộ phận của mọi thứ tôi đã sử dụng ở đây. Tôi cũng khuyên bạn nên sử dụng các bộ phận của riêng bạn để làm cho bộ điều khiển của bạn tùy chỉnh theo những gì bạn cần / muốn nó làm!

Danh sách các bộ phận cơ bản:

• Một trường hợp của một số loại
• Bảng điều khiển acrylic
• Các nút và công tắc
• Màn hình LCD, đọc điện áp
• PLA filament
• Vinyl sợi carbon 3D
• Một loa và mô-đun âm thanh (nếu bạn muốn nó nói chuyện)

Tôi đã giữ các công cụ cơ bản, bạn có thể sử dụng bất cứ thứ gì bạn có:

• Dremel với lưỡi cắt
• Máy khoan
• Hàn sắt
• Bật lửa thuốc lá (dùng cho ống co nhiệt)
• Cái vặn vít
• Kìm mũi nhọn
• Bóp (để dán và dán vinyl)
• Dao Stanley (để cắt acrylic)

Bước 1: Bắt đầu

Tôi muốn bộ điều khiển của mình làm gì? Nó cần những nút / công tắc và chức năng nào? Tôi muốn nó trông như thế nào? Ngân sách là gì? Đây là tất cả những câu hỏi cần thiết để tự hỏi bản thân trước khi bạn bắt đầu giải quyết công việc này. Vì vậy, hãy bắt đầu bằng cách lấy một cuốn sổ ghi chú và viết ra các ý tưởng. Nó cũng giúp thực hiện nghiên cứu về các bộ điều khiển hiện có, bạn có thể tìm thấy ý tưởng vàng đó.

Bạn sẽ cần nghĩ đến từng chức năng mà bộ điều khiển của bạn cần thực hiện và loại nút / công tắc bạn sẽ cần cho nó. Trong trường hợp của tôi, điều này là điều khiển nhiều bộ phận của bệ phóng và phóng tên lửa. Vì vậy, tôi cần các công tắc để cài đặt, cách bắt đầu trình tự phóng, mã bảo mật để đảm bảo không ai khác có thể phóng tên lửa và một số thứ nhỏ nhặt khác.

Nút dừng khẩn cấp lớn của tôi là hoàn toàn cần thiết cho hình thức điều khiển của tôi! Bộ điều khiển bắt đầu chuỗi đếm ngược 15 giây trong thời gian bệ phóng chuẩn bị phóng tên lửa. Bất kỳ lúc nào trong 15 giây này, một số hình thức nguy hiểm có thể xuất hiện, nút lớn màu đỏ sẽ cắt toàn bộ nguồn điện cho bộ điều khiển, ngăn bất kỳ tín hiệu không dây nào nữa truyền đến bệ phóng và đảm bảo tên lửa KHÔNG THỂ phóng.

Tôi cũng cần một cách để điều khiển đèn quay vòng 12V bên ngoài, Arduino chỉ có thể xuất ra tín hiệu 5V vì vậy một MOSFET đã được sử dụng cho nhiệm vụ này. Một MOSFET cũng được sử dụng để tạo ra một mạch để đốt cháy động cơ tên lửa với kết nối có dây với bộ điều khiển. Nếu có điều gì đó không hoạt động vào ngày phóng với bộ điều khiển không dây, tôi có thể đấu dây dẫn bộ đánh lửa tới bộ điều khiển để phóng tên lửa.

Khi bạn biết bộ điều khiển của mình cần làm gì, đã đến lúc tạo sơ đồ mạch của tất cả các thành phần của bạn và tìm ra cách bạn sẽ bố trí chúng trên bảng điều khiển chính…

Bước 2: Bố trí & đấu dây

Một bố cục thành phần tốt là điều cần thiết cho tính linh hoạt và khả năng sử dụng, cũng như tính thẩm mỹ, đó là tất cả những gì tôi quan tâm. Điều này giải thích tại sao ăng-ten lại nằm trước nút dừng khẩn cấp? Tôi tìm thấy bố cục này bằng cách lấy bọt ban đầu từ vỏ máy và di chuyển các thành phần xung quanh nó cho đến khi tôi hài lòng với vẻ ngoài của nó. Không gian mở còn lại ở giữa dành cho một số đề can lạ mắt, nhưng như tôi đã nói trước đây tôi không có quyền truy cập vào máy cắt vinyl ngay bây giờ, vì vậy thay vào đó tôi có nhãn dán biểu tượng dự án của mình bên cạnh nó.

Khi bạn đã thiết kế bố cục này, hãy đánh dấu các điểm của các thành phần trên bảng acrylic cùng với kích thước lỗ và kích thước phác thảo bảng, điều này sẽ được cắt trong bước tiếp theo. Tôi đã sử dụng acrylic 3mm.

Khi bạn biết tất cả các thành phần bạn cần và chúng đi đến đâu, bạn sẽ cần tạo một số dạng giản đồ hoặc bảng về vị trí của tất cả các kết nối. Đây là bảng ghim của tôi và sơ đồ của tôi. Đừng sao chép tài liệu của tôi vì các thành phần của tôi sẽ khác với các thành phần của bạn và do đó các kết nối sẽ khác nhau, tuy nhiên, hoan nghênh bạn sử dụng tài liệu của tôi như một hướng dẫn, miễn phí. Sơ đồ được thực hiện chỉ dành cho các Thiết bị hướng dẫn này vì tôi chỉ sử dụng bảng ghim để làm bộ điều khiển của mình, do đó sơ đồ bị gấp và có thể có lỗi! Nếu bạn muốn một bản sao của tệp Fritzing, hãy gửi cho tôi một tin nhắn trên bất kỳ tài khoản mạng xã hội nào của tôi và tôi sẽ gửi email đó miễn phí cho bạn một lần nữa!

Khi lập kế hoạch đi dây, bạn sẽ cần xem xét số lượng chân cắm trên Arduino của mình (tôi khuyên bạn nên sử dụng Arduino Mega hoặc Arduino Mega Pro). Bạn cũng sẽ cần phải nghiên cứu các thành phần của mình và xem liệu có bất kỳ chân cụ thể nào mà chúng phải đi vào hay không, chẳng hạn như bạn có thể có các thành phần SPI hoặc I2C cần các chân cụ thể. Khi bạn tìm thấy các chân chính xác mà các thành phần nhất định cần, bạn có thể điền vào các chân analog và kỹ thuật số còn lại với các đầu vào và đầu ra khác như công tắc, nút, đèn LED, bộ rung và MOSFET.

Tất cả các tài liệu đều có trên trang web tinh ranh của tôi:

Sau khi tất cả việc lập kế hoạch này hoàn tất, bạn sẽ có những điều thú vị…

Bước 3: Cắt

Đã đến lúc cắt tấm acrylic chính và sau đó khoét tất cả các lỗ cho các thành phần! Hãy cẩn thận, bạn sắp tạo ra một mớ hỗn độn lớn! Đảm bảo rằng bạn đã đánh dấu mọi vết cắt và đảm bảo chúng đúng. Bạn có thể cắt bớt nhiều tài liệu hơn, nhưng bạn không thể thêm lại khi nó đã hết… dù sao thì cũng không đẹp lắm! Tôi đã mắc lỗi khi cắt bảng điều khiển chính của mình, tôi không cắt đủ đường bằng con dao Stanley và nó đã lấy đi quá nhiều vật liệu khi tôi bẻ nó, may mắn là điều này dễ dàng được che đậy bằng cách tạo ra một khoảng trống để nâng bảng điều khiển lên.

Để cắt hình dạng bảng chính, tôi kẹp một thước thép dọc theo các đường cạnh và kéo và dao Stanley dọc theo đường đó cho đến khi tôi đi được một nửa bảng điều khiển, việc này mất một khoảng thời gian DÀI. Sau đó tôi kẹp acrylic vào một cái bàn với đường cắt trên mép bàn và phần tôi muốn trên bàn. Các bit chuyển giao cạnh sau đó dễ dàng bị phá vỡ với một chút lực, tuy nhiên nó để lại một số cạnh mờ. Tôi sử dụng một cái búa để làm sạch những cạnh này và sau đó là Dremel với một chút chà nhám để làm cho chúng mịn. Vỏ hộp của tôi có các góc tròn vì vậy tôi phải làm tròn các góc của acrylic bằng Dremel, sử dụng một chút cắt để bắt đầu và hoàn thiện bằng một chút chà nhám.

Khi bạn đã có phác thảo bảng điều khiển, bạn có thể sử dụng kết hợp lưỡi cắt Dremel và máy khoan để cắt tất cả các lỗ trên bảng điều khiển của bạn. Hình tròn lớn được thực hiện với nhiều vết cắt Dremel nhỏ, hình chữ nhật và hình vuông được cắt bằng Dremel và các lỗ nhỏ được khoan. Tất cả các lỗ này có thể được làm sạch bằng giũa, giấy nhám và một chút chà nhám Dremel sau đó.

Đã đến lúc làm sạch mọi vết nứt hoặc các cạnh gồ ghề bằng màng bọc vinyl…

Bước 4: Bọc & Gắn kết

Tôi đã mua một số bọc vinyl sợi carbon siêu rẻ trên eBay để bọc toàn bộ bảng điều khiển, sợi carbon thật sẽ quá đắt và rất lộn xộn nhưng tôi đã cân nhắc. Cắt một miếng nhựa vinyl lớn hơn một chút sau đó làm bảng điều khiển, cho dù là carbon, gỗ ?, màu đen bóng hoặc bạn có thể chỉ muốn sơn nó! Nó tùy thuộc vào sở thích của bạn. Sau đó, cẩn thận bóc lại một lượng nhỏ bìa kết dính và bắt đầu dán nó lên bảng. Hãy chắc chắn rằng bạn sử dụng chổi cao su để loại bỏ bất kỳ bong bóng nào khi bạn thực hiện. Cẩn thận đặt tấm vinyl xuống và quấn chặt nó lên các mép. Tùy thuộc vào chất lượng của vinyl, bạn có thể cần thêm một ít keo! Nếu bạn quá cầu kỳ, bạn cũng có thể muốn làm mềm vinyl một chút bằng máy sấy tóc hoặc súng nhiệt để có được các góc siêu mịn.

Sau khi hoàn thành việc này, đã đến lúc bạn cần cắt bỏ phần nhựa vinyl che phủ các lỗ cho các thành phần của bạn. Hãy cẩn thận để không làm xáo trộn tác phẩm vinyl tuyệt đẹp của bạn!

Bây giờ bạn có thể gắn tất cả các thành phần vào vị trí của chúng. Các thành phần có thể cần đai ốc, vít, keo / epoxy hoặc phù hợp với ma sát. Nói chung, hầu hết các thành phần đều dễ dàng. Mô-đun thu phát tầm xa NRF24 của tôi nằm ở một góc trong lỗ, vì vậy tôi đã thêm một máy giặt và nó thẳng lên một cách độc đáo. Phần này cần phải được giữ bằng epoxy, vì vậy tôi nhanh chóng trộn một số lên, BÊN NGOÀI!

Tôi cần một nơi nào đó để cất ăng-ten NRF24 khi đóng vỏ, vì vậy để tránh làm mất nó, tôi quyết định tạo một chiếc kẹp in 3D được vặn vào bảng điều khiển. Clip này đã có trên Thingiverse đây!

Với bảng điều khiển của bạn trông hoàn chỉnh (ngoài bất kỳ nhãn nào bạn có thể muốn thêm), đã đến lúc lật nó lại và bắt đầu đấu dây…

Bước 5: Hàn & nối dây

Mỗi dây của tôi được hàn vào các thành phần và sau đó chạy đến Arduino, nơi chúng được cắm với các chân tiêu đề nam. Tôi đã phải tùy chỉnh làm các dây này bằng cách cắt các phích cắm khỏi dây jumper, hàn chúng vào một đoạn dây có độ dài thích hợp và sau đó cách điện chúng bằng ống co nhiệt. Trước khi bạn bắt đầu hàn, hãy gắn bộ điều khiển vi mô của bạn vào mặt sau của bảng điều khiển để bạn có thể lập kế hoạch chiều dài dây của mình cho phù hợp. Tôi khuyên bạn nên làm cho dây của bạn dài hơn sau đó chúng cần phải được, điều này giúp sắp xếp gọn gàng chúng khi tất cả đã hoàn thành. Bạn cũng có thể có các thành phần nhỏ như điện trở, đầu nối vít và MOSFET để hàn vào một số bảng mạch hoàn thiện.

Khi các dây của bạn được hàn, bạn có thể cắm tất cả chúng vào các chân Arduino của chúng và sau đó sử dụng dây buộc cáp để thử và làm cho tất cả gọn gàng hơn. Quá trình này mất nhiều thời gian nhưng rất đáng giá và rất hài lòng!

Loa trong hộp được in 3D là bản nâng cấp trong tương lai, bao gồm phát các tệp.wav và tạo âm thanh nói / phát bộ điều khiển.

Toàn bộ quá trình này khiến tôi mất hơn hai ngày liên tục vì việc tạo ra dây tùy chỉnh và cách điện cho mọi kết nối là cực kỳ mất thời gian! Chỉ cần bật một số bản nhạc, lấy một số đồ ăn nhẹ và bắt đầu hàn. Đảm bảo rằng sơ đồ của bạn ở gần!

Với tất cả hệ thống dây điện đã hoàn tất, đã đến lúc PHẦN MỀM…

Bước 6: Phần mềm

Tôi hiện có phần mềm cơ bản để nhận tất cả cài đặt và chấp nhận mã bảo mật, tuy nhiên phần mềm của tôi chưa hoàn thiện vì bệ khởi chạy chưa hoàn thành! Tôi sẽ chỉnh sửa phần này và thêm tất cả phần mềm của tôi và giải thích về nó khi tôi hoàn thành!

Phần mềm của mọi người sẽ khác nhau tùy thuộc vào những gì bộ điều khiển của bạn sẽ làm. Đó là thời điểm mà bộ điều khiển của bạn bắt đầu đi vào cuộc sống! Tôi khuyên bạn nên nghiên cứu cách lập trình từng thành phần của mình và sau đó thiết kế phần mềm của bạn với một biểu đồ. Bạn có thể xem biểu đồ quy trình thiết lập phần mềm của tôi tại đây, mặc dù tôi chưa có biểu đồ về trình tự khởi chạy phần mềm của mình.

Cách dễ nhất để giải quyết một lượng lớn phần mềm là lập kế hoạch cho nó. Bạn càng lập kế hoạch thì nó càng dễ dàng. Bắt đầu bằng cách ghi lại các ghi chú và tiến tới sơ đồ luồng cuối cùng hiển thị mọi thứ mà bộ điều khiển của bạn cần làm và cách hệ thống được điều hướng. Của tôi hiển thị những gì được hiển thị trên màn hình LCD cũng như cách đi giữa các phần. Một khi bạn đã thiết kế phần mềm của mình và biết cách lập trình từng thành phần, hãy uống một ly cà phê và làm nhiều việc nhất có thể trong một buổi tối. Làm điều này trong một vài đêm và nó sẽ được hoàn thành trước khi bạn biết điều đó! Các diễn đàn và trang web Arduino sẽ trở thành người bạn tốt nhất của bạn trong vài đêm này!

Mẹo lớn nhất của tôi, điều này sẽ cứu mạng bạn! Khi bạn đang đặt các nút / công tắc của mình làm đầu vào, bạn phải sử dụng đoạn mã này: pinMode (6, INPUT_PULLUP);

Nếu bạn không thêm '_PULLUP' các nút / công tắc của bạn sẽ bị trả lại và không hoạt động. Tôi đã học được điều này một cách khó khăn và đã dành 5 giờ làm việc thêm cho việc này một mình trước khi tôi nhận ra sai lầm đơn giản của mình.

Đến cuối phần mềm của mình, bạn đã tải nó lên ít nhất 100 lần để thử nghiệm, nhưng vẫn còn nhiều thử nghiệm hơn nữa phải được thực hiện…

Bước 7: Kiểm tra

Kiểm tra, thử nghiệm, thử nghiệm. Chìa khóa để làm cho bất kỳ dự án nào trở nên hoàn hảo và hoạt động theo cách mà nó cần. Nếu điều gì đó không hoạt động, bạn sẽ phải theo dõi vấn đề, có thể thay thế các thành phần, thực hiện một số tua lại hoặc trong trường hợp tốt nhất chỉ cần thay đổi một chút mã. Không có dự án nào sẽ hoạt động hoàn hảo ngay lần thử đầu tiên. Chỉ cần kiên trì với nó cho đến khi hoàn thành và hoạt động trơn tru.

Một khi nó hoạt động hoàn hảo, bạn đã sẵn sàng để sử dụng nó! Trong trường hợp của tôi, điều này đang phóng tên lửa…

Bước 8: Khởi chạy

Tất cả các bạn đang chờ đợi một số hình ảnh / video ra mắt thú vị! Xin lỗi vì đã làm điều này với bạn nhưng lần ra mắt đầu tiên vẫn còn ít nhất 3 tháng nữa. Tôi cần tạo bệ phóng và hoàn thiện mọi phần của toàn bộ dự án. Tôi hiện được 6 tháng và đã làm việc hàng ngày kể từ khi tôi bắt đầu. Đó là một dự án hoàn toàn lớn!

Tôi hiện đang làm một video lớn về cách tôi tạo bộ điều khiển cũng như những gì đang làm và một vài bản demo. Điều này hy vọng sẽ có trên YouTube trong vòng một tuần!

Với điều đó đã được nói, bạn có thể theo dõi tiến trình của tôi cho đến lần khởi chạy đầu tiên và vượt qua tất cả các thất bại ban đầu và điều chỉnh. Tôi đang làm nhiều video trên YouTube về dự án và tôi liên tục đăng lên twitter và Instagram. Có một số video lớn trên YouTube liên quan đến chính tên lửa, bệ phóng và tất nhiên là các vụ phóng. Đây là tất cả tài khoản của tôi…

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Trang web My Dodgy:

Bạn muốn một Hình dán?

Bước 9: Một bước nữa !?

Như tôi đã nói trước đó, tôi vẫn chưa hoàn thành! Tôi vẫn cần lấy pin, lắp nó và tạo các nhãn cuối cùng.

Tuy nhiên, tôi đã có nhiều ý tưởng khác về cách tiến thêm một bước này!

• Máy tính Raspberry Pi với màn hình được tích hợp trong nắp hộp
• Phích chuối để khởi chạy sao lưu có dây
• Ăng-ten bên ngoài trên giá ba chân
• Sạc pin bằng phích cắm trên bảng điều khiển chính
• Lập trình bằng phích cắm trên bảng điều khiển chính
• Bảng điều khiển bằng sợi carbon thực
• Hỗ trợ phía sau bảng điều khiển để ngừng uốn cong

Tôi xin lỗi vì thiếu các bức ảnh tiến độ! Chúng đã được chụp trên điện thoại của tôi vì tôi không nghĩ là sẽ lấy nhiều.

Tôi hy vọng điều này truyền cảm hứng cho bạn để làm của riêng bạn! Tôi muốn xem tác phẩm của bạn….