Pengontrol Peluncuran Roket Model Berlebihan!: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Sebagai bagian dari proyek besar yang melibatkan model roket, saya membutuhkan pengontrol. Tetapi seperti semua proyek saya, saya tidak bisa hanya berpegang pada dasar-dasar dan membuat pengontrol satu tombol genggam yang baru saja meluncurkan roket model, tidak, saya harus bekerja sangat berlebihan dan membuatnya serumit dan di atas yang saya bisa. pikirkan. Saya memang punya ide untuk membuat ini lebih di atas, namun ide-ide itu sedikit di luar anggaran untuk seorang siswa berusia 16 tahun.

Setelah banyak penelitian dan perencanaan, saya tidak dapat menemukan sumber daya apa pun di jalan 'pengendali roket tas' karena mereka bukan barang yang umum, jadi saya perlu merancang sendiri dari awal. Bagian utama dari keseluruhan proyek saya, roket itu sendiri, terbuat dari serat karbon dan terlihat sangat keren, jadi saya ingin melanjutkan tema ini ke pengontrol, dan landasan peluncuran baja (saat ini belum lengkap).

Tapi apa yang dilakukan pengontrol ini? Mengapa Anda membuatnya?

Roket model saya bukanlah roket biasa dengan sirip dan landasan peluncuran dasar dengan rel pemandu. Sebaliknya roket diisi dengan elektronik khusus dan peralatan kontrol vektor dorong. Kontrol vektor dorong, atau TVC, melibatkan menggerakkan mesin di dalam roket untuk mengarahkan daya dorongnya dan karenanya mengarahkan roket ke lintasan yang sesuai. Namun ini melibatkan panduan GPS yang ILEGAL! Jadi roket saya menggunakan TVC untuk menjaga agar roket tetap super stabil dengan giroskop di komputer penerbangan, tanpa peralatan GPS. Stabilisasi aktif legal, panduan tidak!

Pokoknya melalui intro yang panjang ini saya masih belum menjelaskan apa yang dilakukan controller! Landasan peluncuran seperti yang saya katakan sebelumnya bukan hanya dudukan dengan rel pemandu, melainkan sistem kompleks yang diisi dengan komponen elektronik dan mekanis, seperti landasan peluncuran yang sebenarnya. Ini termasuk piston pneumatik untuk menarik kembali bagian belakang yang kuat, klem yang menahan dasar roket dan tubuh bagian atas dan banyak hal lain yang akan saya jelaskan lebih baik di video YouTube mendatang.

Pengontrol tidak hanya mengirim semua sinyal nirkabel untuk mengontrol sistem landasan peluncuran dan meluncurkan roket, tetapi juga memungkinkan saya untuk menyesuaikan pengaturan peluncuran. Apakah itu benar-benar diluncurkan, atau hanya ditahan ke pad untuk kebakaran statis motor. Apakah saya mengaktifkan sistem pneumatik punggung kuat yang dapat ditarik atau tidak. Apakah roket memiliki booster samping seperti yang terlihat pada Falcon Heavy. Atau apakah saya perlu menguji koneksi nirkabel antara pengontrol dan landasan peluncuran. Ini semua hanyalah beberapa fungsi yang dapat dilakukan pengontrol ini.

Catatan singkat: Ini bukan label akhir karena saat ini saya tidak memiliki akses ke pemotong vinil Roland GX-24 saya yang biasa. Saya juga belum punya baterainya, saya akan menggunakan mobil RC standar/pesawat LiPo, 11.1V dan sekitar 2500mAh.

Sebelum kita mulai dengan petunjuk langkah demi langkah tentang bagaimana saya membuatnya, saya ingin menjelaskan kepada semua orang bahwa pengontrol seperti ini dapat digunakan untuk lebih dari sekadar meluncurkan roket tergantung pada apa yang Anda buat. Itu bisa mengendalikan penjelajah nirkabel, mengendalikan helikopter/drone RC, disesuaikan dengan komputer portabel atau sistem permainan. Imajinasi Anda benar-benar batasnya. Jika Anda ingin membangun pengontrol ini, saya juga sangat menyarankan Anda merancang skema Anda sendiri, tata letak sakelar, dan semua perangkat lunak Anda sendiri. Jadikan itu benar-benar MILIKMU.

Memperbarui!

Inilah video YouTube baru tentang pengontrol!

Perlengkapan

Karena saya berada di Australia, bagian dan tautan saya kemungkinan akan berbeda dengan milik Anda, jadi saya akan merekomendasikan untuk melakukan penelitian Anda sendiri! Saya memiliki daftar bagian lengkap PDF dari semua yang saya gunakan di sini. Saya juga merekomendasikan menggunakan bagian Anda sendiri untuk membuat pengontrol Anda sesuai dengan apa yang Anda butuhkan/inginkan!

Daftar bagian dasar:

• semacam kasus
• Panel akrilik
• Tombol dan sakelar
• Layar LCD, pembacaan tegangan
• filamen PLA
• Vinil serat karbon 3D
• Sebuah speaker dan modul audio (jika Anda ingin berbicara)

Saya telah menjaga alat-alatnya tetap dasar, Anda dapat menggunakan apa pun yang Anda miliki:

• Dremel dengan pisau pemotong
• Mengebor
• Besi solder
• Pemantik rokok (untuk tabung panas menyusut)
• Obeng
• Tang hidung runcing
• Squeegee (untuk mengaplikasikan bungkus vinil dan stiker)
• Pisau Stanley (untuk memotong akrilik)

Langkah 1: Memulai

Apa yang saya ingin pengontrol saya lakukan? Tombol/saklar dan fungsi apa yang dibutuhkan? Saya ingin terlihat seperti apa? Apa anggarannya? Ini semua adalah pertanyaan penting untuk ditanyakan pada diri sendiri sebelum Anda mulai menangani tugas ini. Jadi mulailah dengan mendapatkan notepad dan menuliskan ide-ide. Ini juga membantu untuk melakukan penelitian pada pengontrol yang ada, Anda mungkin menemukan ide emas itu.

Anda perlu memikirkan setiap fungsi yang harus dijalankan oleh pengontrol Anda dan jenis tombol/sakelar apa yang Anda perlukan untuk itu. Dalam kasus saya ini mengendalikan beberapa bagian landasan peluncuran dan meluncurkan roket. Jadi saya membutuhkan sakelar untuk pengaturan, cara memulai urutan peluncuran, kode keamanan untuk memastikan tidak ada orang lain yang dapat meluncurkan roket dan beberapa hal kecil lainnya.

Tombol berhenti darurat besar saya sangat penting untuk bentuk pengontrol saya! Pengontrol memulai urutan hitung mundur 15 detik di mana landasan peluncuran bersiap untuk meluncurkan roket. Setiap saat selama 15 detik ini beberapa bentuk bahaya dapat muncul, tombol merah besar memutus semua daya ke pengontrol, menghentikan sinyal nirkabel lagi untuk mencapai landasan peluncuran dan memastikan roket TIDAK BISA diluncurkan.

Saya juga memerlukan cara untuk mengontrol lampu putar 12V eksternal, Arduino hanya dapat mengeluarkan sinyal 5V sehingga MOSFET digunakan untuk tugas ini. MOSFET juga digunakan untuk membuat sirkuit untuk menyalakan motor roket dengan koneksi kabel ke pengontrol. Jika ada sesuatu yang tidak berfungsi pada hari peluncuran dengan kontrol nirkabel, saya dapat menghubungkan kabel penyala ke pengontrol untuk meluncurkan roket.

Setelah Anda mengetahui apa yang perlu dilakukan pengontrol Anda, inilah saatnya untuk membuat diagram sirkuit dari semua komponen Anda dan mencari tahu bagaimana Anda akan mengaturnya di panel utama…

Langkah 2: Tata Letak & Pengkabelan

Tata letak komponen yang baik sangat penting untuk keserbagunaan dan kegunaan, serta estetika yang sejujurnya adalah yang saya pedulikan. Ini menjelaskan mengapa antena berada di depan tombol berhenti darurat? Saya menemukan tata letak ini dengan mengambil busa asli dari kasing dan memindahkan komponen di sekitarnya sampai saya puas dengan tampilannya. Ruang terbuka yang tersisa di tengah adalah untuk beberapa stiker mewah, tetapi seperti yang saya katakan sebelumnya, saya tidak memiliki akses ke pemotong vinil sekarang, jadi saya memiliki stiker logo proyek saya di sebelahnya.

Setelah Anda merancang tata letak ini, tandai titik-titik komponen pada papan akrilik bersama dengan dimensi lubang dan dimensi garis papan, ini akan dipotong pada langkah berikutnya. Saya menggunakan akrilik 3mm.

Setelah Anda mengetahui semua komponen yang Anda butuhkan dan ke mana mereka pergi, Anda perlu membuat beberapa bentuk skema atau tabel di mana semua koneksi pergi. Ini tabel pin saya dan skema saya. Jangan menyalin dokumen saya karena komponen saya akan berbeda dengan milik Anda dan oleh karena itu koneksinya akan berbeda, namun Anda dipersilakan untuk menggunakan milik saya sebagai panduan, gratis. Skema dibuat hanya untuk Instruksi ini karena saya hanya menggunakan tabel pin untuk membuat pengontrol saya, oleh karena itu skema terburu-buru dan mungkin ada kesalahan! Jika Anda ingin salinan file Fritzing, kirimkan saya pesan di salah satu akun media sosial saya dan saya akan mengirimkannya melalui email kepada Anda, gratis sekali lagi!

Saat merencanakan pengkabelan Anda, Anda perlu mempertimbangkan berapa banyak pin yang Anda miliki di Arduino Anda (saya merekomendasikan Arduino Mega atau Arduino Mega Pro). Anda juga perlu meneliti komponen Anda dan melihat apakah ada pin khusus yang harus mereka masuki, misalnya Anda mungkin memiliki komponen SPI atau I2C yang memerlukan pin khusus. Setelah Anda menemukan pin yang tepat yang dibutuhkan komponen tertentu, Anda kemudian dapat mengisi pin digital dan analog yang tersisa dengan input dan output lain seperti sakelar, tombol, LED, buzzer, dan MOSFET.

Semua dokumen tersedia di situs web cerdik saya:

Setelah semua perencanaan ini selesai, Anda akan melakukan hal-hal yang menyenangkan…

Langkah 3: Pemotongan

Saatnya untuk memotong panel akrilik utama dan kemudian memotong semua lubang untuk komponen! Hati-hati, Anda akan membuat kekacauan besar! Pastikan Anda telah menandai setiap potongan dan pastikan mereka benar. Anda dapat memotong lebih banyak bahan, tetapi Anda tidak dapat menambahkannya kembali setelah hilang… yah, bagaimanapun juga, tidak terlalu bagus! Saya membuat kesalahan saat memotong panel utama saya, saya tidak cukup mencetak garis dengan pisau Stanley dan mengambil terlalu banyak bahan ketika saya mematahkannya, untungnya ini mudah ditutupi dengan membuat celah untuk mengangkat panel.

Untuk memotong bentuk papan utama saya menjepit penggaris baja di sepanjang garis tepi dan menyeret dan pisau Stanley di sepanjang garis sampai saya sekitar setengah jalan melalui panel, ini butuh waktu LAMA. Saya kemudian menjepit akrilik ke meja dengan garis potong di tepi meja dan bagian yang saya inginkan di atas meja. Mata yang menyerahkan tepinya kemudian dengan mudah terlepas dengan sedikit kekuatan, namun meninggalkan beberapa tepi yang kasar. Saya menggunakan palu untuk membersihkan tepi-tepi ini secara kasar dan kemudian Dremel dengan sedikit pengamplasan untuk membuatnya halus. Kasing saya memiliki sudut bulat sehingga saya harus membulatkan sudut akrilik dengan Dremel, menggunakan mata potong untuk memulai dan menyelesaikan dengan mata pengamplasan.

Setelah Anda memiliki garis luar panel, Anda dapat menggunakan kombinasi pisau pemotong Dremel dan bor untuk memotong semua lubang di panel Anda. Lingkaran besar dibuat dengan banyak potongan Dremel kecil, persegi panjang dan bujur sangkar dipotong dengan Dremel dan lubang kecil dibor. Semua lubang ini dapat dibersihkan dengan kikir, kertas amplas dan sedikit pengamplasan Dremel sesudahnya.

Saatnya membersihkan retakan atau tepi kasar dengan bungkus vinil…

Langkah 4: Bungkus & Pasang

Saya membeli beberapa bungkus vinil serat karbon super murah di eBay untuk menutupi seluruh panel, serat karbon asli akan terlalu mahal dan sangat berantakan tapi saya mempertimbangkannya. Potong sepotong vinil sedikit lebih besar dari panel, apakah itu karbon, kayu?, hitam mengkilap atau Anda mungkin hanya ingin mengecatnya! Terserah preferensi Anda. Kemudian dengan hati-hati kupas sedikit penutup perekat dan mulailah mengoleskannya ke papan. Pastikan Anda menggunakan squeegee untuk menghilangkan gelembung apa pun saat Anda melakukannya. Letakkan vinil dengan hati-hati dan bungkus di tepinya dengan erat. Tergantung pada kualitas vinil Anda, Anda mungkin perlu menambahkan lem ekstra! Jika Anda sangat rewel, Anda mungkin juga ingin sedikit melunakkan vinil dengan pengering rambut atau senapan panas untuk mendapatkan sudut yang sangat halus.

Setelah ini selesai, sekarang saatnya untuk memotong vinil yang menutupi lubang untuk komponen Anda. Berhati-hatilah untuk tidak mengacaukan karya vinil indah Anda!

Sekarang Anda dapat memasang semua komponen di tempatnya. Komponen mungkin memerlukan mur, sekrup, lem/epoksi atau gesekan yang pas. Umumnya sebagian besar komponen masuk cukup mudah. Modul transceiver jarak jauh NRF24 saya duduk di sudut dalam lubang, jadi saya menambahkan mesin cuci dan meluruskannya dengan baik. Bagian ini perlu ditahan dengan epoksi, jadi saya segera mencampurnya, LUAR!

Saya membutuhkan tempat untuk menyimpan antena NRF24 saat casing ditutup, jadi untuk menghindari kehilangannya, saya memutuskan untuk membuat klip cetak 3D yang disekrupkan ke panel. Klip ini tersedia di Thingiverse di sini!

Dengan panel Anda terlihat lengkap (terlepas dari label apa pun yang mungkin ingin Anda tambahkan), sekarang saatnya untuk membaliknya dan memulai pemasangan kabel…

Langkah 5: Solder & Pengkabelan

Setiap kabel saya disolder ke komponen dan kemudian dikirim ke Arduino, di mana mereka dicolokkan dengan pin header laki-laki. Saya harus membuat kabel ini secara khusus dengan memotong colokan dari kabel jumper, menyoldernya ke panjang kabel yang sesuai dan kemudian mengisolasinya dengan tabung panas menyusut. Sebelum Anda mulai menyolder, pasang pengontrol mikro Anda di bagian belakang panel sehingga Anda dapat merencanakan panjang kabel yang sesuai. Saya sarankan untuk membuat kabel Anda lebih panjang dari yang seharusnya, ini membantu mengaturnya dengan rapi saat semuanya selesai. Anda mungkin juga memiliki komponen kecil seperti resistor, terminal sekrup, dan MOSFET untuk disolder ke beberapa papan kinerja.

Ketika kabel Anda disolder, Anda dapat menghubungkan semuanya ke pin Arduino mereka dan kemudian menggunakan ikatan kabel untuk mencoba dan membuat semuanya lebih rapi. Proses ini memakan waktu lama tetapi sangat berharga dan sangat memuaskan!

Speaker di rumah cetak 3D adalah untuk peningkatan di masa mendatang yang melibatkan pemutaran file.wav dan membuat pengontrol berbicara/memutar suara.

Seluruh proses ini memakan waktu lebih dari dua hari berturut-turut karena membuat kabel khusus dan mengisolasi setiap koneksi sangat memakan waktu! Putar saja musik, ambil beberapa makanan ringan dan mulai menyolder. Pastikan skema Anda dekat!

Dengan semua pengkabelan selesai, saatnya untuk PERANGKAT LUNAK…

Langkah 6: Perangkat Lunak

Saat ini saya memiliki perangkat lunak dasar untuk mendapatkan semua pengaturan dan untuk menerima kode keamanan namun perangkat lunak saya tidak lengkap karena landasan peluncuran belum selesai! Saya akan mengedit bagian ini dan menambahkan semua perangkat lunak saya dan penjelasannya setelah saya selesai!

Perangkat lunak setiap orang akan berbeda tergantung pada apa yang akan dilakukan pengontrol Anda. Pada titik inilah pengontrol Anda mulai hidup! Saya sarankan untuk meneliti bagaimana memprogram setiap komponen Anda dan kemudian merancang perangkat lunak Anda dengan diagram alur. Anda dapat melihat diagram alur perangkat lunak pengaturan saya di sini, meskipun saya belum mendapatkan diagram alur untuk perangkat lunak urutan peluncuran saya.

Cara termudah untuk menangani sejumlah besar perangkat lunak adalah dengan merencanakannya. Semakin Anda merencanakannya semakin mudah. Mulailah dengan merangkai catatan dan lanjutkan ke diagram diagram alir akhir yang menunjukkan semua yang perlu dilakukan pengontrol Anda dan bagaimana sistem dinavigasi. Milik saya menunjukkan apa yang ditampilkan di layar LCD serta bagaimana berpindah antar bagian. Setelah Anda mendesain perangkat lunak dan mengetahui cara memprogram setiap komponen, ambil kopi dan selesaikan banyak hal dalam satu malam. Lakukan ini selama beberapa malam dan itu akan dilakukan sebelum Anda menyadarinya! Forum dan situs web Arduino akan menjadi teman terbaik Anda selama beberapa malam ini!

Tip terbesar saya, ini akan menyelamatkan hidup Anda! Saat Anda mengatur tombol/saklar sebagai input, Anda harus menggunakan potongan kode ini: pinMode(6, INPUT_PULLUP);

Jika Anda tidak menambahkan '_PULLUP' tombol/sakelar Anda akan terpental dan tidak berfungsi. Saya mempelajari ini dengan cara yang sulit dan menghabiskan 5 jam kerja ekstra untuk ini sendirian sebelum saya menyadari kesalahan sederhana saya.

Pada akhir perangkat lunak Anda, Anda akan mengunggahnya setidaknya 100 kali untuk pengujian, tetapi masih ada lebih banyak pengujian yang harus dilakukan …

Langkah 7: Pengujian

Pengujian, pengujian, pengujian. Kunci untuk membuat proyek apa pun sempurna dan berfungsi sebagaimana mestinya. Jika sesuatu tidak berhasil, Anda harus melacak masalahnya, mungkin mengganti komponen, melakukan pengkabelan ulang atau dalam kasus terbaik hanya mengubah sedikit kode. Tidak ada proyek yang akan berhasil dengan sempurna pada percobaan pertama. Hanya bertahan dengan itu sampai selesai dan bekerja dengan lancar.

Setelah berfungsi dengan sempurna, Anda siap menggunakannya! Dalam kasus saya ini meluncurkan roket…

Langkah 8: Luncurkan

Anda semua menunggu beberapa foto/video peluncuran yang manis! Maaf telah melakukan ini pada Anda, tetapi peluncuran pertama masih berlangsung setidaknya 3 bulan. Saya perlu membuat landasan peluncuran dan menyelesaikan setiap bagian dari keseluruhan proyek. Saya saat ini 6 bulan dan telah bekerja setiap hari sejak saya mulai. Ini adalah proyek yang benar-benar besar!

Saat ini saya sedang mengerjakan video besar tentang bagaimana saya membuat pengontrol serta apa yang dilakukan dan beberapa demo. Mudah-mudahan ini akan ada di YouTube dalam waktu seminggu!

Dengan itu, Anda dapat mengikuti kemajuan saya hingga peluncuran pertama dan melalui semua kegagalan dan penyetelan awal. Saya sedang mengerjakan banyak video YouTube mengenai proyek ini dan saya terus-menerus memposting ke twitter dan Instagram. Ada beberapa video YouTube besar tentang roket itu sendiri, landasan peluncuran, dan tentu saja peluncuran. Ini semua akun saya…

YouTube:

Twitter:

Instagram:

Thingiverse:

Situs Web Cerdik Saya:

Ingin Stiker?

Langkah 9: Satu Langkah Lebih Jauh!?

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

Namun saya memiliki banyak ide lain tentang bagaimana mengambil satu langkah lebih jauh!

• Komputer Raspberry Pi dengan layar terpasang di tutup casing
• Colokan pisang untuk peluncuran cadangan kabel
• Antena eksternal pada tripod
• Pengisian baterai dengan steker di panel utama
• Pemrograman dengan steker di panel utama
• Panel serat karbon asli
• Mendukung di belakang panel untuk berhenti membungkuk

Saya minta maaf atas kurangnya foto kemajuan! Mereka diambil di telepon saya karena saya tidak berpikir untuk mengambil banyak.

Saya harap ini menginspirasi Anda untuk membuatnya sendiri! aku ingin melihat karyamu….