Eine 2-stufige elektronische Modell Rocket (mit 3-D Printed Teile!)

11 Schritt:Schritt 1: Die Vision! Schritt 2: Supplies Schritt 3: Abdeckkappe Electronics Schritt 4: Abdeckkappe Structure Schritt 5: Körperstruktur (Lower) Schritt 6: Körperstruktur (Upper) Schritt 7: 1. Stufe Launcher Electronics Schritt 8: 1. Stufe Launcher Schritt 9: Der Kodex Schritt 10: 3-D Printed Parts Dateien Schritt 11: Letzte Vorbereitungen für den Start und die Startrampe

Hallo an alle! Haben Sie sich jemals gefragt, was die Grenzen sind, was eine einfache Modellrakete tun könnte? Vor vielen Monden Ich fragte mich die gleiche Sache und nach einigen trial and error Ich glaube, dass die Grenzen und Komplexität können Sie auf Ihr Lauf von der Mühle Modellrakete hinzufügen kann ziemlich einfach und billig mit der richtigen Einstellung zu sein!

Nun ist es ziemlich gut bekannt, dass Modellraketenmotoren in allen Formen und Größen, von denen erhalten Sie nur so hoch. So Estes und ein paar andere Modellrakete Produzenten beschlossen, Motoren, die diejenigen hinter sich entzünden könnten. Technisch gesehen ist es ein "2-Stufen" Modellrakete dies, was bedeutet, wenn die niedrigste Motordurchgebrannt ist es zündet man darüber mehr Schub und somit eine höhere endgültige Höhe (Apogäum) bereitzustellen. Ich habe mit einer solchen mehrstufigen Raketen spaßen und ich fühlte mich die ganze Einrichtung fehlte das Gefühl eines echten Rakete. So entschied ich mich, um etwas Besseres zu denken!

Was ich brauchte, war ein System, das in mich bringen würde den Raketeningenieur. Nach einigem Nachdenken und Hilfe aus dem Internet I festgestellt, dass ein elektronisches Steuersystem wäre der beste Weg, um echte Zwischenstufen-Unabhängigkeit zu erreichen, nicht zu erwähnen, wäre es sehr viel zuverlässiger dann ein Sicherungssystem oder was Estes hatte zuvor durchgeführt werden. Zusammen mit einigen handmade (kann auch sein 3-D gedruckt) Teile und traditionelle Modell Rakete Teile es möglich, einen mehrstufigen Rakete, die ungeahnte Höhen erreichen konnte zu erstellen wurde!

Das Ergebnis war, Steuerungssystem, das einen Timer, zwei Netzteile, einen Reed-Schalter und einen MOSFET nutzt, um eine Quest niedrigen Stromraketentriebwerk Zünder zu zünden. In der folgenden Instructable werde ich die Konzeption und den Bau hinter diesem aufregenden neuen Weg, um Modellraketen starten zu erklären!

(Eine kleine DISCLAIMER) habe ich noch nicht die Gelegenheit, meine 3-D bedruckten Teile zu drucken, nicht um das Wetter in meiner Heimatstadt zu nennen war regnerisch und / oder windigen für den letzten Tagen, so in der nächsten Woche oder zwei hatten Ich werde ein Video von meiner Raketenabschuss! Danke für Ihre Geduld! Schritt 1: Die Vision!

Zurück in der Schule hatte ich eine Modellrakete, die in große Höhen, separate steigen könnte, und blast off sogar höher als vorgesehen, so entschied ich mich zu meiner ersten wirklich anspruchsvollen Elektronik-Projekt versuchen.

Die erste Version war einfach, aber auch ziemlich ungenau als das gesamte Projekt in Flammen (buchstäblich) beendet. Ich begann mit der Idee, dass ich wollte ein Arduino Mikrocontroller verwenden, um als ein programmierbarer Timer handeln, um die 1. Stufe Werfer und die eventuelle 2. Stufe Zündung führen. Ich entschied mich für die Verwendung eines Relais, um eine 9-V-Stromversorgung an einen Zünder zu aktivieren. Nach der Prüfung des Relais auf ein Steckbrett, ich sprang dann zur Erstellung einer perfboard für das Relais und die ihm durch das Hinzufügen eines Sicherheitsschalter ausgebaut, eine LED, um anzuzeigen, dass der Sicherheitsschalter geworfen wurde, und ein Summer an führte der 1. Stufe Operator wissen wenn sie Feuer off der 1. Stufe Zünder.

Die perfboard stellte sich heraus, in Ordnung, aber wenn ich ging, um die Rakete zu bauen und ging, es zu schießen, die resultierenden Schwingungen der 1. Stufe Motoren in Schwingung versetzt das Relais über seine Toleranzen und den kleinen Schalter im Inneren des Relais geschlossen und die zweite Stufe Feuer fort Motoren fast sofort. Das Ergebnis war eine spektakuläre Kollision von Stufen und der untere Teil der Rakete Feuer gefangen, so dass ich beschloss, einen neuen Weg, um die Rakete zu bauen und damit die zweite Version gebaut wurde. Schritt 2: Supplies

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Die Elektronik für dieses Projekt sind recht einfach, und ich werde in Richtung, wie ich diese besondere System entwickelt brechen mein Gedankengang, und wird gründlich zu erklären, wie und warum ich jede Komponente.

In der einfachsten Form ist es eine Schaltung, die einen Reed-Schalter-Signal aufnimmt und betreibt einen Zeitgeber, der einen Sicherheitsschalter, der nach einer vorprogrammierten Zeitdauer eröffnet einen Weg in dem MOSFET mit dem Kondensator, der zweiten Phase entzündet hat Motoren.

In mehr ausgearbeiteten Bedingungen!
(1) Ein Reed-Schalter ist mit einem Magneten an der Raketenabschussplatte verbunden und sendet Eingangssignale an den Arduino, um anzuzeigen, wenn die Rakete hat die Startrampe verlassen.
(2) Der Arduino liest die Eingabe aus dem Reed-Schalter und eine kleine LED ein- oder ausschalten auf der Platine selbst anzugeben, ob der Magnet ist in der Tat auf dem Switch. Dies ermöglicht Ihnen, die Positionierung der Rakete zu überprüfen, wie es auf der Startrampe sitzt, so dass das Fehlen eines guten Kontakt wird nicht dazu führen, die Motoren, die in Ihrem Gesicht zu entzünden!
(3) Eine kleine Sicherheitsschalter aktiviert das endgültige Programm, in dem die Entfernung des Magneten von der Sicherheitsschalter (die, wenn die 1. Stufe Motoren abheben auftritt) löst einen Timer, der ab ca. die Bühne Motoren Sekunde. 1,7 Sekunden nach der 1. Stufe Motoren entlassen und starb.

Verzicht: Man könnte auch ein Piezoelement verwendet, um die Aktivierung der 1. Stufe Motoren anstelle der Reedschalter zu erfassen. Es wäre einfach zu tun, aber das Programm müsste etwas komplexer sein, wie es wäre, eine erste Lesung der Schwingungen, die von der Rakete nehmen und müsste, um den Timer für die Dauer engagiert irgendwie halten (ca. Zwei Sekunden) der Flucht vor den Bühnenfeuer Sekunde. Andernfalls könnte der Zeitgeber im Flug zurückzusetzen und die Zwischenspeicher könnte nicht so günstig zu beenden.

Bau
Der Aufbau der Schaltung perfboard ist recht einfach und sollte nur ein paar Stunden bei den meisten.

(1) Zunächst sind Sie gehen, um die MOSFET-Leistungssteuer konstruieren zu wollen. Das Paket kommt es in enthält alle Komponenten, die Sie benötigen und Sie müssen nur die Komponenten, um ihre jeweiligen VIAs löten.

(1.5) Der Arduino kommen sollte, bereit, wie es, wenn Sie es empfangen, so kümmern sich um nichts zu kümmern, es zu tun (außer Programmier es natürlich!)

(2) Der Arduino Stromversorgung wird durch zwei CR2032 Knopfzellen zur Verfügung gestellt. Solange sie vollständig geladen sind, dann sollten sie eine stabile Stromversorgung. , Wie das Schicksal es wollte, sind jedoch einige meiner Raum-Knopfzellen nicht alle auf 6 Volt und ich musste einen zusätzlichen Knopfzelle, um die Arduino richtig funktioniert hinzuzufügen. In Bezug auf die eigentlichen Bau, es ist einfach; der Batteriehalter sind gemeinsam mit einem Draht in die zwischen der Anode und der Kathode verlötet. Aber es ist etwas bewusst zu sein: wenn Sie die Batteriehalter kaufen von Radioshack, wie ich, dann ist die Polarität an die Inhaber markiert ist falsch (oder zumindest ist es für dieses Projekt). Dies liegt daran, die Batterien zu gehen in der Halterung sind aber nicht richtig sitzt, so dass sie anfällig für sich beim geringsten Stoß fallen (und das wird natürlich nicht gut für einen vibrations viel Umgebung abstimmen). Einfach so tun, positiv negativ und umgekehrt, und zur weiteren Schutz vor Vibrationen, nahm ich etwas Isolierband und wickelte ihn fest und individuell um jeden Halter.

(3) Der Reed-Schalter Montage ist nur der Reedschalter mit einem Pol verdrahtet rot (vertreten, dass es geht an die + 5V Pin), und der andere Pol mit einem 10k Widerstand und grünen Draht, um es in eine perfboard gelötet gelötet (vertreten dass der Draht geht an digitalen Pin 7). Das offene Ende des Widerstands bekommt einen schwarzen Draht verlötet (die, dass es geht an die GND-Pin).

(4) Das Arduino-Buchse / perfboard ist der schwierigste Teil, aber sollte recht einfach sein. Zuerst nehmen Sie die Buchsenleisten und schneiden Sie sie nach Größe, mit zwei Reihen 15 Stifte. Dann löten sie an einen perfboard mit einer Breite von 5 über die. Direkt über dem oberen Rand der Steckdose, lassen Sie sich vielleicht 3 über die Distanz. Löten Sie die SPDT-Schalter in die perfboard, dann auf einen der Würfe von den Schalter löten einen 10K-Widerstand an den Vorstand. THEN, darüber, legen Sie die Kondensator Schraubklemmen und löten sie so eng mit dem Schalter wie möglich. Nachdem diese Komponenten platziert wurden, all das zu Lot bleibt, ist die Drähte, yay!

(5) In Bezug auf das Gewirr von Drähten, so brechen sie durch Komponentengruppen und Sie sollten eine einfache Zeit für die Verwaltung alles haben. Erstens, Sie gehen, um zu roten Draht wollen die positive Seite der Knopfzelle Stromversorgung der VIN Pin, gefolgt von schwarzen Kabel die negative Seite der Versorgungs dem Erdungsstift an, der neben dem VIN Pin ist. Als nächstes ist die Schraubklemmen für die GAP. Die positive Seite ist rot per Kabel an den MOSFET Brett auf der Klemme + und dann die negative Seite ist schwarz verdrahtet auf der Arduino dem die Erdungsstift. Der MOSFET hat seine - Terminal per Kabel auf dem Arduino und der C-terminalen dem Erdungsstift an digitalen Stift 5 verdrahtet Der Schalter hat seine Pole auf den + 5V Pin verdrahtet und der Wurf hat den Widerstand und einen Draht gehen, um das digitale 8-polig mit dem Ende des Widerstands immer mit dem Massepin verdrahtet.

Das ist es! Die Hauptplatine ist vollbracht! Gut gemacht!

Schritt 4: Abdeckkappe Structure

Der Nasenkonus ist der Abschnitt, der alle elektronischen Steuerungen für die Rakete enthält. Es hat eine 3-D gedruckt Halterung für alle der verschiedenen Teile.

Zunächst einmal, Sie gehen zu knacken öffnen Sie Ihr Dremel-Werkzeugkoffer und einen Bohrer zu dem kleinen Flansch am Boden des Kegels zu wollen. Bohren Sie ein kleines Loch, das Sie verwenden, um die Oberleitung mit dem Fallschirm zu verankern. Andernfalls, wenn die Ausstoß Gebühren gehen, wird der Nasenkegel (mit allen empfindlichen und teuren Elektronik) fliegen gehen zu Boden, während der Rest der Rakete schwimmt sicher auf den Boden!

Als nächstes ist die Öffnung für die Elektronik zu montieren. Es muss ungefähr 4 cm breit und damit die Halterung zu passen. Sie müssen nicht zu schneiden, die genaue Art, wie ich tat, aber die Art, wie ich es gemacht habe funktioniert völlig in Ordnung in jedem Fall 3 cm groß. Werfen Sie einen Dremel Werkzeug Schneidausrüstung und vorsichtig schneiden Sie die Seiten, während die Aussparung intakt. (Wenn Sie sich fragen, warum ich nicht nur schneiden die gesamte Unterseite weg sind, ist es, dass bei Wiederanbringen es an die Spitze der Rakete die geschnittenen Seiten führen die zylindrische Form des Bodens zu zerbrechen und nicht richtig befestigen. Für den Fall, Ihnen gelingt, die ganze Nasenkegel auf sie kann schwieriger sein, ziehen Sie und Sie dann Gefahr laufen, der Fallschirm nicht bereitstellen, weil die Vorsatzhaube aufgeklebt!)

Sobald dies geschehen ist, wird der Nasenkegel ist bereit, haben die Halterung in sie eingeführt wird. Aber zuerst muss die Halterung ein paar Dinge, um sie geschehen. Das hintere Ende des Halters hat eine kleine kreisförmige Vorsprung auf der Oberseite, die den gleichen Durchmesser wie das Loch in der Mitte der Ausnehmung liegt. Nehmen Sie den Ausschnitt und legte einen Klecks Heißkleber auf sie und kleben Sie es auf den Berg. Dann nehmen Sie einen kleinen Magneten und kleben Sie es auf den Boden der Nasenkonus. Der Boden der Halterung wurde entwickelt, um Platz für alles, was Größe Sie wählen Magneten haben. Also einfach die gesamte Loch mit Heißkleber ein und stecken Sie den Magneten in die Tiefe, die das andere Ende der Halterung bündig mit der Vorsatzhaube setzt. Der Klebstoff wird dann aushärten und der Magnet wird in der richtigen Tiefe geklebt werden, um sicherzustellen, dass die Halterung passt perfekt in die Nasenkonus jedes Mal!

Um die Elektronik zum Kleben an der Halterung vorzubereiten, biegen Sie die Drähte und Form das gesamte Paket wie in der Abbildung dargestellt. Dann kleben die obere Halterung an den Kondensator, gefolgt von Verkleben der untere Halterung an den Akku. Sobald dies geschehen ist, dann ist die gesamte Baugruppe in das Nasenkonus eingelegt werden.

Schritt 5: Körperstruktur (Lower)

Die untere Struktur der Rakete ist meist 3-D mit einer Standard-80 BT Körperröhre gedruckt. Die Hauptbestandteile sind die Körper, die Motorhalterung, die backblast Haltering und das Rohr Koppler.

Nachdem die Teile wurden ausgedruckt. . .
(1) Nehmen Sie den BT-80 Körperrohr und schneiden Sie es in etwa in der Mitte.
(2) Nehmen Sie die Rohrkupplung und schieben Sie es in einer der Seiten des Körpers. Drücken Sie, bis nur etwa 4 mm davon ist oben zeigt. Sichern Sie sie an Ort und Stelle durch Kleben sie in.
(3) Nehmen Sie die Haupttriebwerkshalterung und schieben Sie es in die Seite ohne den Koppler, bis sie bündig mit dem Körper ist. Leim, der in ebenso.
(4) Der letzte Teil ist der Haltering. Dieser Teil ist mit dem Motorlager nach dem die Motoren mit der Verwendung eines langen Metallbolzen und der Mutter eingesetzt wurde gesichert.

Lassen Sie mich hier zu erklären!
Ich denke, ich könnte genauso gut die Gründe für mein Design der Motoraufhängung zu erklären. Ich beschloss, auf der Tatsache, dass eine Mehrfachmotorlager wäre schwer zu machen und würde auch leicht sein. Also beschloss ich, eine 3-D-Druck zu machen. Es ist eine einfache Halterung, die Steckplätze für die Motoren, die nicht zulassen, wird sie nach vorne zu bewegen hat, und hat Löcher, um die Auswurf Ladungen zu leiten. Dann gibt es einen Rückhaltering, der einen geringfügig kleineren Durchmesser als die Motoren, die Motoren in, wenn die Auswurfladungen zu zünden halten hat.

Disclaimer: Die Metallbolzen für den Haltering verwendet, ist etwas, was ich in meinem Haus gefunden; Sie können auch zu improvisieren oder vielleicht einen Ausflug zu Home Depot Schritt 6: Körperstruktur (Upper)

Der Oberkörper der Rakete ist ein bisschen anders als die Unterseite, ist, dass die Elektronik folgen Sie bis zum Ende dieser Phase, um ihre Zwecke zu dienen. Es gibt eine Standardmotorhalterung, die Löcher auf beiden Seiten, um den Reedschalter und die Zündvorrichtung Schraubklemmen aufzunehmen.

(1) Der Motorträger ist einfach; folgen Sie einfach den Anweisungen in der Verpackung und vergleichen sie bis zu etwa das, was in den Abbildungen gezeigt, und es wird mehr als angemessen. Nur kleben Sie es in und dann Ihren Motor wird nicht überall hingehen!
(2) Nehmen Sie einen Dremel und bohren Sie zwei Löcher: einem großen für die Schraubklemmen und ein kleines für den Reed-Schalter Drähte.
(3) Nehmen Sie die Reed-Schalter und führen seine super lange Leitungen durch das Loch und mit dem anderen Ende der Rakete.
(4) Löten Sie eine rote und eine schwarze Kabel an die Anschlüsse am Gehäuse und Winkel es in das Loch, so dass die Schrauben noch zugänglich. Dies ist wichtig, weil sie den Zünder zu dem MOSFET zu verbinden, während dem Sie die verbrachte Zünder nach dem Flug entfernen und ersetzen Sie sie durch eine neue.
(5) Kleben Sie die Schraubklemmen vorhanden.
(6) Nehmen Sie beide Drahtgruppen und drehen Sie sie, um sicherzustellen, dass sie sauber aussehen und bleiben aus dem Weg des Fallschirms.
(7) Klebstoff Enden der Drahtgruppen, so dass sie nicht um das Rohr herum zu bewegen.
(8) Presto Sie fertig sind. Diese Rakete fängt an, wirklich Gestalt annehmen Schritt 7: 1. Stufe Launcher Electronics

Die erste Stufe Werfer besteht aus mehreren Schaltern und Indikatoren zur richtigen und rechtzeitigen Zündung der 1. Stufe Motoren zu gewährleisten.
Erstens gibt es einen Hauptschalter, der die Stromversorgung des gesamten Baugruppe bietet. Dann gibt es einen Schlüsselschalter, die im Grunde ist ein Sicherheitsschlüssel für, wenn Sie bereit, um die Rakete zu starten sind. Schließlich gibt es eine Rakete Schalterabdeckung, um die endgültige Zündung, die die vier Triebwerke zünden 1. Stufe werden zu schützen.

Diese schematische ist viel einfacher zu folgen, und ich hoffe, es hilft bei der Verdrahtung des Launchers Schritt 8: 1. Stufe Launcher

Dieser Schritt ist ziemlich einfach, wie es handelt sich nur um die Struktur der Trägerrakete. Was ich am Ende tun nahm eine Schere zu einem alten Sparkfun Elektronikbox und Ausschneiden der entsprechenden Löcher für die Schalter, die ich wollte, um hinzuzufügen. Die Box öffnet sich ziemlich leicht, so dass Sie leichten Zugang zu allen von den Einbauten und Batterien kann. Schritt 9: Der Kodex

Die Programmierung für dieses Projekt ist ziemlich Standard, sie aus. . .

(1) Die Linien für die Initialisierung, die Stifte wir verwenden und was sie aufgerufen wird
(2) Einrichten Variablen für die beiden Eingänge
(3) Die benenne was jeder Stift ist; entweder ein Eingang oder Ausgang
(4) Starten der Schleife mit einem IF ELSE-Anweisung, die eine LED blinkt, um uns zu sagen, wenn unsere Reed-Schalter hat einen guten Magnetkontakt
(5) um ein Vielfaches Zustand Gefolgt IF ELSE-Anweisung, die sowohl den Sicherheitsschalter und überprüft, ob die Rakete hat die Startrampe verlassen, wie wenn der Reed-Schalter-Zustand LOW getan
(6) Sind beide Eingänge in den richtigen Zuständen, dann ist der Arduino wartet ein paar Millisekunden und dann aktiviert die MOSFET die Bühne ignition.Step 10 Sekunden Trigger: 3-D Printed Parts Dateien

Hier liegt alle CAD-Modelle, die ich entworfen und in diesem Instructable verwendet. Ich hoffe, Sie finden sie hilfreich, und wenn jemand kommt, um diese zu drucken, bevor ich tun, lass es mich wissen, wie gut sie funktionieren. Thanks:) Schritt 11: Letzte Vorbereitungen für den Start und die Startrampe

Dies wurde vor allem Instructable geschrieben in der Konstruktion der electonic Systeme und entsprechende Änderungen an der Gehäuseröhre eines Modellrakete helfen. Als solche ich abgeschweift und wusste nichts über FINS oder PARACHUTES erwähnen, weil sie eine ziemlich Standard-und leicht Tüpfelchen auf einer Rakete und sie nicht in der Tiefe Erklärung. Das und die Tatsache, dass es wahrscheinlich eine Menge von Websites, die besser zu beschreiben, wie die Ausführung dieser Aufgaben.

Sobald die niedere Aufgaben fertig sind, diese Rakete ist bereit zu fliegen. Das letzte, was Sie brauchen, um zu bauen, ist ein Sprungbrett oder Nachrüstung eines bereits vorhandenen. Da die ganze Timer-Sequenz durch die Rakete aus dem Vorhandensein von einem Magneten in der Nähe von ihm entfernt ausgelöst wird, muss man den Magneten an der Trägerrakete durch den Reed-Schalter, um für diese zu arbeiten setzen.

Nachdem die Unterlage erfolgt ist, installieren Sie die Motoren, setzen frische Zünder auf, Einschalten, und ließ sie fliegen!

Haftungsausschluss: Das ist nicht meine Rakete Brennen im Bild, nahm ich eine generische Bildplatzhalter, bis ich die Chance, meine eigene feuern!

Eine 2-stufige elektronische Modell Rocket (mit 3-D Printed Teile!)

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