Rakiety sportowe awioniki. Awionika

W kręgu modelarzy rakietowych dla tego węzła zwyczajowo używa się terminu awionika - awionika. Naprawdę nie rozumiem dlaczego. W przeważającej większości przypadków węzeł odpowiada tylko za uruchomienie systemu ratunkowego, jeśli jest chłodniejszy, za rejestrację danych lotu i nagrywanie wideo. Ale koncepcja awioniki ma jasną definicję: „Siły Powietrzne w przeszłości opracowały wyraźny podział wyposażenia samolotu (samolotu) na awionikę (AEC), ze względu na swoją pracę emituje i / lub odbiera fale radiowe) oraz sprzęt lotniczy (AO). Większość systemów AO również zawiera elektroniczny elementy i elementy, ale nie używaj fal radiowych podczas ich działania. ”

Opierając się na tych definicjach, znacznie bardziej logiczne byłoby użycie terminu sprzęt lotniczy lub po prostu awionika. Ale awionika taka awionika.

Istnieje wiele odmian i rozwiązań dla tego zadania: liczniki, w których spadochron jest wyrzucany po określonym czasie, który jest obliczany przed lotem, optyczne czujniki przechyłu (diody LED). Ponieważ jednak żyjemy w społeczeństwie i czasie, w którym dostępne są wyrafinowane technologie cyfrowe dla wszystkich, powszechnie stosowane są inteligentne obwody, które są w stanie mierzyć wysokość. Takie schematy są budowane na podstawie wysokościomierzy (wysokościomierzy), jest to również czujnik ciśnienia barometrycznego. Jak mi się wydaje, każdy wie, że ciśnienie atmosferyczne jest różne w zależności od wysokości. Dlatego góry mają niższą temperaturę wrzenia, a członkowie wyprawy mogą odczuwać głód tlenu. W zwykłych warunkach życia człowiek nie jest w stanie uchwycić różnicy ciśnienia atmosferycznego, urządzenia te są również w stanie rejestrować zmiany dosłownie 10 centymetrów!

Jest to jedno z tych urządzeń, które chcę dzisiaj opisać. Bez odrobiny sumienia wyznaję, że ten plan nie jest mój. Autorem urządzenia jest francuski modelarz rakiet Boris Duro (mam nadzieję, że poprawnie przetłumaczony na rosyjski).

Jest to „najmłodsze” urządzenie zaproponowane przez Borisa, niemniej jednak ma wystarczającą funkcjonalność do udanego uruchomienia. Najpierw przejrzyjmy jego pracę. Po włączeniu urządzenie jest przymocowane do terenu, sprawdza integralność bezpiecznika i emituje sygnał: przerywany krótki - w kolejności, przerywany długi - uszkodzony. Sygnał zabrzmi przed startem, niezależnie od przydatności / awarii bezpiecznika po starcie, obwód zacznie mierzyć wysokość.Start uznaje się za wysokość większą niż 20 metrów, po osiągnięciu apogeum urządzenie aktywuje bezpiecznik i, używając prostego szyfru, stale obraca wysokość apogeum w kółko. Wygląda to tak: długi sygnał - 100 metrów, krótki 10 metrów. To znaczy, powiedzmy, że urządzenie emituje 5 długich i 3 krótkie sygnały, co oznacza, że ​​wysokość apogeum wynosi 530 metrów. Ta „wiadomość” wiruje, dopóki urządzenie nie zostanie wyłączone. Dane nie są przechowywane w pamięci, a po włączeniu cały cykl zaczyna się od nowa. Tak, to urządzenie nie rejestruje danych lotu, podobnie jak wiele jego analogów, ale dla pierwszych lotów jest to więcej niż odpowiednia opcja. Ponadto obwód wykonany na płaskich elementach jest tak mały, że łatwo go zmieścić nawet w najmniejszej rakiecie dziecięcej.

Powyżej znajduje się schemat obwodu urządzenia. Program został zaczerpnięty ze strony Borysa, ale warto zauważyć, że ma on jedną kanty, która może wprowadzać w błąd. Schemat pokazuje oznaczenie graficzne tranzystora polowego z kanałem p, gdy w rzeczywistości używany jest n-kanał. Który tranzystor nie jest niezbędny do użycia, jakikolwiek n-kanał wysokiego prądu.

W poniższym archiwum znajdują się dwa pliki płytki drukowanej, dla komponentów SMD i konwencjonalnego okablowania wyjściowego. Muszę od razu powiedzieć, że nie zebrałem drugiej płytki, zrobiłem to w SMD, ale dla tych, którzy z jakiegoś powodu nie mogą lutować małych płaskich elementów, zrobiłem ślad dla zwykłych elementów. Niemniej jednak sprawdziłem kilka razy, powinien być wolny od błędów.

Teraz musisz sflashować kontroler. Oprogramowanie układowe dla tego obwodu jest zapisane w środowisku arduino, dlatego należy załadować moduł ładujący Arduino do kontrolera. Odbywa się to za pośrednictwem programatora USB ASP bezpośrednio z poziomu samego środowiska programowania arduino. Przede wszystkim musisz podłączyć kontroler do samego programatora. Schemat połączeń znajduje się poniżej.

Plik z płytką drukowaną znajduje się również w archiwum na końcu artykułu. Przejdźmy teraz do ulepszeń oprogramowania. Najpierw musisz się zaprzyjaźnić Arduino IDE z Attiny 85, ponieważ od razu ten kontroler nie jest obsługiwany. Aby to zrobić, w ... / Arduino / hardware musisz utworzyć mały folder, w którym umieścisz zawartość archiwum wraz z jądrem. Możesz pobrać archiwum ten linkPobierz najnowszą wersję. Teraz środowisko będzie mogło zobaczyć kontroler. Podłączamy programator, otwieramy środowisko arduino, idziemy do i podłączamy USBasp.

Wygląda na to, że ATtiny85 byłby w stanie Chip. Teraz wszystkie w tych samych narzędziach kliknij. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie, nie ma żadnych problemów z kontaktem, nie ma problemów ze sterownikami, wtedy środowisko zgłosi udane nagranie. Ogromnym plusem tego oprogramowania jest to, że nie musisz zawracać sobie głowy bezpiecznikami, środowisko Arduino zrobi wszystko samo. Więc nie zabijesz kontrolera. Następnie możesz wypełnić szkic. Szkic jest nalewany w prawie taki sam sposób, jak zwykle, ale zamiast zwykłego przycisku musisz przejść. To wszystko, teraz możesz wlutować płytkę do tablicy.

Przejdźmy teraz do funkcji mojej płytki drukowanej. Zrobiłem przedział awioniki do zainstalowania w nim baterii 18650.Jak wiadomo, w pełni naładowany jednobankowy akumulator litowo-jonowy wytwarza 4,2 wolta, dolny próg napięcia zasilania Attiny 85 wynosi 2,7 wolta, czyli krytyczny poziom rozładowania takiej baterii, czyli, jak rozumiesz, moc wystarczająca. ALE! Tylko jeśli podasz moc bezpośrednio omijając stabilizator. Nie zacząłem usuwać stabilizatora z obwodu, aby uczynić go bardziej uniwersalnym, nawet jeśli nie jest ze mną związany. I tak na płycie znajduje się pięć na dwa oporniki.

To nie są tak naprawdę rezystory. Na jednej parze tych obcasów musisz przylutować zworkę, tak zwany zerowy opór (możesz głupio kawałkiem drutu). Jeśli, podobnie jak ja, doprowadzisz obwód z takiego źródła zasilania, to przylutuj do dolnych styków, jeśli spojrzysz na zdjęcie, jeśli zamierzasz użyć na przykład korony, a następnie do górnej, do wyjścia ze stabilizatora. Na płytce drukowanej właściwie wszystko jest widoczne, co i gdzie idzie.

Na płycie dla komponentów wyjściowych ta opcja nie jest dostępna. Możesz albo ukończyć sygnet samodzielnie, dodając na przykład kilka zworek, lub po prostu nie lutuj stabilizatora i lutuj zworkę.

Kolejny niuans. Przy zasilaniu z akumulatora o napięciu 4,2 V może się zdarzyć, że tranzystor będzie stale otwarty. Jak widać na schemacie, między drenem a źródłem jest dzielnik. Aby rozwiązać problem, musisz wymienić jeden z oporników na 1-2 kOhm. Który pokazano poniżej.

Teraz oprogramowanie układowe. W archiwum znajdują się 2 oprogramowanie układowe, główny do uruchomienia bezpiecznika elektrycznego systemu ratunkowego, i alternatywny. Alternatywne oprogramowanie układowe pozwala na wykorzystanie obwodu jako sygnalizatora wyszukiwania dźwięku. Ponieważ obwód jest bardzo zwarty, można go umieścić w owiewce głowicy rakiety, wybierając kompaktowe źródło zasilania. W tym celu zamiast bezpiecznika do styków podłączany jest potężny emiter piezoelektryczny, podobny do pokazanego poniżej.

Ktoś powie dlaczego, na tablicy jest brzęczyk. Tak, ale bez względu na to, jak głośno może ci się wydawać podczas testów w pomieszczeniu, w terenie można słyszeć sufit o długości około 20 m. Ogólnie rzecz biorąc, wyszukiwarki modeli są czymś niesamowitym. W przyszłych planach mam zespół sygnału nawigacyjnego GPS, który określi współrzędne i wyśle ​​je na antenę. Współrzędne są odbierane w przenośnej stacji radiowej (krótkofalówka) i za pomocą dowolnego telefonu (teraz wszystkie mają nawigację GPS) model jest przeszukiwany. Ale to w planach wrócimy do rzeczywistości.

Chociaż w zasadzie nie ma do czego wracać. Dla deski wykonano specjalne podwozie, dzięki czemu jest zamontowane w rakiecie. Podwozie zostało zaprojektowane specjalnie dla Ciebie model. Zrobiłem to z najcieńszych spinki do włosów, które mogłem kupić w sklepie budowlanym, oraz kawałków domowego włókna szklanego.

Jak widać tablicę z boku torów, namalowałem przygnębiony lakier do paznokci, dla większej ochrony, że tak powiem. Pod koniec podwozia zdecydowałem się na dołączenie modułu ładującego. Pewnego razu kupiłem kilkadziesiąt na Ali, które kosztują jak nasiona, więc nie szkoda.

Kilka słów o weryfikacji. Bierzemy słoik (taki, że obwód z zasilaniem pasuje) i nylonową osłonę. Wykonujemy otwór w pokrywie i hermetycznie wklejamy do niej rurkę z zakraplacza. Drugi koniec rurki jest podłączony do strzykawki z kostkami po 20 sztuk. Wkładamy urządzenie do słoika, zamykamy i wypompowujemy powietrze za pomocą strzykawki. Po dostarczeniu powietrza z powrotem.

Druga opcja. Za radą znanego modelarza. Bierzemy tubkę z lizaka, pręt długopisu, wkładkę uszną. Na końcu nawijamy kilka warstw taśmy elektrycznej, dzięki czemu taśma wystaje poza rurę kilka milimetrów. Ostrożnie ostrym nożem montażowym odetnij krawędź rany, która byłaby równa. Nakładamy go równomiernie na otwór w samym czujniku i gwałtownie wyciągamy powietrze ustami. Prymitywne, ale działa.

I kilka słów dla tych, którzy mają pytanie, w jaki sposób określa się punkt kulminacyjny. We wszystkich takich urządzeniach jest to realizowane w ten sam sposób. Podczas lotu aktualna wysokość jest stale porównywana z poprzednią. Gdy tylko ta wartość zacznie spadać poniżej poprzedniej (rakieta zaczęła spadać), jest ona ustalana przez apogeum. Ale aby nie było fałszywych trafień, apogeum uważa się za zrzucenie rakiety na pewną wysokość, zwykle z wysokości 3 metrów (jest to poprawione w kodzie), ale w przypadku pocisków lecących wyżej wkładają więcej.