Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника

в 10:28, , рубрики: DIY, diy или сделай сам, Амперка, Блог компании Амперка, ракета

И снова всем доброго времени суток.

В этом посте расскажу, что у нас получилось за очередную неделю работы над проектом ракеты.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 1

Напоминаю, что данный цикл статей является блогом, посвященным тому, как мы строим ракету с нуля, без знаний и навыков. Статьи выходят еженедельно по субботам.

Тех, кто с нами впервые, прошу ознакомиться со всей историей проекта. Завсегдатаев прошу под кат.

Токарка-токарочка

В предыдущей серии мы просчитали профиль сопла, исходя из данных, полученных из программ Meteor и Rocki-nozzle, нарисовали чертеж и начали думать над его реализацией в металле. Так как сопло у нас было построено на кривых, а не просто два совмещенных конуса, хотелось этот потенциал реализовать по полной. При точении руками такой точности добиться не удалось бы даже токарю с многолетним стажем, поэтому начали смотреть в сторону токарок с ЧПУ.

Прошерстили интернет в поисках изготовления под заказ — либо минимальная партия от тысячи штук, либо штучное изготовление по стоимости крыла от Боинга. Да и врядли бы нам дали поснимать процесс для видеоотчета. Поэтому, не мудрствуя лукаво, набрал я моего товарища, у него есть хороший токарник, а перфекционизм просто зашкаливает, поэтому за точность можно было не переживать. Скинули модель, Кирилл (токарь) согласился, и только мы собирались выдвигаться к нему нашей дружной компанией, как у него встает станок. Больно и печально, пришлось переносить.

Но мы дождались, приехали. Кирилл объяснил нам, что для нормальной работы в условиях такой температуры и трения газов купленая нами заготовка из стали Ст30 может потечь, посоветовал ее выбросить и вместо нее достал пруток из пищевой нержавейки. Несколько часов в токарке, куча лекций на тему работы с материалами и их пригодность для использования в разных условиях — невероятно занимательно и интересно. Жаль только, что из-за масочного режима и общего шума в мастерской не удалось это нормально записать. Но зрелище, когда сверло диаметром 20 мм со сквозным каналом для СОЖ решет нержавейку как масло, мы запомним надолго.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 2

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 3

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 4

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 5

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 6

К сожалению, не прокатила наша идея с тем, чтобы посадить сопло на трубу по резьбе — у Кирилла в патрон не пролезала труба такого диаметра. Что ж, вернемся к идее посадить сопло на трубу на горячую, уплотнить термостойким герметиком, засверлиться и скрутить болтами, нарезав резьбу в теле трубы.

Хочется еще раз поблагодарить дядьку Кирилла: спасибо тебе большое, очень выручил и очень многое рассказал!

Электроника для стенда

Так как от механических весов отказались в пользу тензодатчиков, стали плясать от них. Встал вопрос на тему представления данных в удобном для восприятия и анализа виде, да и хотелось бы отказаться от проводов, а также иметь возможность инициации зажигания из укрытия, на расстоянии, ибо безопасность превыше всего. В конце концов, мы собрали трубу и собираемся начинить ее метательным зарядом.

Итак, в качестве мозга для стенда была выбрана плата Wemos D1 R2 Mini под управлением ESP-12F. Если кто-то не в курсе, это 32-битный контроллер с памятью на 4МБ (флешка распаяна прямо на отладочной плате) и WIFI на борту — то, что надо.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 7

Датчиков на стенде будет два, они полумостовые, но мы решили их соединить по мостовой схеме, что даст более высокую точность и позволит увеличить предел измерений до 100кг (два датчика по 50кг). Получилось вот такое крепление. Равномерное давление будет достигаться за счет коромысла.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 8

Датчики опрашиваются модулем на микросхеме HX711. По умолчанию модуль распаян так, что дает частоту выборки в 10Гц, но простым перепаиванием резистора-перемычки частота повышается до 80Гц. Хронометрах показал, что на получение одного значения требуется 11-12мс, поставим период в 15мс на всякий случай, выходит около 66Гц, что вполне приемлемо.
Логирование осуществляется на внутреннюю SPIFFS-память, что позволит упаковать файлы в удобный формат (в нашем случае txt), скопировать их на другой носитель и обрабатывать при желании во внешних программах.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 9

Но хотелось наглядности. Поэтому был написан веб-интерфейс, в котором можно построить графики, посмотреть тягу в каждый момент времени, а также наложить графики друг на друга и сравнить. При необходимости также можно отключить ненужные графики. Сделано под сравнение 6 двигателей по 20 секунд работы каждый, можно поменять при желании. Ссылки на код будут в конце статьи. Напомню, что для получения корректных данных перед использованием тензодатчики надо обязательно откалибровать. Скетч для калибровки в комплекте. В скетче оставлено много служебных функций, которые могут быть полезны.
Также хочу напомнить, что в скетче используется работа с файловой системой SPIFFS, рекомендую предварительно ознакомиться с ее работой.

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 10

Ракета от Амперки, часть 3: Токарка, допилы стенда, электроника - 11

При программировании использованы заготовки Сергея Третьякова, скрипт построения графика взят с сайта Highcharts.

При нажатии на кнопку запуска, через мосфет будет подаваться питание на электрозапал, который инициирует зажигание топлива.

Таким образом, у нас все готово к огневым испытаниям, которые мы проведем в начале следующей недели, а в субботу поделимся полученными данными и опытом.

Видео по статье:

Оставайтесь с нами, будет еще много интересного.

Ссылки:

Прошивка калибровки
Прошивка построения графиков

Автор: JustasWolf

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js