แอล.เอ.อาร์.เอส. (เปิดและกู้คืนระบบ): 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ภาพรวม

โปรเจ็กต์นี้เป็น Launch And Recovery System (LARS) ซึ่งประกอบด้วยรุ่นและส่วนประกอบต่างๆ ทั้งหมดนี้เป็นตัวแทนของระบบการกู้คืนที่เหมาะสมสำหรับจรวดน้ำในระดับความสูงต่ำ จรวดประกอบด้วยหลายส่วน ประดิษฐ์จากขวด SmartWater 1.5 ลิตร

ระบบทั้งหมดประกอบด้วยองค์ประกอบหลายประการ:

• ยิงจรวดขีปนาวุธ
• ตัวหลัก
• ระบบการกู้คืน

วัตถุประสงค์และไดรเวอร์

แรงบันดาลใจสำหรับโครงการนี้ (เช่นเดียวกับโครงการส่วนใหญ่ของฉัน) มาจากหลานชายของฉัน เรื่องสั้นสั้น ๆ เมื่อหลายปีก่อน (เมื่อหลานชายของฉันไม่ใหญ่มาก) พวกเขาต้องการจุดไฟในวันประกาศอิสรภาพ โดยปกติ ไม่ได้แย่นัก แต่ปีนั้นแตกต่างกัน: เรากำลังวางแผนวันหยุดยาวที่กระท่อมของปู่ย่าตายายของพวกเขาใน McCall, Idaho ถ้าคุณไม่เคยไปไอดาโฮ มันแห้งมาก หากคุณไม่เคยไป McCall, Idaho: ที่แห้งมากและมีต้นไม้ พุ่มไม้ หญ้า และเชื้อเพลิงอื่นๆ มากมายที่เหมาะสำหรับไฟป่า เนื่องจากเป็นปีที่แห้งแล้งอย่างเหลือเชื่อแล้ว Smokey the Bear ถือป้ายความเสี่ยงจากไฟไหม้ "สูง" นอกสำนักงานบริการป่าไม้ ฉันจึงหาทางเลือกอื่น

ในเวลาเดียวกัน ฉันเห็นมันเป็นโอกาสที่จะแสดงให้เห็นสิ่งที่ฉันพยายามสร้างความประทับใจให้กับเด็กที่มีความคิดเชิงวิทยาศาสตร์: โดดเด่น คิดนอกกรอบและคิดหาวิธีแก้ไขปัญหาต่างๆ มันอาจจะดูโดดเด่นในตอนแรก แต่ความคิดที่ดีที่สุดมักจะทำ

นอกจากนี้ ผลปรากฏว่า ฉันถูกมาก ไม่มากสำหรับประหยัดเงิน แต่ฉันแค่เห็นมากที่สามารถทำกับสิ่งธรรมดา ส่วนใหญ่แล้วสิ่งธรรมดาที่มีไว้สำหรับใช้ครั้งเดียว

ความปลอดภัย

ฉันจะสะเพร่าถ้าฉันไม่พูดถึงเรื่องนี้ก่อน ฉันคอยเตือนหลานอยู่เสมอว่า "ปลอดภัยไว้ก่อน" สิ่งนี้สอดคล้องกับเป้าหมายโดยรวมเนื่องจากแรงขับหลักคือน้ำและอากาศ เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ไม่ก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ร้ายแรง

เมื่อฉันสร้างส่วนต่างๆ ของระบบขับเคลื่อนมากขึ้น ปริมาตรนี้ก็เพิ่มขึ้นสำหรับอากาศอัดสูง (เช่น เชื้อเพลิงที่ขับดันมากขึ้น) แน่นอนว่านี่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับความสูงสูงสุดที่ทำได้ ต่อด้วยตรรกะนี้ต่อไปอีกหน่อย: ใช่ นี่หมายถึงความเร็วที่อันตรายกว่ามากเมื่อกลับสู่พื้นโลก

การรับรู้ถึงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้ชัดเจนหลังจากที่เราประสบความสำเร็จในการเปิดตัวต้นแบบในช่วงต้นโดยใช้หลายส่วนในลำตัว ดู Rocket Boys บน YouTube

ค่าใช้จ่าย

การลดต้นทุนของงานสร้างเป็นสิ่งสำคัญ ในสถานการณ์ของฉัน ฉันคิดว่ามันสำคัญพอๆ กันที่จะต้องแน่ใจว่าค่าใช้จ่ายในการใช้งานแต่ละครั้งนั้นน้อยที่สุด ฉันหมายถึง มาเถอะ ใครอยากจะทำงานมากมายสำหรับระบบแบบใช้ครั้งเดียวกัน?

ทุกที่ที่ทำได้ ฉันใช้ขยะ: ขวดน้ำที่ทิ้งลงถังขยะ กล่องเครื่องบินเก่าจากร้านขายของเหลือใช้ของกองทัพ เก้าอี้ร่มที่พังจากร้านขายเครื่องกีฬาในท้องถิ่น ท่อลมระเบิดจากการขนส่งสินค้าของ Harbour Freight และแม้แต่ของที่หักด้วยซ้ำ -หัวสปริงเกอร์ - โดยพื้นฐานแล้ว ฉันชอบสอนเด็กๆ ว่าไม่มีขยะ เป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการการนำกลับมาใช้ใหม่

แค่ถาม

ในหลายกรณี สิ่งที่คุณต้องการใช้ไม่จำเป็นต้อง "ขาย" และหากเป็นเช่นนั้น อาจไม่คุ้มกับราคา ร่มสีเขียวต้นตำรับที่ฉันใช้ทำร่มชูชีพเป็นสินค้าราคา 28 ดอลลาร์ที่ร้านค้าแห่งหนึ่ง ฉันนำไปที่เคาน์เตอร์และบอกว่าฉันจะให้เงิน 4 เหรียญที่ฉันมีแก่พวกเขา ฉันแสดงให้พวกเขาเห็นว่ามันหักอยู่แล้วและอธิบายว่าฉันต้องการแค่วัสดุร่มเท่านั้น โว้ว! เรามีร่มชูชีพทันที

การนำกลับมาใช้ใหม่

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพูดถึงการลดต้นทุนวัสดุโดยไม่พิจารณาว่าการออกแบบผลิตภัณฑ์ช่วยให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างไร หากเราไม่สามารถใช้จรวดซ้ำแล้วซ้ำอีกได้ง่ายๆ เราก็อาจจะจุดไฟป่าด้วยจรวดขวดและ M-80

การพกพา

หลังจากการทดสอบต้นแบบครั้งแรกของเราเพียง 1 ครั้ง ฉันก็ตระหนักว่าระบบจรวดทั้งหมดต้องมีขนาดกะทัดรัดที่สุด ในขณะเดียวกัน ผมก็อยากจะให้ใครก็ตามที่อยากลองยืมมันออกไป ฉันไม่ต้องการเขียนคำแนะนำในการประกอบอย่างละเอียดหรือเช่ารถตู้สำหรับขนย้าย

ในท้ายที่สุด ฉันใช้กล่องที่เก็บชิ้นส่วนทั้งหมดเป็นฐานยิงจรวด การดัดแปลงเล็กน้อยทำให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์อัดอากาศ สายยาง และวาล์วกันกลับได้ โดยที่ยังเหลือพื้นที่เพียงพอสำหรับระบบขับเคลื่อน/กู้คืนจรวดทุกส่วน

…แน่นอน หลังจากเปิดตัวครั้งล่าสุด ฉันตระหนักว่าทั้งระบบสามารถพกพาได้สะดวกมากขึ้น ฮ่า

เสบียง

ยิงจรวดขีปนาวุธ

• 1 x ภาชนะขนส่งส่วนเกินของกองทัพเก่า

  • ฉันเชื่อว่าเราเลือกสิ่งนี้ที่ The Reuseum - เป็นสถานที่ที่ดีในการตรวจสอบว่าคุณอยู่ในบอยซี ไอดาโฮ;)
  • การแจ้งเตือนสปอยเลอร์: พวกเขาไม่ได้จัดเก็บคอนเทนเนอร์ของกองทัพประเภทนี้เนื่องจากเปลี่ยนสถานที่
• 1 x สายยางอัดอากาศ (~ 15' …หรือระยะที่คุณรู้สึกปลอดภัย)

• 1 x สายยางอัดอากาศ (~ 2' …นี่แค่ใส่เข้าไปในกล่อง)

  • ท่อทั้งสองแบบก่อนหน้านี้ ฉันสร้างจากท่อราคา $5 ที่พบในการขายที่จอดรถของ Harbor Freight ดูเหมือนว่ามันจะระเบิด/แยกเปลือกยางที่มีคนปล่อยให้มันร้อนเกินไป/ละลาย ยิ่งไปกว่านั้น มันยอดเยี่ยมสำหรับสิ่งที่เราต้องการ
  • ถ้าจะตัด/ประกบของเก่า คุณสามารถหาอะไหล่ดีๆ ราคาถูกได้ที่ Harbor Freight

• 1 x No Return Valve - นี่คือหนึ่ง

  มีตัวเลือกมากมาย ได้ของถูกๆ

• ข้อศอก 1 x 90º - เปลี่ยนจากเกลียวคอมเพรสเซอร์ ¼ ไปเป็นเกลียวท่อสวน (ลักษณะนี้)

  • ฉันลืมไปแล้วว่าได้สิ่งนี้มาจากไหน แต่เนื่องจากผู้ชมนี้เป็นผู้ชมที่ฉลาดมาก (และให้อภัยอย่างยิ่ง) ฉันเดาว่าคุณจะเข้าใจวิธีเปลี่ยนจากเธรดหนึ่งไปยังอีกเธรดหนึ่งหลังจากไม่กี่นาทีใน D&B หรือ TSC
  • อาจรวมกับบางอย่างเช่นนี้

• 1 x อะแดปเตอร์ตัวผู้เครื่องอัดอากาศแบบหมุนเกลียว (เรานำสิ่งนี้กลับมาใช้ใหม่จาก Harbour Freight)

  ใช้สำหรับต่อสายยางสั้นที่ด้านในของภาชนะส่วนเกิน

• 1 x Gardena อะแดปเตอร์ตัวเมีย

ลำตัว

• ขวดน้ำอัจฉริยะ 12 x (1.5 ลิตร)
• ขวดน้ำเอสเซนเทีย 4 ใบ (1.5 ลิตร)
• 1 x หัวฉีดแบบกำหนดเอง (เช่น 3D พิมพ์เกลียวขวด 2 ลิตรบนขั้วต่อท่อ Gardena ชาย)
• 1 x หลอด กาว Sikaflex (เช่น สารเคลือบหลุมร่องฟันก่อสร้าง นี้)

• 1 x บทบาทของ Duct Tape (หรือเทปรัด)

  ฉันใช้เทปพันสายไฟสีขาวและสีดำรวมกันที่ส่วนลำตัว ฉันคิดว่ามันทำให้จรวดดูเหมือนยุคอพอลโลมากกว่า ฮ่า

ระบบการกู้คืน: ไม่พิมพ์

• 1 x Pop-up Sprinkler (เราใช้อันนี้จาก Lowe's)
• 1 x ร่มเก่า
• 1 x ลูกปิงปอง
• 1 x ขวดสปริงโปแลนด์ (หรือขวดอื่นที่มีรูปร่างคล้ายจมูกของจรวด - ฉันลืมยี่ห้อที่แน่นอนของอันที่เราใช้)
• 1 x น้ำอัดลมยี่ห้อ Kroeger (เช่น มีขายในร้านค้าเช่น QFC หรือ Fred-Meyer)
• 1 x เสารั้วไฟฟ้าไฟเบอร์กลาส (เรามีอันนี้ ฉันคิดว่ามาจาก D&B Supply)

ระบบการกู้คืน: วงจร

• 1 x Arduino Pro Mini
• อะแดปเตอร์ซ็อกเก็ต DIP 1 x 24 พิน (ลิงค์)
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 1 x 5V (ลิงค์)
• 1 x Piezo Buzzer (ลิงก์)
• ตัวต้านทาน 1 x 220Ω (ลิงค์)

• 1 x MPL3115A2 โมดูล

  • อันที่ใช้แล้วไม่มีอีกแล้ว
  • ฉันเริ่มทำงานกับทางเลือกอื่นที่บันทึกข้อมูลและใช้ประโยชน์จากไจโรพร้อมกับบารอมิเตอร์ - รหัสบน Github (ดูลาร์ส) ยังคงใช้ได้หากคุณมีทางเลือกอื่น

• 1 x สวิตช์ล็อคปุ่มกด

  หากคุณไม่ได้สังเกต ฉันเป็นแฟนของ Tayda สำหรับของเล็กๆ น้อยๆ ในราคาเบาๆ

ขั้นตอนที่ 1: Launch Pad

แท่นปล่อยจรวดเป็นอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่น ทำจากกล่องอุปกรณ์เก่าที่ฉันพบที่ Reuseum อันโด่งดังของ Boise โดยทำหน้าที่สามอย่าง:

1. กลไกการเติมน้ำมัน (…เพราะขาดระยะที่ดีกว่า)
2. ที่เก็บชิ้นส่วนของตัวจรวด
3. ยิงจรวดขีปนาวุธ

เติมน้ำมัน/เติม

ก่อนที่จะพูดถึงการเติมเชื้อเพลิงให้จรวด คุณควรใช้เวลาสักครู่เพื่อคิดถึงหลักการทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่สนับสนุนจรวด จากวิกิพีเดีย:

จรวดน้ำเป็นจรวดจำลองชนิดหนึ่งที่ใช้น้ำเป็นมวลปฏิกิริยา น้ำถูกดันออกโดยแก๊สที่มีแรงดัน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วอากาศอัด เช่นเดียวกับเครื่องยนต์จรวดทั้งหมด มันทำงานบนหลักการของกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สามของนิวตัน

ทำลายมันลงเล็กน้อย มวลปฏิกิริยาเป็นเพียงสิ่งที่ใช้ในการดัน มันดันพื้นและอากาศดันกับน้ำ อากาศยังดันกับขวด การกระทำคืออากาศที่ขยายตัว ปฏิกิริยาคือวัตถุที่มีมวลน้อยที่สุด (เช่น จรวดขวด) ถูกผลักออกจากฐานปล่อย

การเพิ่มแรงดันจรวดต้องเป็นกระบวนการเสริม ต้องดันอากาศเข้าไปในเรือโดยไม่ให้อากาศหรือน้ำไหลออก ทำได้โดยใช้อุปกรณ์เล็กๆ ที่เรียกว่า "วาล์วกันกลับ" (บางครั้งเรียกว่าเช็ควาล์ว)

จรวดถูกติดตั้งผ่านขั้วต่อ Gardena Hose บนแท่นปล่อยจรวด ด้านล่างของจรวดมีหัวฉีดที่มีรูปทรงตรงกับ Gardena Tap Connector ฉันจำลองหัวฉีดใน Fusion 360 โดยผสมผสานโปรไฟล์ของ Gardena Tap Connector เข้ากับเกลียวของขวดขนาด 1.5 ลิตร

ท่อที่เชื่อมต่อทั้งหมดเข้าด้วยกันถูกดึงมาจากท่ออากาศที่ระเบิด ฉันพบมันที่การขายที่จอดรถของ Harbor Freight ในราคาสองสามเหรียญ - ดูเหมือนว่ามีคนส่งคืนเพราะมันเปิดออก เมื่อฉันเห็นมันฉันรู้ว่ามันจำเป็นต้องประกบกัน ฉันคิดว่านี่จะเป็นช่วงเวลาที่ดีที่จะตัดชิ้นส่วนสั้นๆ เพื่อติดเข้ากับแท่นปล่อยจรวดอย่างถาวร

การปรับปรุงในอนาคต

ฉันต้องการซื้อหรือพิมพ์ 3 มิติเพิ่มเติมบางส่วน ฉันต้องการให้จุดเชื่อมต่อบนกล่องวางชิดกับพื้นผิวกล่องที่เหลือ ด้วยเกลียวของสายยางสวนขนาดเล็กและจุดต่อเครื่องอัดอากาศที่ยื่นออกมา จึงยากต่อการจัดเก็บโดยไม่เกิดความเสียหาย นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายเมื่อขนย้ายไปยังไซต์เปิดตัว

พื้นที่จัดเก็บ

เมื่อถอดประกอบ ส่วนต่างๆ ของตัวจรวดจะพอดีกับกล่องอย่างดี นอกจากนี้ ฉันยังมีพื้นที่เหลือเพียงพอที่จะเก็บชุดฟื้นฟูไว้ที่นั่นด้วย ฉันเก็บชิ้นส่วนเหล่านั้นไว้ในกล่องแยกต่างหากในกรณีที่ชิ้นส่วนอื่นๆ เคลื่อนไปมาและทุบชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

ยิงจรวดขีปนาวุธ

เมื่อถึงเวลาปล่อยจรวด เราต้องการสิ่งที่จะช่วยประคองจรวด นอกจากนี้ จำเป็นต้องเริ่มต้นในทิศทางที่ถูกต้อง (เช่น กฎการเคลื่อนที่ข้อที่หนึ่งของนิวตัน) เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ฉันใช้ช่องตัดอะลูมิเนียมสองชิ้นเชื่อมต่อกันด้วยชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติสองชิ้น

ขายึดที่พิมพ์ 3 มิติด้านล่างมีพื้นที่สำหรับน็อตหกเหลี่ยม ¼ ฉันใช้ขนาดนี้เนื่องจากเป็นขนาดมาตรฐานสำหรับติดตั้งสิ่งที่แนบมากับขาตั้งกล้อง (ฉันจะพูดถึงในวินาทีนั้น) เมื่อฉันขัดด้านข้างของไนลอนแล้ว น็อตหกเหลี่ยม เข้ากับขายึดได้พอดี

พี่ชายของฉันเป็นช่างภาพกลางแจ้งที่ยอดเยี่ยม และเช่นเดียวกับผู้เชี่ยวชาญทุกคนในสาขาของตน เขาจะแบ่งหรืออัพเกรดอุปกรณ์ของพวกเขา ขณะอยู่ที่บ้านของเขา ฉันสังเกตเห็นขาตั้งกล้องในถังขยะ สิ่งเดียวที่ผิดคือการปรับความสูงในแนวตั้ง นอกจากนั้นมันเป็นขาตั้งกล้องที่ดี ตอนนั้นฉันไม่รู้ว่าจะใช้ทำอะไร แต่มีชิ้นส่วนที่ยอดเยี่ยมมากมาย

เมื่อฉันเริ่มสร้างฐานปล่อยจรวด ฉันมาถึงจุดที่ฉันต้องการอุปกรณ์พกพาเพื่อยึดรางนำทาง BOO YA - นำขาตั้งกล้องที่หักมาใช้ใหม่ มันปรับอย่างสวยงามในหลายทิศทาง เหมาะสำหรับพื้นไม่เรียบที่ไซต์เปิดตัวของคุณ ยังบรรจุและเข้ากันได้ดีกับกล่องเปิดตัว

ฉันยังออกแบบและพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนที่พอดีระหว่างรางและติดกับตัวหลักของจรวด ชิ้นนี้โดยเฉพาะถือจรวดไว้ใกล้กับรางและไม่อนุญาตให้พลิกคว่ำ ฉันติดเทปนี้เข้ากับตัวเครื่องด้วยเทปกาว 3M 414 Scotch® Extreme Mounting Tape เมื่อฉันออกแบบชิ้นงาน ฉันได้ปิดจุดสองจุดที่เทปโฟมจะไปอยู่ เพื่อให้ชิ้นนั้นพอดีกับพื้นผิวพลาสติกโค้งมน

การปรับปรุงในอนาคต

ฉันต้องการพิมพ์ตัวเชื่อมต่อ 3 มิติที่ทำให้สามารถตัดรางนำออกเป็นส่วนเล็กๆ ได้ ด้วยส่วนที่เล็กกว่า ฉันสามารถเก็บรางปล่อยในกล่องได้เช่นกัน การพยายามขนส่งรางในความยาว 8 ฟุต - ในรถจี๊ป ไม่น้อย - เป็นความเจ็บปวด นอกจากนี้ เมื่อประกอบเข้าด้วยกันแล้ว ชิ้นส่วนพลาสติกก็มีแนวโน้มที่จะหัก (ซึ่งทำ) ในรถได้

ขั้นตอนที่ 2: เนื้อหาหลัก

โครงสร้างหลักของจรวดประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างที่เหมือนกัน ส่วนประกอบประกอบด้วยขวด SmartWater 1.5 ลิตร 2 ขวด และขวดน้ำ Essentia 1.5 ลิตร 1 ขวด

1. ตัดก้นขวด SmartWater 1.5 ลิตร

   อย่าลืมทิ้งส่วนโค้งไว้เล็กน้อย ซึ่งเป็นพื้นที่ผิวที่มากขึ้นสำหรับการยึดเกาะของ Siaflex

2. ตัดส่วนบนและส่วนล่างของขวด Essentia ขนาด 1.5 ลิตร

3. ใส่ด้านล่างของขวด SmartWater ที่ตัดแล้วด้านในขวด Essentia ที่ตัดแล้ว

   ลองจัดตำแหน่งก้นขวด SmartWater ให้ตรงกับจุดกึ่งกลางขวด Essentia

4. ใส่ก้นขวด SmartWater อีกใบที่ปลายอีกด้านของขวด Essentia

   ดันขวด SmartWater ลงจนสัมผัสกับขวด SmartWater อื่น

ทำเครื่องหมายขวด

ทำเครื่องหมายขวดเพื่อจัดตำแหน่งให้ถูกต้องหากคุณต้องการ (SPOILER ALERT: คุณจะต้องประกอบใหม่ในภายหลัง)

ใช้วิธีการที่เหมาะกับคุณที่สุด ฉันชอบวาดเครื่องหมายที่เห็นได้ชัดเจนบนขวดทั้งสองขวดที่แตกต่างกัน เมื่อตรงกลางเต็มไปด้วย Sikaflex และคุณไม่เห็นจุดที่ทั้งสองมาบรรจบกันตรงกลาง นี่คือแนวทางที่มีประโยชน์มากกว่า

ติดกาวขวด

ฉันชอบเคลือบด้านในของขวด Essentia ด้วยชั้นของ Sikaflex เป็นกาวที่ดีเยี่ยมและยังช่วยให้ขยายตัวได้อีกด้วย นี่เป็นคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์เนื่องจากขวดมักจะขยายตัวเมื่อเติมอากาศอัด ยังมีประโยชน์เมื่อตกลงสู่พื้น (… ใช่ คุณอาจจะชนในบางครั้ง) - ขวดจะโค้งงอกลับเป็นรูปร่างและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายกว่า

การเชื่อมต่อส่วนต่างๆ

เมื่อคุณติดกาวทุกส่วนเข้าด้วยกันแล้ว ให้เชื่อมต่อกับสิ่งที่เรียกว่า "ท่อทอร์นาโด" นี่คือจุดที่ใหญ่ที่สุดของความล้มเหลว

พลาสติกของขวดและพลาสติกของท่อทอร์นาโดค่อนข้างแข็ง พวกเขาไม่ได้เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบเสมอไปและอากาศจำนวนมากสามารถรั่วไหลออกมาได้เมื่อเติมด้วย PSI สูง นอกจากนี้ เมื่อใช้ปะเก็นท่อสำหรับสวนที่จุดสัมผัส มีความเสี่ยงที่จะขันแน่นเกินไปจนถึงจุดที่ปะเก็นถูกดันเข้าไปในขวด เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น โดยทั่วไปจะทำให้ปะเก็นไร้ประโยชน์ เนื่องจากไม่มีการปิดผนึกการเชื่อมต่อระหว่างขวดและท่อทอร์นาโดอีกต่อไป

ฉันวางแผนที่จะสร้างการเชื่อมต่อของตัวเองด้วยการพิมพ์ 3 มิติแบบอัดรีดคู่ ฉันคิดว่าอาจมีวิธีง่ายๆ ในการพิมพ์ด้านนอกที่แข็ง (สำหรับเกลียว) และซีลที่ยืดหยุ่นตรงกลาง (เพื่อเปลี่ยนปะเก็นท่อ) ฉันจะโพสต์แผนเหล่านั้นเมื่อเสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ 3: ระบบการกู้คืน: วงจร

ตรรกะของร่มชูชีพนั้นเหมือนกับสถานการณ์อื่นๆ ในชีวิต: ปรับใช้เร็วเกินไปและสิ่งเลวร้ายสามารถเกิดขึ้นได้ ไม่ได้ใช้งานเลย สิ่งเลวร้ายก็เกิดขึ้น

ฉันต้องการให้แน่ใจว่าร่มชูชีพจะไม่เคลื่อนตัวจนกว่าจรวดจะเริ่มตกลงมา เมื่อพิจารณาจากส่วนประกอบต่างๆ ที่มีอยู่แล้ว ฉันจึงเลือกใช้เซ็นเซอร์วัดความกดอากาศของบรรยากาศที่ให้การวัดระดับความสูงได้อย่างแม่นยำ

ระบบทั้งหมดต้องการการปกป้องจากองค์ประกอบต่างๆ ฉันออกแบบเพย์โหลดเพื่อรองรับวงจรและเซ็นเซอร์ ฉันไม่ต้องการแยกส่วนทั้งหมดออกจากกันทุกครั้งที่ต้องการเปิดใช้งานหรือรีเซ็ตระบบ ดังนั้นฉันจึงออกแบบเพย์โหลดด้วยสวิตช์ภายนอก

เมื่อระบบถูกเปิดใช้งาน การวัดเริ่มต้น - นี่คือ "ระดับพื้นดิน" ของเรา เมื่อความสูงของจรวดเพิ่มขึ้น ความสูงใหม่จะถูกบันทึกไว้และเปรียบเทียบกับการวัดครั้งต่อไป เมื่อค่าที่บันทึกไว้สูงกว่าระดับความสูงที่วัดใหม่ จรวดจะถือว่าตกลงมา

เมื่อทำงานกับระบบการกู้คืนบนพื้นดิน อาจเป็นไปได้ว่าร่มชูชีพจะเคลื่อนพลโดยไม่ได้ตั้งใจ รหัสไม่ได้ถือว่าจรวดกำลัง "บิน" จนกว่าระดับความสูงที่วัดได้จะสูงกว่าระดับพื้นดินเริ่มต้นอย่างน้อย 1 เมตรเมื่อเปิดระบบ

เมื่อถือว่าจรวดตกลงมา ร่มชูชีพก็จะถูกจัดวาง ทำได้โดยการเปิดใช้งานเซอร์โวที่แนบมาให้มากพอที่จะปลดสลักหัวสปริงเกลอร์แบบป๊อปอัปที่ติดอยู่กับชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ แน่นอนสปริงในสปริงเกอร์ผลักร่มชูชีพร่มออกมามันตกลงไปที่พื้นทุกคนหัวเราะก้นของพวกเขาและอื่น ๆ

วงจรประกอบด้วยสามส่วนหลัก:

1. Arduino
2. เซอร์โว
3. เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศ

Arduino

เดิมทีฉันสร้างบอร์ดแบบกำหนดเองด้วย Arduino แบบเปลือยเปล่า พอลองรื้อฟื้นมันขึ้นมาสำหรับบทความนี้ มันตัดสินใจหยุดทำงาน:

ฉันใช้ Arduino Pro Mini แต่มันเกินความสามารถไปหน่อย มันยังใหญ่กว่ารุ่นก่อนมากอีกด้วย ขนาดที่ใหญ่ขึ้นจำเป็นต้องมีการออกแบบชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติใหม่ - ฉันแน่ใจว่ามีส่วนต่างจากรูปภาพที่ฉันโพสต์ (…ขออภัยในความไม่สอดคล้องกัน)

ฉันโพสต์รหัสในที่เก็บสาธารณะบน Github ชำระเงิน LARS

เซอร์โว

สลักถูกกระตุ้นโดยเซอร์โว SG90 ทั่วไป เซอร์โวได้รับพลังงานโดยตรงจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ไม่ใช่ผ่าน Arduino

เซ็นเซอร์ความดันบรรยากาศ

การฝ่าวงล้อมเฉพาะที่ฉันใช้ในโปรเจ็กต์นี้เป็นสิ่งที่ฉันพบใน Tindie (…แต่ได้เลิกใช้ไปแล้ว) ใช้เซ็นเซอร์ MPL3115A2 สิ่งนี้ทำให้ Arduino มีการอ่านค่าความสูงปัจจุบันที่แม่นยำ

ขั้นตอนที่ 4: ระบบการกู้คืน: สิ่งที่แนบมา

ระบบการกู้คืนประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ง่ายๆ หลายอย่างที่คุณอาจมีอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น ร่มชูชีพทำจากร่มเก่าที่ชำรุด และใช้ร่วมกับสปริงอัดจากสปริงเกอร์แบบป๊อปอัป อย่าทำเรื่องเล็กๆ น้อยๆ มากเกินไป ฉันใช้คลิปหนีบกระดาษเพื่อเชื่อมต่อแตรเซอร์โวกับสลักหัวสปริงเกลอร์ แม้แต่วัตถุดิบบางอย่างที่คุณสามารถหาได้จากสถานที่สุ่ม เช่น การอัดขึ้นรูปอลูมิเนียมที่ฉันพบในถังค่าความนิยม

ในอีกรูปแบบหนึ่ง ฉันใช้เสารั้วไฟเบอร์กลาสแทนอลูมิเนียมที่แสดงในภาพ ไฟเบอร์กลาสวางอยู่รอบ ๆ จากการเดินทางในเขตทุรกันดาร (ฉันคิดว่า) มีคนเอาไปใช้สร้างรั้วไฟฟ้าสำหรับม้าอย่างกะทันหัน ไม่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบนี้ แต่ต้องการให้คุณคิดถึงทางเลือกอื่น

อิทธิพลและการเปลี่ยนแปลงของการออกแบบ

ฉันรู้ว่าวันหนึ่งฉันจะแบ่งปันการออกแบบนี้กับเพื่อนและครอบครัว (…ไม่ ไม่เคยคิดว่ามันจะอยู่ใน Instructables) ฉันยังสันนิษฐานว่าไม่ใช่ทุกคนที่จะมีน้ำโซดายี่ห้อเดียวกันที่ร้านค้าในพื้นที่ของพวกเขา แม้ว่าจะมีพื้นที่ให้ต้องปรับปรุงอีกมาก แต่ฉันได้ปรับเปลี่ยนการออกแบบเพื่อให้ใส่ขวดขนาดต่างๆ ได้พอดีด้านบน

วิธีที่ดีที่สุดที่ฉันคิดได้เพื่อให้แน่ใจว่าสวมใส่ได้พอดีแต่ปลอดภัย คือการใช้วัสดุที่ยืดหยุ่น Enter: NinjaFlex … MakerDojo ผู้มีเกียรติของฉันแข็งแกร่งโดยมีดานินจาอยู่เคียงข้างฉัน

ด้วยการพิมพ์แบบอัดรีดคู่ ฉันสามารถสร้างชิ้นงานที่มีพื้นแข็งและส่วนบนที่ยืดหยุ่นได้ ส่วนที่ยืดหยุ่นได้นั้นยืดพอที่จะบีบเข้าในขวดได้ และแข็งแรงพอที่จะใช้แรงกดที่จำเป็นในการเก็บขวดให้เข้าที่

ขั้นตอนที่ 5: ระบบการกู้คืน: ร่มชูชีพ

นี่จะต้องเป็นหนึ่งในส่วนที่ฉันชอบที่สุดในการออกแบบ ฉันหมายถึง มาเถอะ กี่ครั้งแล้วที่คุณคิดที่จะลอยอยู่รอบ ๆ สไตล์ Mary Poppins ด้วยร่ม? ในที่สุดก็สนุกที่ได้เห็นร่มทำงานเหมือนร่มชูชีพจริงๆ

ฉันพบร่มชิ้นหนึ่งบนสินค้าที่ชำรุดที่ DICK'S Sporting Goods - ฉันเสนอเงินสองสามเหรียญให้พวกเขาแล้วพวกเขาก็รับไป ฉันพบอีกตัวหนึ่งขณะดำน้ำในถังขยะที่ Goodwill แน่นอน ฉันพบร่มกอล์ฟเก่าแก่ที่ยอดเยี่ยมที่ Second Use (ในซีแอตเทิล) หลังจากอีกสองอัน ร่มกอล์ฟจะมีขนาดใหญ่มากจนทำให้เป็นร่มชูชีพได้

ไม่ว่าคุณจะเลือกร่มแบบใด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าร่มติดจรวดของคุณอย่างแน่นหนา เมื่อร่มชูชีพเคลื่อนตัว ขึ้นอยู่กับขนาด/น้ำหนักของจรวดของคุณ แรงของการเปิดร่มชูชีพอาจมีนัยสำคัญ ในกรณีของฉัน ฉันติดสายบันจี้จัมยืดหยุ่นที่ฉันมี (…ฉันคิดว่าน้องสาวของฉันกำลังโยนมันทิ้งไปจากตาข่ายเก็บของท้ายรถที่หัก) ด้วยสายบันจี้จัมนั้น จะช่วยลดความเครียดบนชิ้นส่วนพลาสติกเมื่อกางร่มชูชีพ

ขั้นตอนที่ 6: ภาพรวมของชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ

ข้ามไปที่…

1. การประกอบแบบเต็ม
2. ระบบกู้คืน Parachute Plunger Thingy
3. คู่มือการบีบอัดระบบการกู้คืน
4. การกู้คืนระบบ Payload Threaded Top
5. เพย์โหลดระบบการกู้คืน
6. จรวดน้ำกับอะแดปเตอร์ Gardena

การประชุมเต็มรูปแบบ

โดยพื้นฐานแล้ว โมเดลนี้มีโมเดลอื่นๆ ทั้งหมด แต่ประกอบเข้าด้วยกันเหมือนอยู่ในระหว่างการผลิต รวมถึงชิ้นส่วนที่นำกลับมาใช้ใหม่ที่ไม่ใช่การพิมพ์ 3 มิติด้วย (สำหรับการอ้างอิงเท่านั้น)

ระบบกู้คืน Parachute Plunger Thingy

กลับไปด้านบน ↑

คู่มือการบีบอัดระบบการกู้คืน

กลับไปด้านบน ↑

การกู้คืนระบบ Payload Threaded Top

กลับไปด้านบน ↑

เพย์โหลดระบบการกู้คืน

กลับไปด้านบน ↑

จรวดน้ำกับอะแดปเตอร์ Gardena

กลับไปด้านบน ↑

ขั้นตอนที่ 7: สรุป

มีมากมายที่นี่ฉันไม่ได้พูดถึง ฉันคิดว่ายิ่งฉันเขียนมากเท่าไหร่ ฉันก็ยิ่งรู้ว่าฉันลืมเอกสารไปตลอดทาง บทความนี้จบลงเหมือนเป็นการข้ามระหว่าง "ทีละขั้นตอน" ที่ครอบคลุม แต่เรียกตัวแปรทั้งหมดเพื่อให้คุณสามารถลองด้วยตัวเอง สำหรับเรา เรามีการออกแบบและวิธีการต่างๆ มากมายที่ไม่ได้ผล แต่ให้โอกาสการเรียนรู้ใหม่ๆ แก่ทั้งฉันและหลานชาย เป็นการผจญภัยเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ยอดเยี่ยมในการเริ่มต้นกับนักเรียนของคุณและนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์คนอื่นๆ

โดยรวมแล้ว เป็นการออกกำลังกายที่ยอดเยี่ยมในด้านการนำกลับมาใช้ใหม่ ความคิดสร้างสรรค์ และเทคโนโลยี เหมาะสำหรับเด็กๆ และผู้ปกครองที่สนุกสนานยิ่งขึ้น

จงกล้าหาญ คิดแตกต่าง และปล่อยให้ความคิดของคุณโดดเด่นอยู่เสมอ

รองชนะเลิศการประกวดนำมาใช้ใหม่