В этом видео я наконец-то достроил ракету с использованием двигателя и системы спасения из предыдущих серий.
https://www.perplexity.ai
промт – Сделай обзор на текст, выдели основные пункты, предложи варианты заголовков текста и задай 10 контрольных вопросов по тексту, также предложи варианты картинки иллюстрации
Обзор текста
Текст представляет собой подробное описание процесса создания и калибровки электроники для запуска ракеты. Автор делится опытом разработки различных компонентов, таких как микроконтроллеры, GPS-модули, датчики давления и температуры, а также системы выброса парашюта. В процессе описания автор рассказывает о создании печатных плат, калибровке гироскопа и акселерометра, а также о различных математических методах, используемых для повышения точности измерений.
Основные пункты:
- Создание электроники для ракеты: Описание функций электроники, включая измерение скорости и высоты, выброс парашюта и определение координат GPS.
- Процесс изготовления печатной платы: Подробное руководство по созданию платы с использованием лазерного принтера и травления.
- Калибровка компонентов: Методы калибровки акселерометра и гироскопа с использованием линейной алгебры и дифференциального исчисления.
- Использование микроконтроллеров: Переход от ATmega 328 к ESP32 для улучшения функциональности.
- Проблемы и решения: Обсуждение проблем с радиосвязью и способы их решения.
Варианты заголовков текста
- “Создание и Калибровка Электроники для Ракеты: Пошаговое Руководство”
- “От Идеи до Запуска: Как Сделать Электронику для Ракет”
- “Технологии Ракетостроения: Электроника и Калибровка”
- “Мастерская Ракетостроителя: Электронные Компоненты в Действии”
- “Космическая Электроника: От Платы до Полета”
Контрольные вопросы
- Какие основные функции выполняет электроника в ракете?
- Какую роль играет микроконтроллер ATmega 328 в системе?
- Какие компоненты используются для определения координат ракеты?
- Как производится изготовление печатной платы?
- Какие методы используются для калибровки акселерометра?
- Почему возникли проблемы с радиосвязью, и как они были решены?
- Какие изменения были внесены в новую версию платы?
- Какую роль играет гироскоп в системе навигации?
- Какие математические методы используются для улучшения точности измерений?
- Как автор решает проблемы с погрешностями в измерениях?
Варианты картинки иллюстрации
- Схема электроники ракеты с обозначением всех компонентов.
- Процесс изготовления печатной платы: от распечатки до травления.
- Иллюстрация калибровки гироскопа и акселерометра.
- Изображение готовой ракеты на стартовой площадке.
- Графическое представление данных GPS и траектории полета ракеты.
https://giga.chat
промт – Нарисуй Изображение готовой ракеты на стартовой площадке. Стиль киберпанк
Расшифровка видео
Начало
0:05
[музыка] Всем привет в предыдущих сериях я сделал
0:11
ракетный двигатель и систему выброса парашюта для ракеты в этом видео я сделаю электронику корпус для ракеты и
0:17
стартовую направляющую и мы запустим ракету Сначала я расскажу про электронику
Электроника
0:33
её основные функции – это измерить скорость в высоту и записать их подать сигнал на выброс парашюта в нужный
0:39
момент определить координаты по GPS и отправить их мне для поиска ракеты после приземления первую версию Я сделал
0:44
несколько лет назад ещё до предыдущих видео вот схема этой штуки в качестве мозгов здесь выступал микроконтроллер от
0:50
Mega 328 снятый с ардуин для связи с землёй использовалась китайская плата nrf24 l01 для получения координат GPS
0:58
модуль Neo 6м для измерения высоты датчик давления и температуры БМП 280
1:04
питалась это всё от литиевого аккумулятора для повышения напряжения до ПВО для питания микроконтроллера
1:09
использовалась схема на мт3608 такая же как в этих очень популярных преобразователях система выброса
1:16
парашюта коммутировать через биполярный транзистор по схеме я нарисовал печатную плату если вы не знаете как это делается
1:22
у каждого элемента в редакторе схем есть свой футпринт то есть рисунок того места куда эта деталь будет припаивать всю
1:28
схему нужно с конвертировать в печат плату редактор вот так автоматически накидывает все компоненты после чего
1:34
нужно вручную их расположить и провести дорожки по линиям показывающим что с чем соединено изготовить плату я решил по
1:41
лут сначала нужно распечатать рисунок платы на глянцевой бумаге порошковом лазерным принтером и отрезать кусок об
1:47
днн Наго стико текстолита нужных
1:55
размеров мед нужно зачистить мелкой наждачки от токсов и грязей и не трогать пальцами после этого распечатанный
2:02
рисунок платы нужно приложить стеклотекстолит у меня плата двухсторонняя поэтому я использовал дырочки в уголках для точного смещения
2:09
рисунков с разных сторон выровненные распечатки нужно прогладить утюгом на максимальной температуре и без пары
2:15
чернила на бумаге расплавляется и прилипает к медной поверхности после нужно заготовку
2:20
положить в воду чтобы бумага размокла и её можно было отшелушить [музыка]
2:39
недочёты можно исправить краской и кончиком [музыка]
2:49
лезвия чтобы протравить плату Я использовал раствор из пекос водорода лимонной кислоты и соли после помещения
2:56
платы в раствор медь начинает растворяться везде Кроме тех мест что защищены рисунком а раствор становится
3:02
синим из-за соединений меди когда вся лишняя медь растворится рисунок можно убрать растворителем или наждачкой или
3:08
как
3:28
я потом нужно просверлить платье отверстия в нужных местах точно попасть в нужные места
3:35
очень сложно всегда остаются недочёты Но обычно Они критичные остаётся залудить медь и запаять все компоненты переходы
3:43
дорожек с одной стороны на другую в промышленности делается с помощью омедненный поверхности отверстий А я
3:49
просто впал проволочка [музыка]
4:20
Если вы смотрели достаточно внимательно вы могли заметить что на видео не та же самая плата что я нарисовал до этого
4:26
Дело в том что с той платы у меня досталось очень мало снятого материала не осталось даже фото конечного
4:31
результата А на видео я показал новую версию платы с другими компонентами старую плату я также переделывал
4:37
несколько раз потому что на схеме были ошибки так всегда бывает особенно мешали отрываю от платы дорожки видимо дело в
4:44
некачественном стекло текстолите в результате Я заказал изготовление платы у китайцев и вот такие платы они мне
4:50
прислали я всё спаял и уже на этой плате стал тестировать дистанционную связь для Прима я сделал вот такую штуку на
4:57
заявленная дальность была не менее киме но я поставил минимальную скорость передачи максимальную мощность и для
5:03
защиты от шума стал передавать данные заменяя отдельные биты на целые байты последняя мера практически исключила
5:10
искажение данных но не исключила возможность что данные не дойдут также я обеспечил хорошее питание с таким
5:16
большим конденсатором и всё равно дальше 140 м связь отваливалась 140 м связь
5:22
пропадает возможно мне какой-то плохой поддельный радиомодуль попался но я также перепробовал разные безрезультатно
5:28
то есть то нет в результате я решил сделать новую версию платы и вот что я изменил в качестве мозгов теперь
5:35
выступает микроконтроллер esp32 а не от Mega 328 он лучше почти во всём и не
5:41
стоит дороже я добавил гироскоп акселерометр поскольку хотел сделать инерциальную систему навигации также я
5:47
добавил microSD карту для записи данных и для связи я решил использовать GSM модуль Sim 800l это такая штука в
5:54
которую можно ставить сим-карту и отправлять и принимать SMS и звонки Я взял готовую плату а не не отдельно сам
6:00
чип потому что у него вот такие выводы и я не знаю как это припаять также вместо двух биполярных транзисторов я поставил
6:07
четыре полевых целых четыре выхода мне не нужны Но пусть будут про запас Вот такая плата получилась И вот даже
6:14
автоматически построенная 3D модель правда здесь не все компоненты как я её изготовил вы уже
6:20
видели и вот первое включение микроконтроллера теперь я расскажу про
6:27
все компоненты в отдельности гироскоп акселерометра это микросхема которая совмещает в себе две функции собственно
6:32
гироскопа и акселерометра акселерометр умеет измерять своё ускорение по трём осям в пространстве а гироскоп измеряет
6:38
свою скорость вращения вокруг трёх осей в идеальном мире зная эти данные в каждый момент времени можно точно
6:44
отследить изменения своего положения в пространстве такая система называется инерциальной навигацией но в реальности
6:50
погрешность быстро накапливается и добиться хорошей точности очень сложно особенно на длительных промежутках времени главной проблемой стало то что
6:57
все доступные микросхемы рассчитаны на 16g а пиковое ускорение ракеты по расчёту должно быть около 20g в
7:04
результате нашл вот такую микросхему на 32g Но даже её было достаточно сложно купить в результате Я заказал её на
7:10
сайте абаба и оплатить пришлось через знакомого из Марокко и вот такие две штуки мне
7:15
пришли дальше я расскажу про математику лежащую за инерциальной навигации и калибровки этого гироскопа акселерометра
7:22
чтобы понять эту часть нужно знать Немного линей алгебры и дифференциального исчисления Если вы даже не знаете что это возможно Вам
7:28
следует эту часть перемотать измерим ускорение свободного падения с помощью акселерометра в двух разных
7:35
положениях Как можно заметить полученные значения не совпадают по модулю значит
7:41
показания акселерометра смещены и его нужно откалибровать я решил откалибровать не только смещение по трм
7:47
осям но и умножить значения на коэффициенты подобранные так чтобы длина вектора ускорения в покое всегда была
7:53
равна реальному ускорению свободного падения но как найти эти смещения и коэффициенты зная показания
7:59
акселерометра в положениях когда Уси акселерометра ко линеар вертикальной оси полученной ранее на видео можно найти
8:06
коэффициент и смещение для оси y для трёх осей Соответственно по нас быт бы шесть измерений но располагать оси
8:12
акселерометра строго вертикально сложно на видео видно что у меня так и не получилось это сделать точно Поэтому я
8:18
решил использовать Более сложный метод калибровки опирающийся просто на шесть измерений ускорения свободного падения в
8:24
разных не так важно каких положениях получается такая система из шести уравнений я могу ошибаться но по-моему
8:30
аналитического решения у такой системы нет А значит нужен численный метод я решил использовать метод Ньютона который
8:37
уже упоминался в одном из прошлых видео там был одномерный случай для которого получилась Визуальная демонстрация для
8:44
шемер случая такую визуализацию сделать не получится Но идея аналогичная рассмотрим общий мерный случай неких
8:52
непрерывно дифференцируемых функций F1 FN от аргументов приравниваются нулю для
8:57
получения решения Бер начальное приближение с помою градиентов этих функций в точке
9:03
x0 создаются линейные функции аппроксимирующих уравнение превращается
9:09
в линейное уравнение и решается например методом гауса как раз чтобы применить метод гауса уравнение должно быть
9:15
столько же сколько неизвестных полученное решение используется как Начальная точка Для построения новой
9:20
линейной аппроксимации этот процесс продолжается неско итераций пока не будет достигнута достаточная точность
9:27
запрограммировал это арим измерение происходит автоматически в те моменты когда акселерометр неподвижен и
9:34
данные в период неподвижности усреднять шум
9:40
[музыка]
10:01
и вот полученные смещения и коэффициенты теперь я расскажу про калибровку гироскопа сначала нужно понять как
10:07
работают векторы вращения возьмём вращающийся Глобус чтобы описать вращение глобуса можно использовать
10:13
Вектор направленный вдоль оси вращения таким образом что если смотреть с конца вектора Глобус крутится против часовой
10:19
стрелки длина вектора будет равна скорости вращения назовём этот Вектор вектором вращения оказывается что если
10:25
вращать объект вокруг двух осей одновременно со своими векторами Омега и омега-2 суммарное вращение будет
10:31
описываться вектором омега-1 п омега-2 то есть векторы вращения суммируются Если же умножить Вектор вращения на
10:37
время вращения получится Вектор поворота длина которого равна углу важно отметить
10:43
что векторы поворота не суммируются если применять повороты последовательно более того результат зависит от порядка
10:48
применения векторов суммировать они будут только если коллинеарны а в общем случае нужно применять матрицы поворота
10:55
гироскоп Дат скорости вращения вокруг трёх осей если их объединить Вектор получится Вектор вращения я буду
11:01
использовать матрицы поворота преобразующие векторы из локальной системы координат с гироскопа акселерометра в глобальную Дальше мне
11:08
пригодится формула чтобы превратить Вектор поворота в матрицу поворота Я использовал вот эту формулу с Википедии
11:14
но сейчас я покажу как эту формулу можно получить Пусть Альфа – Вектор поворота для которого Мне нужно найти матрицу
11:20
предположим тогда что гироскоп вращался время равное длине Альфа со скоростью нормализованной альфы напишем
11:25
дифференциальное уравнение на матрицу такого вращения производную матриц поворота А в начальный момент времени
11:31
можно выразить вот так исходя из формул поворота вокруг отдельных осей полученных геометрически чтобы найти
11:36
производную А в произвольный момент т0 можно представить А как А от т0 умноженную на дополнительный поворот
11:42
относительно положение в момент т0 производную которого мы уже знаем получается такая задача Коши Если вы
11:49
умеете решать хотя бы простейшие дифференциальные уравнения Вы можете заметить что будет а числом получилось
11:54
бы такое решение но оказывается что для матрицы это тоже работает а экспоненты от Матрицы определяется через ряд
12:00
Тейлора Но самое интересное происходит когда мы диагонали зуем матрицу D потому что это позволяет свести экспоненту от
12:06
Матрицы D к экспоненте от диагональной матрицы которая выражается аналитически на следующих слайдах представлен
12:12
стандартный процесс диагонализация [музыка]
12:22
получив выражение для всех матриц остаётся поставить их в формулу решения экспоненты от вних чисел раскрывается по
12:29
формуле Эйлера и после кучи символьных вычислений получается такая же формула как была на Википедии Так зачем же мне
12:35
нужна была эта формула она мне нужна чтобы отслеживать текущий поворот гироскопа вообще чтобы отследить поворот
12:41
достаточно решить задачу каши который мы уже видели подставив скорость вращения данные из гироскопа вместо констант
12:47
естественно нам кажется применить метод Эйлера То есть просто периодически получать данные из гироскопа рассчитывать производную и прибавлять её
12:54
к матрице умножив на временной шаг но это плохая идея потому что это приближённо численный метод и в
13:00
результате погрешности Матрица а быстро перестанет даже удовлетворять ограничением накладываемые на матрицы
13:05
поворота чтобы этого избежать вместо того чтобы использовать производную А я на каждом временном шаге умножаю А на
13:11
матрицу поворота на угол равный вектору вращения умноженного на временной шаг более того чтобы эти требования на
13:17
матрицу поворота не нарушались слишком быстро мне даже пришлось использовать число двойной точности да вместо FL
13:24
Теперь когда объясни как данные гироскопа нужно обрабатывать чтобы оть поворот устройства можно вернуться к калибровке смещение откалибровать очень
13:31
легко достаточно дать гироскоп полежать неподвижно и данные что он выдаст покажут насколько он смещён но с
13:37
коэффициентами дело стоит сложнее я придумал остроумный метод калибровки коэффициентов я решил положить гироскоп
13:43
в фиксированное положение после взять и покрутить и потом вернуть обратно в то же положение сохраняя данные из
13:48
гироскопа на всём пути теперь остаётся подобрать такие коэффициенты чтобы алгоритм отслеживания положения
13:53
описанное ранее выдавал единичную матрицу в конце так как положение не изменилось и как раз удачно
13:59
коэффициентов три из степеней свободы у матрис вращения тоже три чтобы подобрать правильные коэффициенты я опять решил
14:05
использовать метод Ньютона чтобы посчитать производные конечное матрицы по коэффициентам достаточно на каждом шаге сохранять производные предыдущей
14:12
матрицы и обновлять их вместе с самой матрицей Сначала я реализовал этот алгоритм на питоне на компьютере чтобы
14:18
потом принести на микроконтроллер и вот что
14:25
получилось вот полученные коэффициенты и вы можете заметить что это нос потому
14:30
что метод Ньютона не сошёлся нормально эмпирически я выяснил что такие круговые движения максимально увеличивают
14:36
вероятность что метод Ньютона сойдётся и вот такие коэффициенты
14:42
получились Я не знаю почему они все похожи и больше единицы как будто я в коте где-то ошибся с каким-то другим
14:47
коэффициентом я ошибки не нашёл на этом можно было бы тему
14:52
калибровки закрыть и всё было бы хорошо если бы однажды у меня не появилась идея что я делаю всё неправильно видите ли до
14:58
сих пор прол гироскоп и атероме этор отдельно в рамках каждой из осей предполагая что они точности могут быть
15:04
внутри каждой из осей но при этом оси строго ортогональны Но если у оси может уполз центр или коэффициент почему она
15:10
не может и поворачиваться в пространстве немного Поэтому я решил что калибровать нужно Афины преобразованием всего
15:15
пространства иначе говоря прибавлять смещение и потом Вектор данных умножать на матрицу перехода из точного от
15:22
калиброванного базиса в Базис в котором прибор выдаёт данные и для нахождение такой матрицы Я построил Вот это
15:28
устройство это вот такой угол из ДСП и относительно точный деревянный куб в
15:33
который помещается Электроника идея в том чтобы прижать куб к стенки и переворачивать его с одной стороны на
15:39
другую проинтегрировать Вектор вращения за время такого переката мы получим вот такой Вектор поворота на половину пи
15:45
интегрирование здесь уместно только потому что поворот совершается вокруг одной оси получив такие векторы для всех
15:51
трёх осей и поделив их на пол пи и объединив матрицу мы получим матрицу перехода к базису калибровочного Куба а
15:57
нам нужно в обратную сторону Поэтому придётся взять обратную матрицу одновременно с этим когда куб лежит на
16:03
стороне можно измерять ускорение среднее литическое ускорение на шести сторонах дасть смещение акселерометра а поделив
16:10
вектора на G Можно также составить матрицу перехода избавиться осей акселерометра базису Куба останется
16:16
также взять обратную матрицу чтобы ускорение свободного падения действительно было ортогонально полу я
16:22
выставил эту штуку по уровню этот метод калибровки не только исправляет не ортогональность Басов гироскоп и
16:27
акселерометра Ну и согласует их между собой
16:59
вот такие матрицы перехода у меня получились и здесь видно что коэффициенты которые я получил старым способом калибровки гироскопа
17:05
подтверждаются и вот как были расположены оси это углы между осями акселерометра должно быть 90° это то же
17:12
самое для гироскопа А это углы между соответствующими осями гироскопа и акселерометра должно быть ноль
17:18
погрешность получилась около градуса и я не знаю погрешность ли этого самого прибора Или моей калибровочной установки
17:24
Теперь нужно сделать саму инерциальную навигацию сдерживание поворота я уже сделал вот визуализация на компьютере
17:30
Как можно заметить точность получилась неплохая и положение на экране Достаточно долго не сбивается относительно реального инерциальной
17:37
навигации также нужно отслеживание положения в пространстве чисто математически вся инерциальная навигация
17:42
задаётся с помощью этой задачи каши на практике Я использовал метод Эйлера на каждом временном шаге я беру текущую
17:48
матрицу поворота применяю её на ускорение с акселерометра прибавляю к результату ускорения свободного падения
17:53
и получается текущее ускорение устройства к скорости я прибавляю ускорение умноженное на временно шаг а к
17:59
положению скорость умноженную на временной шаг у меня временной шаг получился чуть больше половины миллисекунды и вот что
18:14
получилось положение очень быстро улетает особенно когда я начинаю прибор крутить теоретически если погрешность
18:20
поворота накапливается линейно то погрешность ускорения будет накапливаться также погрешность скорости будет расти квадратно А погрешность
18:26
положения кубически это достаточно бы бы Похоже что чтобы сделать хорошую инерциальную навигацию нужна совсем
18:32
Космическая точность гироскопа акселерометра поэтому я немного изменил план изначально я собирался использовать
18:37
инерциальную навигацию для определения высоты и момента для выброса парашюта теперь вместо этого я решил использовать
18:43
более примитивную систему я решил взять только ускорение в направлении носа ракеты как скалярную величину исходя из
18:49
предположения что ракета направлена ровно вверх можно сделать поправку на ускорение свободного падения и получить производную высоты её можно
18:56
интегрировать чтобы получить саму высоту но эта система начинает работать неправильно после того как ракета переворачивается вверх ногами в апогее
19:03
потому что направление к носу ракеты это уже не вверх Но это есть самый интересный момент очевидно что поправка
19:09
наж входит в интеграл всегда с правильным знаком потому что она от поворота ракеты и не зависит Но знак
19:15
перед измерениями акселерометра должен бы поменяться когда ракета перевернётся носом вниз единственное ускорение
19:20
которое акселерометр будет чувствовать после этого создаётся за сч сопротивления воздуха но оно отрицательно относительно направления К
19:27
носу значит упрощённый метод как бы подумает что ракета падает ещё быстрее чем оно есть на самом деле вот
19:33
демонстрация на графике как это должно быть а значит упрощённый метод всё ещё применим для определения апогея что мне
19:39
и нужно для выброса парашюта если ракета летит не вертикально вверх то этот метод преувеличивает высоту чтобы это
19:45
скомпенсировать можно как бы увеличить константу же в методе правда Я это понял только на монтаже а до этого я почему-то
19:52
подумал что её наоборот нужно уменьшить И вообще лучше компенсировать умножением на коэффициент ици навигацию Я всё равно
19:59
оставил чтобы посмотреть какие данные она соберёт уже после того как я всё сделал и смонтировал я узнал Как красиво
20:05
можно использовать утер неоны для описания поворотов вместо матриц с ними было бы проще Но теперь я уже
20:10
переделывать ничего не стану Фух на этом пока математика закончилась Надеюсь хотя
20:16
бы кто-то поймёт что я рассказал теперь про барометр БМП 280 это вот такая очень
20:21
маленькая деталь припаять её к платья непростая задача впрочем тоже самое можно сказать про гироскоп акселерометр
20:28
это нужно делать паяльным феном но у меня его нет изначально я решил использовать метод о котором раньше рассказывал электронщик Касьян АК метод
20:36
заключается в том чтобы прогреть плату инфракрасным излучением от галогенной лампы метод оказался рабочей но высок
20:44
риск погреть деталь потом у меня была такая проблема что барометр реагировал на перемещение как-то С задержкой я
20:51
долго не мог понять в ЧМ дело и даже подумал что я перегрел датчик во время пайки
21:03
поэтому я сделал вот такую насадку на строительный фен чтобы превратить его в подобие паяльного фена и заменил с
21:09
помощью него датчик [музыка]
21:38
Но оказалось что в БМП 280 Есть встроеный фильтр помех который создаёт эту задержку и его можно
21:50
убрать остаётся понять как определить высоту используя давление Я вывел вот такую формулу учитывающую что
21:57
температура воздуха Да сейчас будет ещ немного математики предположим что Температура падает с
22:03
высотой линейно используя уравнение состояния идеального газа и тот факт что производная давление по высоте равна
22:09
минус плотности умноженной на ускорение свободного падения можно получить такое дифференциальное уравнение решением
22:16
которого и является моя формула теперь про SD карту для неё я добавил вот такой холдер подключение микроконтроллеру
22:23
осуществляется по интерфейсу SPI все карты его поддерживают Хотя это медленный интерфейс который пользуется
22:28
при подключении к компьютеру на карте сохраняется конфиг устройство включая калибровку гироскопа акселерометра также
22:35
После включения на карту пишется Лог куча разной информации для дебага и во время полёта в CSV файл записываются
22:42
данные по положению цильной навигации скорость ускорение и координаты GPS CSV
22:47
это формат в котором таблица записывается просто как текст и ячейки разделяются запятыми или точками
22:52
запятыми теперь про полевые ключи основной сложностью было найти ключи которым достаточно Вольта на затвор для
22:59
открытия Я обнаружил что мощные низковольтные мосфеты можно найти на старых материнских платах около сокета Я
23:06
выбрал транзисторы ntd 60n 02r Вот по этому графику из дата шита можно
23:11
определить что при тёх и трёх вольтах на затворе транзистор должен пропускать более 40 а а поэтому графику можно
23:18
судить что при 3,3 вольтах на затворе итог 10 а падение напряжения будет около 200 МВ этого меня более чем достаточно
23:26
теперь про GSM модуль Sim 800l я несколько раз пожалел что не решил взять мощный радиомодуль вместо него такой как
23:32
Лора не советую с этой штукой связываться единственное слово котором этот модуль можно описать инфернальный
23:39
это генератор самых странных и непонятных багов которые я видел в первой версии платы я по ошибки подал на
23:45
него питание 3,3 в как на остальные компоненты а нужно было питать его напрямую отличие его аккумулятора 3 и3 в
23:51
ему недостаточно пришлось переделать плату связь с модулем осуществляется по Art с помощью так называемых а
23:58
описанных даже не в Даши А в отдельном документе производителя для теста я решил подать сигнал на выброс парашюта
24:05
при поступлении звонка на плату честно говоря добиться успешного срабатывания системы было очень сложно плата просто
24:11
становилась недоступной для звонка в Рандомные моменты Хотя при этом продолжала мигать светодиодом так как
24:17
будто она в сети потом Я обнаружил что когда на плату поступает звонок или когда она пытается Отправить SMS иногда
24:22
sim800l начинает отправлять в Апорт какой-то шум к сожалению скриншота у меня не осталось я попробовал заменить
24:28
саму плату 7 800l на новую и это как будто бы помогло но ненадолго когда аккумулятор немного разрядился этот шум
24:35
вернулся Похоже что Дело было в помехах по питанию я поставил ц фильтр на TX
24:40
платой S 800l и это решило проблему шума потом у меня была такая проблема что
24:45
микроконтроллер сам по себе рандомно перезагружался Выяснилось что gc модуль каким-то образом наводил помехи на вывод
24:51
ресет микроконтроллера каким-то чудом я нашёл на каком-то форуме информацию что проблема может быть в том что антенна
24:57
находясь платье может наводить на неё помехи Я решил сделать медное экранирование от помех для этого я
25:03
разобрал старый литиевый аккумулятор чтобы достать из него медную
25:15
фольгу и вот такой экран получился Поначалу как будто стал лучше но какие-то баги всё равно оставались
25:22
например ещё Выяснилось что помехи от антенны прерывают связь микроконтроллера с гироскопом акселерометром и м по itc
25:29
Вот кстати от 100г того что происходит с напряжением питания И что самое интересное эти шумы не уходят даже если
25:35
запитать 7 800l отдельно это действительно шум от антенны я доработал экранирование купив медную клейкую ленту
25:42
увеличил конденсаторы по питанию поставил дроссель в резв питания в 7800 повесил фиолетовое кольцо на провод
25:49
антенны после очень Долгих танцев с бубном мне удалось более-менее стабилизировать работу системы когда я
25:54
переверну антенну на 180° и да отвести её дальше от электроники не получалось
25:59
Вот ещё несколько приколов от sim800l это SMS сообщение которое она Однажды начала принимать У меня нет идеи что это
26:06
Кроме того что это коды от запуска ядерных ракет начиная с какого-то момента плата потеряла возможность
26:11
сбрасывать звонки приходящие к ней на сим-карту от ota при этом звонки на сим-карты отбиваю она сбрасывает иногда
26:18
Она как и раньше отваливается от сети и не принимает звонки но стоит с ним Отправить SMS как она начинает работать
26:24
пришлось раз в минуту пинговать свой телефон сообщениями и главная мистика иногда часа через два после того как я
26:31
плату отключаю от питания мне приходит быстрый звонок сброс с номера платы или оператор отправляет SMS о том что
26:37
абонент снова в сети и это очно недостаточный заряд конденсатора по питанию в такое Я не верю конденсатор
26:43
давно уже разлетелся к тому времени теперь про GPS модуль Я использовал Neo 6м он работает но требует иногда минут
26:50
10 После включения чтобы поймать сигнал я сделал вот такую антенну в виде двух проводкой на землю другой собственно к
26:57
выводу антенны длина проводкой 7 мм такую конструкцию я взял из вот этой
27:03
статьи на хабре от антенны к плате должен идти специальный коаксиальный провод его оказалось непросто найти тот
27:10
что я смог купить был слишком толстый и оторвал дорожку пришлось забрать вот Такой тонкий проводок из старого
27:15
планшета вот так я сделал аккумулятор для электроники это три параллельно Соединённые ячейки
27:28
[музыка]
27:34
[музыка]
27:55
чтобы включать плату я поставил вот такой маленький и достаточно переключатель хороший компактный
28:00
переключатель найти удивительно сложно поэтому для надёжности я добавил вот такую схему во-первых теперь питание
28:06
коммутируемой полевой ключ и во-вторых теперь для надёжности микроконтроллер может перед полётом подтянуть Вот это
28:12
место к земле и тогда плата не отключится от питания даже если разомкнут выключатель программа
28:17
получилась на целых 2324 строки Это самая большая программа которую я когда-либо писал и Да некоторые места я
28:24
сделал странновато Но главное ведь что работает
Корпус ракеты
28:41
корпус ракеты я решил сделать из карбоновой трубы Я купил вот такую трубку с длиной метр внутренним
28:46
диаметром 32 мм и внешним 34 я запланировал распределить пространство в корпусе вот таким образом сверху
28:53
очевидно будет система спасения под ней Электроника под ней видеокамера для
28:58
потом пустое пространство и снизу двигатель пустое пространство я решил оставить потому что по моим наблюдениям
29:03
более длинные ракеты зачастую летают стабильнее и будет запас места для большего двигателя Все отсеки я разделил
29:11
Вот такими перегородками из листа поликарбоната для установки такой перегородки в корпусе я сверлю три
29:16
отверстия по диаметру шляпок винтиков
29:28
И вот так перегородка устанавливается болтики
29:40
утапливать систему спасения из предыдущего видео Я немного переделал под диаметр карбоновой трубы в основании
29:46
у неё такая же перегородка чтобы удобно поместить электронику в корпус ракеты и закрепить её я решил сделать держатель
29:53
из ПВХ трубы которая как раз почти подходит по диаметру нужно только немного пошли Вова
30:06
аккумулятор в трубку не влез и я решил сделать для него прорези по углам
30:21
[музыка]
30:34
в результате остались только два Вот таких лепестка антенны я решил установить
30:40
снаружи стенок держателя параллельно плате для GPS антенны я сделал отверстие для провода в середине и в обе стороны
30:47
вот такие пропилы в которых будет лежать сама проволочная антенна
30:53
[музыка]
31:01
ССМ антенну я решил расположить с противоположной стороны и под неё попытался тоже пропилить какое-то посадочное
31:25
место чтобы закрепить держателя Я сначала хотел использовать палочки которые пройдут через отверстие в плате
31:32
и в
31:48
трубке но это оказалось неудобно и Плата болталась я решил её привинтить но гайки
31:54
снаружи не вариант потому что они не влезут в карбоновую труб чтобы это исправить я решил вылезать в
32:00
ппх трубе вот такие лепестки и загнуть их внутрь и к ним уже плату прикручивать чтобы было Место под гайки
32:11
[музыка]
32:23
[музыка]
32:34
[музыка]
32:44
вот что получилось ещё вместо углубления для GSM
32:51
антенны я пропили отверстие в корпусе и вклеил в него эту антенну
32:58
И последнее изменение которое я внёс я переделал всю эту штуку и распилил её пополам потому что засовывать плату было
33:04
очень
33:10
[музыка]
33:16
неудобно и лепестки я Заменил на просто края отверстий за которые зацепляется гайки потом я просверлил в корпусе
33:22
ракеты и в держателе отверстие под выключатель
33:28
выключатель вот такой я проверил в нём маленькие отверстие чтобы было удобно переключать иголкой вспоминая что
33:34
случилось с прошлой ракетой я решил хотя бы немного защитить электронику от ударов стартов я расположил вот такие
33:39
кружки из АКП А после куски туристической пенки для
33:45
амортизации чтобы всё это не упиралась прямо в пружинку снизу системы спасения я сделал вот такую крышку
33:54
[музыка]
34:03
[музыка]
34:15
Выяснилось что карбон проводит электричество Как вы думаете чем это может мне помешать оказывается что это
34:22
также значит что карбон не радио прозрачен и антенны не будут через него работать чтобы это испра я решил
34:28
пропилить в корпусе окошки под антенны и залить их эпоксидной [музыка]
34:48
смолой внутрь Я поместил согнутый лист в фторопласта а снаружи закрыл отверстие листом пластика от бутылки эпоксидную
34:56
смолу я вдавила с помощью Шпиль моей ошибкой была оставить множество пузырей в
35:03
[музыка]
35:09
эпоксидке Я попытался её заполировать но получилось плохо [музыка]
35:31
вот так получилось потом я также сделал окошко под GSM антенну теперь уже не забыв избавиться от
35:38
[музыка]
35:45
пузырей его я потом сломал и мне пришлось перезалить эпоксидку GPS антенна также сначала работала через
35:51
своё окошко но потом почему-то перестало я тогда расширил его на несколько миллиметров и GPS заработал теперь про
35:58
камеру Я купил дешёвую китайскую мини-камеру sq13 я сразу её разобрал для
36:03
установки в корпус камеру с аккумулятором я приклеил на перегородку через слой пенки для
36:11
[музыка]
36:24
амортизации под объектив я выпилил окошко в стенке корпуса [музыка]
36:43
ракетой в процессе Разумеется прорвал шлейф су объектива Вот так я его починил
36:48
осталась самая сложная часть Сделать обтекаемый козырёк который будет держать объектив я решил сделать его из
36:55
стеклопластика Я попытался снять гипсовую с объектива чтобы сделать копию объектива из
37:00
[музыка]
37:08
пластилина Получилось Не идеально Но я всё доработал вручную корпус я защитил отсидке
37:16
[музыка]
37:21
[музыка]
37:26
скотчем у
37:40
[музыка]
38:19
Вот такая деталь получилась чтобы объектив не болтался я приклеил под козырёк кусок холодной сварки так чтобы
38:25
объектив идеально вался с деталью
38:30
чтобы удержать его на месте но оставить конструкцию разборной я решил подвязывать его
38:38
проволочки потом я на сверлил отверстие и нарезал резьбу чтобы прикручивать клёк к
38:54
корпусу и по совпадению оказалось что объектив идеально упирается в край отверстия в корпусе и держится без
39:00
проволочки чтобы управлять камерой с помощью кнопок Я просверлил в корпусе два небольших отверстия и вот как эта
39:06
Камера снимает теперь про стабилизаторы их как
39:12
и в прошлый раз я сделал из алюминиевого прови [музыка]
39:27
H [музыка]
39:47
[аплодисменты]
39:57
с
40:06
[музыка]
40:27
C [музыка]
40:43
[аплодисменты] [музыка]
41:05
вот такие стабилизаторы получились прикрепил Я их короткими винтиками м3 в резьбу нарезанную прямо в карбоне гайки
41:12
с внутренней стороны не вмещают потому что в это место будет вставляться двигатель Я понимаю что это довольно
41:18
слабое крепление но и ракета должна разогнаться всего до Примерно 100 м в секун на такой скорости их не должно
41:24
оторвать по крайней мере в поте стабилизатор Вил немного под углом Дело в том что ракета не может быть идеальной
41:30
особенно моя И если даже поставить стабилизаторы пляма она будет сворачивать какую-нибудь одну сторону в
41:38
полёте Но если наклонить стабилизаторы она по очевидной причине закрутится и
41:44
тогда она будет сворачивать уже не в одну сторону а по спирали и такая траектория будет гораздо ближе к
41:51
прямой головной обтекатель Я смоделировал в блендере и напечатал на 3D принтере
41:58
и вот тест система спасения с
42:10
обтекателем потом я покрасил ракету [музыка]
42:45
[музыка]
43:22
[музыка]
43:44
этой ракете я решил придумать имя Да я его уже за спойлери в море синим как в
43:49
аптеке всё имеет суть и вес кораблю как человеку имя нужно позарез имя вы не зря
43:57
даёте я скажу вам наперёд Как вы яхту назовёте так она не поплывёт нормальных
44:04
идей у меня не было поэтому я спросил подписчиков Telegram
44:11
канала и потом сделал опрос по вариантам названия кстати можете подписаться
44:16
ссылка будет в описании более популярным оказался вариант Бобёр но мне он показался банальным и я выбрал название
44:22
Гефест 1 в честь греческого бога кузнечного дела и изобретений на скриншоте этот вариант такой популярный
44:28
Потому что люди его выбирали уже после того как я выбрал название Раньше он не так выделялся двигатель я закрепил с помощью
44:36
четырёх таких болтиков это специальные болтики с высокими шляпками которые я вытащил на токарном станке вот и всё
44:43
ракета готова Хочу только упомянуть ещё проблему с бронировка Если вы помните я делал их из бумажных полосок вымачивание
44:50
В жидком стекле и скручивая так вот раньше Они прекрасно склеивать и не расслаивания
44:57
я так и не смог понять в чём дело даже жидкое стекло новое купил потом по совету подписчика Telegram канала я
45:03
попробовал выпарить жидкое стекло и это Помогло хотя я не совсем
Стартовая направляющая
45:22
идеально вот такую направляющую Я использовал в прошлый раз использовать такую же конструкцию но сделать её
45:29
длиннее и более качественно Я купил пять двухметровых алюминиевых трубок с тель соединить их по полуторы штуки и
45:35
получить направляющую длиной 3 м а вот эти кольца которые были из картона я решил сделать из фанеры
45:43
[музыка]
46:25
Us у [музыка]
46:57
H
47:04
[музыка]
47:30
[музыка]
47:36
[музыка]
47:44
чтобы соединить трубки Я использовал куски шпильки на которые накрутил гайки на гайки я намотал изоленту так чтобы
47:49
они плотно вставляли в трубки [музыка]
48:25
A K
48:32
[музыка]
48:56
K
49:01
[музыка]
49:26
C [музыка]
49:59
[музыка]
50:04
с [музыка]
50:26
2 [музыка]
50:56
H
51:06
[музыка]
51:22
[музыка]
51:32
[музыка]
51:46
получилась Вот такая направляющая она выше чем выглядит а именно 3 м выше чем
51:52
досюда я не достаю теперь про дистанционный поджиг Apple делал старую систему поджига идея
51:59
такая в ракете находится электрозапал на длинном проводе в нескольких метрах от ракеты находится кнопка по нажатию
52:06
которой срабатывает запал очевидная схема в которой кнопка просто на пляму и подаёт ток на запал не очень хороша так
52:12
как длинный провод может иметь большое сопротивление и ограничить ток через запал вместо этого я решил расположить
52:18
около ракеты коробку внутри которой будут аккумуляторы ин ток на запа будет подаваться напрямую от коробки по
52:23
короткому проводу для коробки разработал вот такую схему её сложность обусловлена тем что я решил предусмотреть два режима
52:29
работы с параллельно и последовательно соединёнными аккумуляторами эта коробка мне и в будущем пригодится не только для
52:35
этого запуска режимы переключаются этим переключателем вот кнопка она и будет на длинном проводе вот выход на запал А эти
52:42
реле коммутируют сам запал при нажатии кнопки замкнуться оба реле и в этом положении переключателя на выход пойдёт
52:48
ток с посредственно Соединённых аккумуляторов а также загорятся две индикаторные лампочки а в другом
52:53
положении переключателя аккумуляторы уже соединятся параллельно есь годится только одна лампочка диод нужен чтобы
52:59
при отжатый кнопке ток не мог пройти вот так через лампочку и через запал осталось сделать эту коробку
53:07
[музыка]
53:31
[музыка]
53:50
[музыка]
54:00
[музыка]
54:09
[музыка]
54:15
вот что получилось Я купил вот такой провод
54:20
длиной 20 м впрочем он оказался настолько толстый что и наивная схема сработала бы
54:34
и вот тест электро запала запал я сделал налепи в на резистор 3 ОМА размоченный в
54:39
воде серу со спичек кстати лампочки которые Я использовал настоящие лампы накаливания а не
Запуск
54:55
светодиоды Перед тем как перейти к запуску ракеты хочу сказать Спасибо всем кто мне
55:18
задонатил мы отъехали почти на 1л км от ближайших построек асфальтовых дорог
55:26
те снимать сигнал от GPS Пришлось дать 12
55:33
минут поймала GPS сейчас будем вставлять ракету
55:42
[аплодисменты]
55:48
[музыка]
56:14
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
56:26
с первой попытки электрозапал не поджёг двигатель Поэтому всегда нужно брать несколько электро запало так попытка
56:33
вторая 10 9 8 7 6 5 4 3 2
56:45
[музыка]
56:53
1 я я что-то она она раскрылась ура
57:01
[музыка] [аплодисменты]
57:07
ура Ой далеко кая [музыка] шибле что закрыть не закрыть точно
57:16
нельзя о она координату прислала она Слава Да неужели с первого
57:25
раза я не верю о она уже она наверное прислала что она
57:30
уже упала потому что тряска слишком маленькая в воздухе
57:37
была
57:43
Круто У меня камера даже не сфокусировано А я не вижу её Я потерял её из вида где
57:52
она Я не вижу а всё я те вижу я вижу виу виу виу
58:00
не хотя
58:09
такого Всё вон там у костов [музыка]
58:21
[музыка]
58:39
[музыка]
58:45
с [музыка]
58:54
[аплодисменты] с
59:02
[музыка]
59:13
[музыка]
59:24
[музыка]
59:39
[музыка]
59:52
Я не знаю что я иду можно остановить и посмотреть давай давай
59:59
определяем положение по GPS Кона скинула где-то вот Ну вот
1:00:06
короче координа координаты
1:00:20
показываются практически о а вот и она
1:00:29
стабилизатор Оки отломался при падении Ну
1:00:35
ладно А что он этот почел о реально А где видеокамеры камера
1:00:43
вот всё-таки не всё Так хорошо тут двигатель взорвался и вош встала с
1:00:48
камерой вот с этой Надеюсь там осталась флешка Рабочая внутри вот нашли всё-таки стабилизатор
1:00:55
вон здесь лежал запуск прошёл на 2/3 успешно я больше всего боялся что Электроника Не сработает но она
1:01:01
отработала прекрасно парашют раскрылся и координаты были отправлены единственное Электроника слишком рано обнаружила
1:01:08
якобы падение на землю обнаружение работало по уровн вибраций с помощью гироскопа акселерометра видимо в воздухе
1:01:14
было достаточно спокойно в результате запись подробных данных в CSV файл прекратилась раньше времени чтобы это не
1:01:21
повторилось я добавил задержку перед обнаружением падения и ещ двигатель опять прогорел а именно
1:02:05
и там обнаружился вот такой камок из карбоновых волос перегородка что была под камерой выглядит нетронутой значит
1:02:12
все газы прошли через щели вот статистика по запуску
1:02:27
эти два графика ошибочные на ошибку в графике приближенной высоты Я уже указывал раньше а в графике высоты
1:02:33
измеренной по давлению ошибка заключалась в том что формула для получения высоты использует абсолютную
1:02:38
температуру то есть градуса Кельвина А я отправил туда градус Цельсия вот исправленные
1:02:50
данные и вот анимация полта сделана из данных инерциальной навигации
1:02:56
инерциальная навигация дала вполне неплохие реалистичные данные СС файл со всеми данными Я прикреплю в описании
1:03:02
только к координатам я прибавил случайную Дельту чтобы реальное место не Полить в будущем я планирую сделать
1:03:08
двигатель помощнее из трубы чуть большей по диаметру чем корпус ракеты и ровать ракету с ним вставляя её в продолжение
1:03:14
корпуса двигателя но пока мне Немного надоело ракетостроение и следующее видео скорее всего будет не про это Это видео
1:03:21
я делал больше года из этого времени 2 месяца я его монтировал примерно середине я научился пользоваться
1:03:26
блендером поэтому получились вот такие 3D анимации что показательно папка с материалами получилась на 265 ГБ А
1:03:33
предыдущий рекорд был 100 ГБ я буду благодарен если вы оцените это видео или даже задонатить на этом всё всем пока
1:03:47
[музыка]
1:03:55
с
1:04:04
[музыка]
