קופסה שחורה לרקטה מונעת מים (או בקיצור – WRFL)

(הפוסט הבא דומה למדי ל-WIKI שכתבתי באנגלית בספריית ה-GITHUB שבה נמצאים קבצי התכנון של הפרויקט, הפרוייקט מתוכנן באמצעות KiCad - תוכנת שרטוט ועריכה לאלקטרוניקה, נוחה וחינמית!)

הקדמה קצרה

אחרי שבניתי עם הילדים רקטה מונעת מים כזו, מאד הופתעתי לאיזה גובה (נראה ש) היא מגיעה.

אז החלטתי שחייבים (כן, חייבים, מה לעשות) לדעת לאיזה גובה באמת היא מגיעה ואחרי שקראתי קצת (באינטרנט כמובן) וראיתי כמה סימולציות, הבנתי שאני גם רוצה לדעת מה התאוצה (לפי הסימולציות אפשר להגיע לתאוצה של יותר מ 150G). וכך התגבש לו, במוחי (הקודח…) הרעיון לתכנן ולבנות “קופסה שחורה” לרקטה או באנגלית – Water Rocket Flight Logger בקיצור WRFL.

הבנתי גם שיש רקטות יותר יעילות (מבחינת מבנה המשגר בעיקר)

דרישות בסיסיות

  1. המערכת צריכה להיות מוזנת מסוללה נטענת
  2. המערכת צריכה למדוד ולרשום/לתעד גובה ותאוצה מרביים של טיסה בודדת
  3. המערכת צריכה לשחרר את המצנח של הרקטה (באמצעות סרוו) לאחר שיא הגובה
  4. למערכת צריך להיות ממשק משתמש בסיסי (כפתורים ומסך) בכדי לאפשר למשתמש לקרוא את הנתונים ולקבוע את תצורת / מאפייני עבודת המערכת)

דרישות פחות בסיסיות

  1. טעינת הסוללה הנ”ל באמצעות מטען USB או מחשב
  2. רישום תאוצה וגובה במהלך כל הטיסה בקצב של לפחות 100 פעמים בשניה (לפי הסימולציות שראיתי , קצב שינוי התאוצה מאד גבוה)
  3. שמירת רשומות של מספר טיסות בזיכרון לא נדיף (non-volatile  למשל  flash)
  4. אפשרות גישה לזיכרון ע”י מחשב בתצורה של “disk-on-key”
  5. שמירת זמן ותאריך בין טיסות / שימוש ככל הניתן ע”י הסוללה
  6. דיווח בזמן אמת לטלפון חכם באמצעות בלוטות’ או BLE

החומרה

רציתי מערכת חומרה גמישה מספיק לתמוך בכל הדרישות הנ”ל ואולי אחרות שיצוצו בהמשך.

דבר ראשון – בחירת מעבד, בחירה פופולרית בימים אלה הם משפחת הארדוינו, יש הרבה קושחה/קוד ופרוייקטים ברשת המעבדים זמינים וזולים. אפשרות נוספת היא מעבדים מבוססי ARM, אשר בזכות “מהפכת” הארדוינו, לדעתי, נהיו גם הם נגישים מבחינת מחיר ערכות הפיתוח, למשל מחברות כמו ST  ו – TI.

ערכת הפיתוח שנבחרה להיות בסיס המערכת היא TM4C123GXL מחברת TI שמכילה מעבד מסוג TM4C123GH6PM מבוסס ARM Cortex M4. ערכה זו נבחרה מכיוון שהיא ערכת ה ARM הקטנה ביותר שמצאתי במחיר סביר ועם ערכת כלי פיתוח וספריות זמינים.

אני בחרתי ב ARM Cortex ממספר סיבות – הראשונה, מכיוון שאני חושב שהתמורה לכסף, מבחינת כח עיבוד וזיכרון, יותר טובה משל ה ארדוינו-ים למיניהם. הסיבה השנייה היא שעבדתי בעבר עם מעבדים דומים ממשפחה זו ויש לי מעט ניסיון לעומת אפס ניסיון עם ארדוינו. (צריך לזכור שלארדוינו יש המון תוספות חומרה (“shield” ) זמינות ומעניינות אבל מכיוון שרציתי לתכנן ולבנות את החומרה בעצמי, זה לא היה שיקול חשוב)

מבחינת חומרה, המערכת תהיה ערכת הפיתוח הנ”"ל ועליה מעגל ( BoosterPack כמו שזה מכונה ב TI ) עם כל הרכיבים הנוספים הדרושים וסוללה נטענת.

תרשים מלבנים של המערכת (חומרה בלבד)

HW block diagram

קצת הסברים

צבעי היחידות/מלבנים הם לפי מייצבי המתח שמזינים אותם, לא ציירתי את קווי ההזנה בשביל לנסות לשמור על הדיאגרמה ברורה ככל האפשר.

המעבד מוזן ע”י מייצב ייעודי (MCU LDO)  ולא ע”י המייצב שעל ה Launchpad , זה נעשה בשביל לא להזין את שאר מהצרכנים ב Launchpad (במיוחד המעבד שמשמש לממשק הפיתוח) וכך לחסוך בזרם בזמן שינה.

כל ה”מלבנים” שנמצאים מחוץ לאזור האדום של ה  launchpad נמצאים על ה Boosterpack מלבד חיישן התאוצה. הסיבה לכך שחיישן התאוצה מחוץ ללוח היא שאני צופה שהמערכת (Launchpad +BoosterPack+סוללה) תהיה מרופדת בכדי לשמור עליה מעוצמת המכה של נפילת הרקטה חזרה. ריפוד זה יספוג את התאוצה וירכך את המכה – גם בהמראה וגם בנפילה והתאוצה של המערכת לא תהיה זהה לתאוצה של גוף הרקטה, שהיא המעניינת. החיישן יחובר בצורה קשיחה ככל האפשר לגוף הרקטה וע”י “צמה” של חוטים למערכת.

לחיישנים יש חיבור תקשורת טורי משלהם מכיוון שבדף הנתונים של חיישן הלחץ (גובה) מומלץ שלא תהיה פעילות על ממשק התקשורת בזמן מדידה, מוכיוון שלא רציתי להגביל את הגישה לזיכרון ה Flash וכו’ הפרדתי לממשק החיישנים שניתן לתזמן אותו בצורה יחסית טובה ולממשק לכל השאר (תצוגה וזיכרון).

הסיבה לכך שיש במערכת מקור ייחוס (Voltage Reference) היא שבמעבד זה, הייחוס של ממירי הADC הוא למתח האספקה. מכיוון שאני רוצה להגיע למתח סוללה שהוא קרוב למתח הייצוב של מייצב המעבד, בתחום עבודה זה, מתח האספקה יעקוב אחרי מתח הסוללה ולא ניתן יהיה למדוד את מתח הסוללה כראוי בכדי להבין מתי צריך לכבות את המערכת.

מה לא נמצא בדיאגרמת המלבנים:

  • המעבד יכול למדוד את המתחים הבאים:
    • מתח הסוללה
    • מתח חיישן הטמפרטורה (נגד NTC )
    • מתח VBUS – מתח האספקה מה USB

החיישנים

לתפקיד חיישן הגובה (לחץ) נבחר חיישן מסוג MS5611-01BA03 של Measuremnt specialities, זהו חיישן מאד נפוץ ומומלץ בעולם בקרי התעופה של ה QUADCOPTERS (ואם הוא טוב בשבילם אז בטח גם בשבילי :)  ). יחס קצב העדכון לדיוק המדידה שלו טוב יותר משמעותית מזה של המתחרה מבית BOSCH.

חיישן התאוצה הוא חיישן מסוג ADXL375 של חברת ANALOG DEVICES , זהו חיישן פחות נפוץ אבל נבחר בגלל תחום התאוצות שהוא תומך בו ( 200g –/+) לעומת החיישן הנפוצים יותר של בקרי הטיסה / טלפונים/שלטי WII שתחום התאוצות קטן הרבה יותר.

מערכת ניהול ההספק (באנגלית זה יותר פשוט: Power Management )

עכשיו, כשהמערכת מתוכננת, יש לי הרגשה שאולי הגזמתי – יש חמישה רכיבי הספקה (מטען, ממיר Boost ושלושה מייצבים ליניאריים שמייצבים את אותו המתח…) במעגל שיש בו שישה צרכנים עיקריים (מעבד, זיכרון, תצוגה, Bluetooth, חיישן לחץ וחיישן תאוצה) שחלקם צורכים מעט מאד זרם. אני חושב שיש לי הצדקה (מספיק טובה) לכל מייצב אבל זה עדיין יחס גבוה…

דרישות מערכת ניהול ההספק

  1. מקור ההטענה של הסוללה צריך להיות ה USB זאת אומרת 5V
  2. המעבד דורש 3.3V לעבודה
  3. סרוו-ים (סטנדרטיים) דורשים 4.8-6V
  4. כל שאר הצרכנים 3.3V
  5. צריכת הזרם במצב Hibernate (שמירה על שעה ותאריך) צריך להיות מינימלי – פחות מ 25uA. (סוללה של 500mAh במצב טעינה של 10% ז”א 50mAh מטען נשאר, תחזיק בערך 2000 שעות במצב זה, כמעט 3 חודשים – נראה לי מטרה ראויה)
  6. הספקה של 200mAh נוספים במתח 3.3V לרכיבים עתידיים
  7. לאור דרישה 5 – יש לכבות את כל הרכיבים האפשריים במצב הנ”ל.

הסוללה

הבחירה בסוללת ליתיום-יון היא קלה – יחס משקל/נפח/קיבול מצוין, מחירים סבירים וזמינות טובה כמעט בכל תצורה/קיבול דרושים, אניח מניח שזה בגלל השימוש הנרחב בתחביבי השלט-רחוק.

ההתלבטות היחידה היתה איזה מתח – 3.6V (תא יחיד) או 7.2V (שני תאים בטור).

לאור הדרישות למעלה, צריך מייצב מסוג Boost בכל מקרה, או בשביל להעלות את מתח הסוללה בכדי לספק את הסרוו, או, בכדי להעלות את מתח ה USB לצורך טעינת את הסוללה.במקרה של 7.2V יהי צריך גם מייצב ממותג בשביל להוריד את המתח ל 3.3V בצורה חסכונית. עדיף מייצב ממותג אחד מיותר – סוללת ה 3.6V זכתה!

קיבול הסוללה

נראה לי שבערך 500mAh. נראה מה בדיוק יהיה זמין.

המטען

דרישות

  1. תמיכה בטעינה מ USB, בחירת זרם טעינה (100mA או 500mA) ע”י המעבד.
  2. תמיכה בניטור טמפרטורת הסוללה – מסיבות בטיחותיות – זאת בכל זאת סוללת ליתיום-יון…
  3. ניתן למצוא באריזה שאפשר להלחים ביד (“אריזה סבירה”)
  4. חיווי מצב הטעינה למעבד (לא הכרחי אבל נחמד)

המטען הנבחר

המטען שנבחר הוא BQ24092 של TI אשר עונה על כל הדרישות הנ”ל.

המייצבים הליניאריים

מלבד הסרוו-ים כל הצרכנים זקוקים ל 3.3V לעבודה, אז למה לא מייצב אחד אתם שואלים? אז ככה…

צריך זרם נמוך בזמן שינה/Hibernate אז למעבד צריך מייצב עם צריכה עצמית נמוכה. ואני רוצה גם קצת “עודף” למטרות עתידיות אז מייצב לזרם גבוה (יחסית) לספק את שאר הצרכנים +  עודף שניתן לכבות אותו בזמן שינה.

וצריך גם לבודד את הזנות החיישנים מהרעש ששאר העולם מייצר, בהתחלה חשבתי להוסיף פריטים/סלילים  במסלול ההזנה וגם בנקודת הפרדת האדמות, אבל, מכיוון שלחיישנים שנבחרו יש הזנה משותפת למעגלי החישה ולממשק, המשמעות היא שה”אדמה” של הממשק הטורי עוברת אף היא דרך הפריטים ובסימולציה אפשר לראות שזה מעוות את אותות הממשק הטורי בצורה חמורה למדי (איזה יופי שיש סימולטורים חינמיים!).

וככה נולד מייצב נוסף :).

אז יש שלושה:

  1. מייצב למעבד, 3.3V, בערך 150mA וצריכת זרם עצמית נמוכה ככל האפשר
  2. מייצב ל“כל השאר” 3.3V , בערך 400mAh (זיכרון, תצוגה + Backlight + עודף)
  3. מייצב לחיישנים 3.3V, עד 100mA ורעש נמוך (כן, אם לא ידעתם, גם מייצבים מוסיפים רעש)

לכל המייצבים צריך להיות מפל מתח (dropout voltage) נמוך ככל האפשר בכדי לאפשר זמן עבודה מקסימלי עם הסוללה.

לשני המייצבים האחרונים צריך שיהיה קו אפשור (enable) בכדי שיהי אפשר לכבות אותם בזמן Hibernate.

המייצבים שנבחרו

  1. למעבד – TPS78233 של TI , מתח מוצא של 3.3V, זרם מוצא מקסימלי של 150mA, וצריכה עצמית של 0.5uA
  2. ל”כל השאר” – TPS73633  של TI , מתח מוצא של 3.3V, זרם מוצא מקסימלי של 400mA
  3. לחיישנים – TPS73033 של TI , מתח מוצא של 3.3V, זרם מוצא מקסימלי של 200mA ורעש עצמי נמוך

מייצב ה Boost

דרישות

  1. תחום מתחי כניסה: 3-4.2V
  2. מתח מוצא: 5.2V
  3. זרם מוצא מקסימלי: 0.5A
  4. כניסות אפשור (enable)
  5. כלי תכנון נוחים – רציתי למזער את המאמץ ולמנוע טעויות ככל האפשר.

המייצב הנבחר

מייצב ממותג LM2735Y של TI, עובד בתדר של 520kHz.

יש ל TI כלי מאד נח בשם Webench שעוזר לבחור את המייצב הנכון ולאחר מכן את רכיבים שלו (סליל, קבלים וכו’) עבור תנאי עבודה נתונים בהתחשב בנתוני הרכיב ונותן מספר אפשרויות עבור שטח הכי קטן, יעילות הכי טובה ומחיר הכי נמוך. הכלי הזה ממליץ על רכיבים מתוך רשימה של רכיבים זמינים (ולא סתם על ערכים תאורטיים).

ובנוסף וידאתי אל מול החישובים בדפי בנתונים שהמלצות הכלי הנ”ל הגיוניות.

אז ראיתם שכל רכיבי ההספקה של של Texas Instruments, זה הזמן לגילוי נאות:

עבדתי ב TI למשך מספר שנים, לא עסקתי בתכנון רכיבי הספק (השתמשתי בהם בחלק ממעגלי הפיתוח שלנו) ועזבתי לפני שפרויקט זה אפילו נהגה.

אני בטוח שלעבודתי שם הייתה השפעה על בחירת הרכיבים, מעצם היכרותי עם חלק מקווי המוצרים, עם אתר האינטרנט וכו’. כן חיפשתי גם אצל יצרנים אחרים אבל לא מצאתי “בדיוק” את מה שחיפשתי, נראה של TI היה את המגוון המתאים ביותר לפרויקט הזה ולדרישות שלי.

TI לא תומכת בפרויקט זה או בי בשום צורה (למעט שליחת דוגמאות, כמו יצרנים רבים אחרים). ואין כאן שום כוונה לייצר פרסומת ל TI.

נ.ב. מכיוון שלפרויקט אין כוונות מסחריות, מחירי הרכיבים לא היו שיקול לבחירה, רק הנתונים הטכניים והזמינות (בין אם דוגמאות או בכמויות קטנות אצל המפיצים).

מפסק המתח

אני ביליתי לא מעט זמן בתכנון המעגל הקטן הזה וחשבתי שראוי להסביר אותו

מערכת המפסק מסומנת בצהוב בתרשים החשמלי הבא:

power_switch

ישנן שתי סיבות לקיום המעגל:

  1. שמירה על הסוללה מפריקת יתר
  2. מניעת מצב לא ידוע במערכת כאדר הסוללה יורדת מתחת למתח העבודה של הרכיבים

המפסק עצמו [Q2] הוא MOSFET מסוג P שמיועד לזרם מקסימלי של 6A, המפסק מחובר בין הבדק החיובי של הסוללה לכניסות המייצבים – כאשר המפסק לא מוליך שום דבר (למעט השער שלו) לא מסופק.

פעולת המפסק

‘OFF’

המצב הכבוי נשמר ע”י הנגד R7 ש”מושך” את שער (gate) המפסק למתח הסוללה ז”א מתח VGS שהוא 0V – המפסק לא מוליך. בנוסף לכך וידוא שהטרנזיסטור Q1 לא מוליך ע”י נגד R6

הדלקה Power On

ישנן שתי דרכים להדליק את המערכת:

  1. ע” אספקת מתח הגבוה מ 4V במחבר ה USB (פעולה שתפעיל גם את המטען), מתח זה, מחולק ע”י R1 ו R2 דרך הדיודה D1, יית=צר מתח גבוה בשער של Q1 שכתוצאה מכך יחל להוליך ולהוריד את מתח השער של Q2 ל-בערך 0V מה שיגרום למפסק להוליך מכיוון ש VGS יהיה  – VBAT-.
  2. לחיצה על כפתור ה “ON” של המערכת (מתג הלחיצה של המקודד הסיבובי SW2). בזמן שהכפתור לחוץ מתח השער שיהיה מחלוק ע”י R7,R14 ו R15 , יהיה שלילי מספיק והמפסק יוליך

ברגע שהמעבד ידלק (לאחר האתחול שלו) הוא יעלה את קו ה “VBAT_EN” למצב גבוה אשר, דרך D1 יגרם ל Q1 להוליך ו”לנעול” (Latch) את מצב העבודה.

אם מתח הסוללה גבוה מספיק המעבד ידליק את שאר המייצבים והמערכת תהיה במצב עבודה מלא.

כיבוי  Power Off

כיבוי המערכת נשלט ע”י המעבד באמצעות קו VBAT_EN, הורדה שלו יכולה להיות כתוצאה מבקשת משתמש או כאשר המעבד מחליט שמתח הסוללה נמוך מדי.

הערה: מתח מספיק גבוה בכניסת ה USB יאלץ את המפסק והמעבד לדלוק בלי קשר לרצונות המעבד…

מעגל זה נבדק בסימולציה עם מודלים של הרכיבים הספציפיים בכדי לוודא, ככל הניתן, שהוא יעבוד כמו שצריך.

דפים נוספים ב wiki של המערכת:

מצב הפרויקט: שרטוט חשמלי מוכן, בתהליך הגדרת אריזות (Footprints) לעריכה.


התנענו (בקושי), נסענו, נהננו, ונכנסנו בעץ…

כן, כן,

עבר הרבה הרבה יותר מדי זמן מהרשומה האחרונה (מבחינתי לפחות), אני עדיין לא מצליח לגרום לעצמי לשבת ולכתוב, אבל הנה:

חופש, הילדים משועממים וההורים (אנחנו) מחפשים דרכים להעסיק אותם בשביל שלא נתחרפן.
טוב, יש זמן וסיבה לקחת את ג'יפי הקטן לסיבוב, יצאנו כולנו עם ג'יפי בבגז' ונסענו לחניון של אצטדיון ווינטר ברמת גן, זה מגרש כורכר גדול, בלילה מחנות שם משאיות וביום הוא די ריק.

הלך די קשה להניע את ג'יפי, להזכירכם המנוע לא עבד איזה 10 שנים ולאחרונה עבר פרוק, ניקוי רציני והרכבה מחדש, הוא גם לא שאב דלק כמו שצריך, ובסוף (אחרי שעה של ניסיונות  שכללו פציעות לרוב ואפילו טעימת דלק ניטרו שלמרות הבציר המשובח התאפיין בטעם מגעיל עם ניחוחות של אלכוהול רפואי)  הניע רק עם מצערת פתוחה.

לפחות הניע…

אחרי שהניע לא הסכים להישאר בסל"ד סרק  ונאלצנו להמשיך להחזיק את המצערת פתוחה, בנוסף, הסל"ד ("טורים" בלשון העם) טיפס ועלה די מהר. אבל, המנוע עובד והגלגלים מסתובבים :) אז בשביל הכיף התחלנו להסיע, בהתחלה אישתי ואח"כ גם שני הגדולים הסכימו וגם נהנו למרות שהם מאד נבהלו מהרעש של המנוע.

הנה הגדול מסיע, ג'יפי במרחקים, מסומן בכחול:

נראה שכולם נהנו וכשהגיע "תורי" להסיע, לא שמתי לב, וג'יפי התנגש בעץ (בעץ הבודד שעמד במרכז המגרש, לא חלילה יער צפוף…) ויצא צולע למדי מההתנגשות.

אז חזרנו הביתה, עייפים , פצועים אך מרוצים בסה"כ – בפציעות שלי אפשר לטפל עם משחה וכמה פלסטרים, וג'יפי יקבל כמה חלקים חדשים מחו"ל.

הנזק (לג'יפי):

הזרוע השמאלית קדמית העליונה נתלשה – החלק אליו היא מחוברת שהוא תושבת הדיפרנציאל הקדמי נשבר.

המוט/ציר (shaft ) של הבולם  הקדמי שמאלי נשבר בתוך "הקצה הכדורי" שלו (ball-end) שזה אומר קניה של שני חלקים.

מה שעוד עשיתי זה לנסות להבין מה קורה עם המנוע – שאיבת הדלק הבעייתית ההתנעה ועליית הסל"ד – אז לאחר מחקר והתייעצות עם google הבנתי שכנראה יש בעיה של דליפת אויר לתוך המנוע, אז בעזרת ההדרכה הזו, מי סבון, מברשת וצינורית דלק חדשה ונקייה (כי הדלק, כפי שציינתי, לא ממש לטעמי) אותרה דליפה די רצינית האזור חיבור הקרבורטור למנוע. אז צריך גם אטם חדש וגם חומר אטימה שהומלץ בכל מיני פורומים (Lucky 7 RC Air Seal Engine Sealant) הטענה היא שהחומרים מבוססי הסיליקון, RTV למיניהם שבשימוש בעולם הרכב (כמו שהבחור בהדרכה שקישרתי למעלה משתשמש) לא עמידים בפני דלק הניטרו.
החלפים הוזמנו ועכשיו מחכים בסבלנות לדואר האמריקאי שיביא את החלקים השונים מרחבי ארה"ב

זהו לבינתיים, כרגיל נקווה שהפעם הבאה תהיה קרובה יותר.


היה מנוע? וגם, מחזיק גלגל תנופה DIY

כן, כן, שוב עבר המון זמן מאז הרשומה הקודמת.

דווקא התקדמתי לא מעט עם ג'יפי, פשוט לא הצלחתי להושיב את עצמי לכתוב.

(אפילו התקנתי את אפליקצית האנדרויד של WordPress מתוך איזה מחשבה שזה יאיץ את התהליך, לא שזה עשה משהו, את הרשומה הזו אני עדיין (?) כותב מהמחשב, אבל יש לי עוד אפליקציה בטלפון החדש שלי ;-) )

ועכשיו לעניין.

המנוע של ג'יפי הושרה באיזופרופנול (כמו שאלון מהובי ניטרו רעננה המליץ) למספר שעות ופורק כמיטב יכולתי תוך הקפדה לא להשתמשמ ביותר מדי כח – לא רציתי להרוס ברגים, הברגות וכו'. הצלחתי לפרק את רובו למעט גל הארכובה (CrankShaft ) הטלטל, הבוכנה והשרוול ( Sleeve ) שהיו תקועים כהלכה עקב התייבשות הדלק וכו'.

ככה זה נראה תוך כדי הפרוק:

החזרתי את המנוע לאיזופרופנול  למשך יום יומיים והמשכתי את הפרוק, הפעם, תוך שמוש בכח סביר בלבד, הצלחתי לסובב את גל הארכובה ולשחרר את הבוכנה.

השלב הבא היה לשחרר את השרוול בעזרת אזיקון ניילון כמו שמתואר כאן.

כל החלקים הושרו באלכוהול ונוקו היטב, גם המאייד פורק לחלקיו הקטנים ביותר וקיבל טיפול מסור.

אין לי צילום אבל למי שמתעניין, לפני ההרכבה זה נראה בערך כך:

טוב, הכל נקי ומסודר, נשאר רק להרכיב…

ההרכבה עברה בסה"כ בסדר עד שהבן הקטן שלי הצליח להגיע למנגנון ההנעה במשיכה ( Pull Starter) והצליח להוציא את הקפיץ שלו… איזה סיוט… מסתבר שלא כל המתנעים האלה דומים, ולקח לי המון זמן למצוא הדרכה רלוונטית (דרך אגב, לבחור הזה יש מלא הדרכות לא רעות וביקורות מעניינות) .

נסיון ראשון – כמעט, אבל בסוף הקפיץ לא נכנס למקום ושוב קפץ החוצה… עוד פעם… ועוד… אחרי בערך עשרים נסיונות הרכבה וחוסר תחושה באצבעות התייאשתי.

למזלי ולשמחתי אישתי (היקרה! :) ) הגיעה לבדוק בשלומי והציע את עזרתה ואצבעותיה, והופ, בנסיון שני המתנע היה מורכב, מייד עטפתי אותו בנייר דבק כדי שלא יתפרק שוב לפני שיגיע תורו להיות מורכב חזרה על המנוע.

המנוע והמאייד הורכבו חזרה ושומנו קלות, ונשאר להרכיב את גלגל התנופה, המצמד (Clutch) והפעמון/סבבת (פיניון) שמעביר את התנועה לגלגל השיניים (Spur Gear) שעל גל ההינע (Drive shaft) (בג'יפי אין דיפרנציאל מרכזי או אפילו מנגנון החלקה).

ועכשיו, חלק ב' של הרשומה שבו יסופר על מחזיק גלגל תנופה קצת שונה.

הפרוק של הפעמון, המצמד והאום של גלגל התנופה היה קל כי המנוע היה תקוע ולא היה צריך להחזיק את גל הארכובה שלא יסתובב. בהרכבה הכל היה כבר משוחרר ולא הייתי יכול לחזק את האום של גלגל התנופה ללא כלי מתאים שיחזיק את הגלגל (Flywheel Wrench). לא היה לי כזה, שלא תבינו לא נכון, אני אוהב לאסוף כלי עבודה, ויש כאלה כלים, אבל, הם לא זולים כל כך ולא הייתי בטוח כמה שימוש יהיה לי בכזה, אז בניתי אחד, מעץ…

למה עץ – הוא זמין ומאד נח לי לעבוד איתו, ולדעתי יש יתרון בכלי הזה לעץ לעומת פלדה מכיוון שגלגל התנופה עשוי מאלומיניום (חומר רך יחסית). העץ "ישמור" על האלומיניום מכיוון שהוא חלש/רך יותר ממנו, ומיכוון שאין פה צורך להפעיל יותר מדי כח נראה לי שזו בחירה מתאימה.

איזה עץ – היתה לי שארית סנדוויץ בעובי 20 מ"מ בערך מאיזה מדף של המטבח. העדפתי סנדוויץ על אורן מכיוון שהסנדוויץ פחות רך ופחות נוטה להסדק, אני חושב שכל עץ קשה יתאים.

עבדתי עם מקדחה ידנית ומהר יחסית, וכמו שתראו, זה יצא לא הכי מדויק בעולם, שיפורים בפעם הבאה.

הנה לוח הסנדוויץ וגלגל התנופה "לפני":

בשלב הראשון סימנתי את מיקום הפינים של המצמד ע"י מיקום גלגל התנופה עם הפינים כלפי לוח העץ ומכה קלה של פטיש על גלגל התנופה (עם פיסת עץ נוספת להגנה על הגלגל ):

ככה זה יוצא אחרי שהדגשתי את השקעים שנוצרו ע"י הפינים בעט:

אחרי הקדיחה (במקדח 3 מ"מ):

עכשיו הרכבתי את גלגל התנופה על לוח העץ:

וסימנתי את הקדח שבמרכז גלגל התנופה (דרכו עובר ציר גל ההינע):

בחרתי את המקדח הכי קטן, שיש לי, שעדיין יאפשר למפתח של אום גלגל התנופה לעבור:

המקדח הזוכה היה 5/8 אינץ' (את מקדחי העץ האלה הבאתי מארה"ב לכן המידה האינצ'ית).

כאן לאחר הקידוח עם גלגל התנופה מורכב כדי לוודא שלא סטיתי יותר מדי:

ועכשיו לעבודה:

מחזיק גלגל התנופה שלי לא יצא הכי מדוייק בעולם אבל עבד מעולה.

אם מישהו אי פעם ירצה לעשות כזה, יש לי כמה מסקנות והצעות לשיפור:

  • הייתי משתמש בלוח דק יותר, נראה לי שלוח בעובי של 10-12 מ"מ יעבוד מעולה.
  • הייתי מנסר את הלוח כך שהוא לא יהיה רחב מדי (לא כל כך רואים בתמונה האחרונה אבל הלוח כמעט נוגע במאייד) ומעגל את הפינות, לדעתי השארה של 10 מ"מ מכל צד תהייה חזקה מספיק והמחזיק יהיה חזק מספיק והרבה יותר נח לעבודה.
  • שימוש במקדחת עמוד או מעמד למקדחה ידנית יניב תוצאות מדוייקות יותר וכלי עבודה טוב יותר.

זהו, בפעם הבאה מכינים את ג'יפי להרצה.


שלט-רחוק FS-GT3B

טוב, עבר לא מעט זמן מהרשומה האחרונה, אני מקווה שתהליך כתיבת/הכנת הרשומה יתייעל ואני אשתפר בזה וככה הקצב יעלה, נראה מה יהיה…

בכל מקרה, כחלק מהתחיה מחדש של ג'יפי הקטן, הזמנתי מ eBay שלט רחוק עבורו (ועבורי :) ) מסוג FS-GT3B .

למה דווקא כזה: קודם כל הוא נכנס מצויין לתקציב, יש עליו ביקורות מרשימות למדי (ביחס למחיר, כמובן, יש שלטים טובים הרבה יותר אבל הם עולים פי 4-5 ומעלה, לא הגיוני לצרכים שלנו כרגע), וניתן לשפר אותו, החל בהתאמה לסוללות LiPo  וכלה  בצריבת תוכנה חדשה, יש שרשורים ארוכים ומעניינים למדי בקשר לשלט הזה למשל בעמוד זה מרוכזים חלק ניכר מהשיפורים והבחור הזה מוכר את הרכיבים/מעגלים/כבלים הדרושים והדרכות מצויינות (אני לא הזמנתי ממנו – המשלוח לארץ הקודש קצת יקר).

השלט הגיע לפני מספר שבועות ואחרי הפרוק של ג'יפי התחלתי לעבוד עליו, בשלב הראשון – החלפת המייצב הליניארי הקיים למייצב ממותג, יעיל ולא מתחמם, התאמה לסוללת LiPo , והחלפת התוכנה.

החלפת המייצב:

בעקרון, החברה ב rctech.net מחליפים למייצב ממותג של חברת RECOM שפשוט מחליף את המייצב הקיים (פתרון אלגנטי מאד, ניתן לראות בהדרכה כאן) שיחסית זמין בחו"ל אבל די יקר ועם המשלוח לארץ המחיר נהיה מפחיד, אז הזמנתי דוגמאות של מייצבים של TI, והם הגיעו בחינם ומהר, כל מה שהם צריכים זה קבלים אלקטרוליטים (טובים) ונגד מדוייק לקבוע את מתח המוצא.

הקבלים הוזמנו ב eBay והנגד המדוייק התגלה כפריט לאספנים (לפחות למי שרוצה לקנות אחד או שניים) והוחלף בנגד משתנה רב סיבובי קטן וטיפת דבק (כדי שלא יזוז).

שרטוט חשמלי: (שורטט ב KiCad )

אין פה איזה חוכמות מיוחדות, זה לפי דפי הנתונים.

המעגל הורכב על לוח מחורר ונראה כך:

כמובן שבהתחלה לא סימנתי אחרת את כבל מתח הכניסה (אדום) או מתח המוצא (אדום…) אז הצלחתי לשרוף מייצב אחד, מזל שהזמנתי שניים.

מתח המוצא כוון (באמצעות הנגד המשתנה) ל 5V , וקובע מכנית ע"י טיפת דבק. לחיזוק הכבלים השתמשתי בדבק חם.

המייצב המקורי נחתך ונזרק וכבלי המייצב החדש הולחמו במקומו.

המייצב שלי מחובר ללוח השלט:

(הכבל עם פסי הבידוד הכחול הוא הכניסה…)

והנה הוא יושב בביתו החדש שבידית השלט ומציץ לעולם:

ניתן להבחין בדבק שמקבע את הנגד המשתנה. החוטים האדום והשחור יתחברו לסוללה.

באותו ערב כבר הכנתי את המייצב של המקלט והסרוואים של ג'יפי הקטן – זהו מייצב של 6A,  לעומת 2A של השלט, מכיוון שהסרוואים (במיוחד זה של ההיגוי) יכולים לצרוך לא מעט זרם בתנאים מסויימים.

השרטוט החשמלי מאד דומה לקודם, למעט ערך הנגד הנדרש וכמובן המייצב עצמו:

וככה זה נראה מורכב ומכוון:

מכיוון שהמייצב יישב בג'יפי בתיבת האלקטרוניקה יחד עם המקלט, הסוללה וכו' צריך לבודד אותו, בהתחלה חשבתי פשוט לסגור אותו בבידוד מתכווץ אבל העדפתי פתרון שייתן לו קצת "לנשום" לצרכי קרור. מצאתי (ב eBay) שרוולי רשת פלסטיים מתרחבים  (כמו שלפעמים יש בספקי כח של מחשבים בשביל לעשות סדר בכבלים) בינתיים פתרון מושלם -גם מבודד וגם נושם, הוא יצטרך עוד להוכיח את עצמו בפועל, זה נראה כך:

התאמה לסוללת LiPo :

זה היה פשוט יחסית – פרוק מגש הסוללות המקורי והרכבת מחבר במקומו, התוצאה הסופית:

כן, גם הסוללה מ eBay …

החלפת התוכנה (קושחה – FW למעשה):

כדי להחליף תוכנה היה צריך קודם כל להרכיב על לוח השלט מחבר צריבה / debug, לפי ההדרכה הזו, לאחר ההרכבה ו"התאמת" המארז, זה נראה כך:

השתמשתי במחבר כיווני כדי שתמיד כבל הצריבה יהיה בכיוון הנכון ואני לא אנזק שום דבר…

את תוכנת הצריבה הורדתי מהרשת וכן את הקושחה החדשה עצמה, חיברתי את לוח ה debugger (ערכת פיתוח STM8S-Discovery), שמרתי את התוכנה המקורית וצרבתי את החדשה – ממש בקלות, ההדרכות פשוט טובות.

קצת רקע על התוכנה החדשה – מה ולמה: השלט הזה מגיע במקור עם תוכנה שיש לה מגבלות וגם (תאמינו או לא) כמה באגים, אז בחור צ'כי בשם Pavel Semerad ( משתמש בכינוי PSX ב rctech.net ) כתב תכנה חדשה לגמרי (בקוד פתוח כאן) שבה תוקנו כל המגבלות והבגים של המקורית וגם נוספו המון תכונות חדשות, למשל:

  • תחום TRIM מורחב
  • תיקון ה EXPO
  • תוספת SUB-TRIM
  • תוספת תפריט כיול, לכיול הבקרים וכן מד המתח
  • הרחבת כמות הזכרונות (למי שצריך יותר מ 10)
  • Dead zone  להיגוי ולגז
  • Dual ESC mixing and 4WS Mixing
  • מהירות (השהייה) לכל הערוצים
  • קביעת סף האזעקה למתח סוללה נמוך
  • כיוון זמן ה BACKLIGHT
  • ועוד…

אז כל הכבוד לבחור הזה, התוכנה שלו פשוט עובדת.

נשאר רק להוסיף מיסב להגה ולהפוך את קיטוב המסך, לפעם הבאה…

זמן לישון.


יציאתו מהארון של ג'יפי הקטן

רשומה ראשונה,

אז מי או מה זה ג'יפי (Jeepie) הקטן?

פעם, כשהייתי צעיר, רווק וכו' ומאד משועמם קניתי "מונסטר טראק" מסוג  OFNA Monster Pirate זה רכב "צעצוע" בקנה מידה של 1/8 (הוא בערך באורך של 42 ס"מ ) בעל מנוע שתי פעימות בנפח 3.5 סמ"ק ששותה דלק "ניטרו" (שזו תערובת של מתנול, שמן וניטרו-מתאן – דומה לדלק של קטנועים במידה מסויימת).

ג'יפי הקטן קיבל את התוספת "הקטן" מכיוון שבאותה תקופה היה לי ג'יפ טויוטה ("הגדול" :) )

בצעירותו, הייתי מוציא את ג'יפי הקטן מדי פעם לטיול באויר הצח, אבל, עם השנים, החיים והזמן התמלאו בדברים אחרים – אישה, ילדים, בית, וג'יפי נשכח בארון.

אני לא יודע בדיוק למה, אבל לפני זמן מה החלטתי שצריך לנסות להעיר אותו, נראה לי שהילדים יהנו מההתעסקות (הגדול כבר כמעט בן 7) ובכלל, יהיה כיף, אז הזמנתי שלט-רחוק חדש ב ebay (מסוג FS-GT3B , עליו נכתוב ברשומה אחרת) ועוד כל מיני חלקים ש"צריך".

היום הגיע השלט החדש לדואר, אז קדימה, מוציאים את ג'יפי.

הנה ג'יפי בארון:

והנה ג'יפי על השולחן:

ג'יפי מלא אבק וג'יפה  – דלק + חול + ימבה זמן = בוץ קשה ודבוק היטב. קראתי קצת ברשת איך מנקים צעצועים כאלה, אם אתה לא אמריקאי ממוצע בעל מדחס אויר (קומפרסור) תעשייתי בגראז', צריך לעבוד ולשפשף…

פירקתי את גשר הסרוואים, תיבת האלקטרוניקה (שם מחביאים את המקלט והסוללות מפגעי הטבע והדלק) מיכל הדלק, המנוע והאגזוז והגלגלים כמובן. צינורות הדלק מצאו את ביתם החדש בפח האשפה.

ככה זה נראה:

את השלדה (עם מערכת ההנעה – גלי הניע, דיפרנציאלים וכו' והמתלים) ניקיתי עם דה-גריזר (degreaser) של אופניים (ידידותי לסביבה כמובן ;) ) שעבד לא רע (יחד עם שפשוף אגרסיבי למדי עם מברשת).

האגזוז קיבל טיפול דומה, אבל מיכל הדלק – מיכל הדלק זכה בפרס האתגר הלילי…

בתחתית מיכל הדלק (שמחולק ע"י כל מיני מחיצות שמפריעות לנקות) היו די הרבה משקעים צמיגיים, דביקים ועקשנים של דלק, נראה לי שמאד חשוב לנקות אותם בכדי שלא יתפרקו עם הזמן וישתחררו לתוך המאייד (קרבורטור) והמנוע.

טוב, אז ניסיתי עם החומר של האופניים – נראה לי שהלכלוך רק נאחז חזק יותר במיכל. אח"כ ניסיתי עם אלכוהול איזופרופילי (שהמליצו לי בתור חומר ניקוי למנוע) זה כבר גרר צחקוקים מהיציע. המשכתי לאבקת הכביסה שרק הוסיפה לתיסכול הגובר, ואז, נדלקה הנורה: אבקת מדיח הכלים ומים חמים, האבקה מכילה גם ממסים וגם גרגירים שבניעור משפשפים את הג'יפה – קלי קלות, תוך דקה מיכל הדלק היה כמו חדש, בלי משקעים, נקי ומצוחצח. תליתי אותו לייבוש על אחד ממוטות תמיכת הגוף/חופה של ג'יפי.

את תיבת האלקטרוניקה, המקלט והסרוואים ניקיתי בעזרת האיזופרופנול (הוא ממיס את הלכלוך אבל לא פוגע בפלסטיקה וכו').

ככה זה עכשיו:

הנה המנוע, מלוכלך ותקוע (כמו שצפיתי, לצערי):

המנוע יחכה ליום אחר ורשומה אחרת, אני מקווה שהאיזופרופנול יעשה את העבודה (כמו שאלון מחנות הובי ניטרו ברעננה המליץ) ואני לא אזדקק לקנות חומר לניקוי מאיידים (קרבורטורים, כבר אמרנו  ? :) , זה נראה חומר לא סימפטי בכלל) ימים יגידו…

הגיע הזמן לעשות קצת סדר וללכת לישון.


יאללה מתחילים

עוד לא ברור לי למה פתחתי את הבלוג, שעמום, קנאה באישתי ;) , מי יודע.

אני אפילו לא יודע מה יהיה הנושא הראשון, נראה…


הרשמה

קבל כל פוסט חדש ישירות לתיבת הדואר הנכנס.