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.

המשך…

מודעות פרסומת