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電子發燒友網>電子資料下載>電子資料>模型火箭發動機試驗臺開源分享

模型火箭發動機試驗臺開源分享

2022-10-21 | zip | 0.00 MB | 次下載 | 2積分

資料介紹

描述

你有沒有想過火箭發動機的推力是什么樣的?好吧,你可以自己找出來!使用稱重傳感器、HX711 稱重傳感器放大器Arduino Uno,您可以為自己制作一個測試臺。首先,我們將介紹它是如何工作的,然后我們將向您展示如何制作自己的。所以讓我們開始吧!

典型模型火箭發動機的推力如下所示:

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Estes C6-5 學分:ThrustCurve.org
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如您所見,在大約 0.1 秒內,推力出現了一個巨大的峰值,然后趨于平穩。我們需要能夠準確地衡量這一點。為此,我們將使用四線稱重傳感器。

問題是 Arduino 無法讀取稱重傳感器輸出的電信號。這就是稱重傳感器放大器的用武之地。稱重傳感器放大器將放大來自稱重傳感器的信號,因此 Arduino 數字引腳將能夠處理數據。對于這個項目,我們將不得不使用 Sparkfun HX711 放大器,因為它可以讓您將頻率從 10hz 更改為 80hz,而 10hz 不足以用于火箭測試臺。

那么讓我們開始使用這些材料:

此外,如果您想觀看一些鏡頭和數據分析,請查看這些視

材料:

帶有星星的那些意味著你需要得到那個特定的。除此之外,其他的都值得推薦。全部來自亞馬遜

電子產品

首先,您需要將稱重傳感器的電線焊接到 Arduino 面包板跳線。您可能需要剝去稱重傳感器的電線,以便輕松地將電線焊接在一起。

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現在只需添加熱縮管也可以保護電線。

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安裝稱重傳感器制作秤盤

現在電線已焊接并熱縮,我們可以將稱重傳感器連接到鉆機上。稱重傳感器上應該有一個標簽,顯示最大重量和一個箭頭。我們希望稱重傳感器的位置使箭頭指向下方,并且稱重板位于其正上方,如下所示。↓ 您可以使用木材或 3D 打印部件來連接稱重傳感器。

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確保稱重傳感器定位正確。
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將稱重傳感器連接到 HX711,然后連接到 Arduino Uno:

首先,您需要準備稱重傳感器。Sparkfun HX711 放大器的默認設置為 10hz。您需要將其更改為 80 赫茲,以便每秒獲得更多讀數。為此,請使用 X-Acto 刀切割電路板背面的 RATE 線。此外,將公頭引腳焊接到 HX711 板上。

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小心地切斷速率跳線以將速率增加到 80hz 以獲得更準確的結果。
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在板的左側,有引腳標簽:RED、BLK、WHT、GRN 和 YLW。最后一個引腳 YLW 將不會被使用。使用面包板,將紅色、黑色、白色和綠色引腳連接到 HX711 上的 RED、BLK、WHT 和 GRN 引腳。現在,將 VCC 引腳連接到 Arduino 上的 5V 引腳,將 DAT 引腳連接到 Arduino 上的數字引腳 8,將 CLK 引腳連接到數字引腳 9,并將 GND 引腳連接到地。現在你已經完成了電子設備。

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學分:電路雜志
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現在我們需要構建電機支架

從 Estes 網站或其他火箭公司,購買發動機支架的零件并建造它。然后拿到發動機支架并將其連接到帶有環氧樹脂的 PVC 管中。確保一切都非常堅固,因為您可能會對電機支架進行大量測試。之后,在 PVC 底部鉆一個大孔,以便可以安全地存放彈射裝藥。現在,將 PVC 管粘在秤上。如果 PVC 有點歪,不用擔心數據是準確的。

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如您所見,它有點歪,但結果是一樣的。
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現在所有的建筑和電子設備都完成了。我們現在需要上傳軟件。

上傳代碼

轉到Arduino IDE 下載。按照下載說明安裝應用程序。你也可以使用我個人的 IDE PlatformIO。

完成下載后,轉到此GitHub 存儲庫。

下載 Zip 文件并解壓縮。打開文件夾并轉到“Test Stand Calibration”,在文件夾內,應該有一個名為 Calibration21 的.ino 文件。使用 Arduino 應用程序打開文件,它會要求您創建一個文件夾。單擊是并打開代碼。

打開代碼后,將 Arduino 連接到您的設備。現在轉到左上角的“工具”并選擇您的板作為“Arduino Uno”并選擇適合的串行監視器。

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如果代碼不會上傳,請嘗試更改串口
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現在單擊“文件”選項卡下方的上傳或帶有箭頭的按鈕。如果上傳有問題,請嘗試更改串口。

現在代碼已上傳到 Arduino,按 CTRL+SHIFT+M 或 CMMD+SHIFT+M 打開串行監視器并將波特率更改為 57600。

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確保波特率是 57600,否則串口監視器會顯示垃圾。
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現在我們可以開始校準和測試電子設備了。

校準

現在串行監視器已啟動,它應該啟動并要求您去皮重。將測試臺放在平坦的表面上,確保稱重傳感器上沒有負載。完成后,通過串行監視器發送“t”。

之后,它會要求您提供校準砝碼。使用單獨的秤或已知重量(例如 iPhone),將該重量放在秤上并輸入以克為單位的物體重量。然后串行監視器將為您提供校準值。將該值復制到剪貼板。

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現在通過串行監視器發送“y”。監視器應該開始輸出值。如果您取下校準砝碼,串行監視器應立即讀取 0.0,如果您重新戴上或增加砝碼,串行監視器應增加該值。

  • 如果串行監視器讀取 n/a,則檢查引腳名稱和接線。
  • 如果串行監視器不是每秒讀取 90 個點,請切斷跳線。
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現在您已經復制了校準值,轉到從 GitHub 下載的同一個文件夾,然后從該文件夾中打開 Measure.ino,然后使用 Arduino App 打開它。

現在將校準值粘貼到變量槽中,如下所示。

確保每秒有很多數據點
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現在您已經復制了校準值,轉到從 GitHub 下載的同一個文件夾,然后從該文件夾中打開 Measure.ino 并使用 Arduino App 打開它。

現在將校準值粘貼到變量槽中,如下所示。

?

現在您已經更改了校準值,再次將代碼上傳到 Arduino,然后按 CTRL+SHIFT+M 或 CMMD+SHIFT+M 打開串行監視器。顯示屏應等待幾秒鐘并開始輸出數據。如果關閉,請確保您的校準砝碼。

如果一切正常,您的測試臺已準備就緒!

測試——在測試之前要非常小心并閱讀所有程序,并且只能使用經過認證的電機,例如 Estes 模型火箭發動機。

在測試之前,請確保電機安裝非常牢固,并且安全程序已到位。

設置:

將測試臺架安裝在室外的空曠區域,經批準可用于火箭測試。確保附近沒有易燃物品。現在使用電纜將您的設備連接到 Arduino 并上傳 Calibration21 代碼。確保您的設備位于安全可靠的區域。你可能需要用一些東西來保護它。現在校準代碼已上傳,插入電機和點火系統。確保安全鑰匙在外面!

現在電機已就位,打開串行監視器(CTRL+SHIFT+M,或 CMMD+SHIFT+M)并發送“t”來為秤去皮。皮重完成后,將校準砝碼放在上面(越重越好)并將校準砝碼的重量(以克為單位)輸入串行監視器。

串行監視器應該給你一個校準值。復制該值(像以前一樣)并在串行監視器中輸入“y”以確保您的測試臺正常工作。在串行監視器中輸入“y”后,串行監視器應準確顯示稱重傳感器上的力值。

確保稱重傳感器正常工作后,打開通過 Arduino 應用程序從 GitHub 下載的“Measuring.ino”代碼。將校準值粘貼到代碼中(像以前一樣)并上傳代碼。現在代碼已上傳,打開串行監視器(CTRL+SHIFT+M 或 CMMD+SHIFT+M)。確保串行監視器顯示時間戳。現在串行監視器將開始輸出稱重傳感器上的重量。不要在稱重傳感器上放置任何重量。

清除串行監視器的輸出,盡快返回并啟動電機。電機完成燃燒后,跑回支架并按下 Arduino 板上的重置按鈕。

我們在啟動前清除輸出的原因是為了減少值(因為每秒有 80 個值需要排序),而我們顯示時間戳的原因是為了以后可以輕松地繪制數據。

現在將串行監視器中的所有數據復制到剪貼板,并將其粘貼到 Word 文檔或注釋中。保存文檔,以便稍后查看數據。

數據分析:

現在您已經保存了數據,請打開它。將所有時間戳復制到 Excel 文檔中。您可能需要重新調整,因為串行監視器的時間戳顯示實際世界時間 (HH:MM:SS)。現在將值輸入到 Excel 文檔中,完成后(應該需要一段時間),制作一個圖表。它應該看起來接近您可以在線查找的推力曲線。(我們目前正在開發一個新代碼,以便有更好的時間戳)

要將克轉換為牛頓,請將克轉換為千克,然后將千克乘以 9.807。

你應該有一個很棒的圖表!

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我希望你們喜歡這個指南!如果您有任何問題,您可以填寫此表格:

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