УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАКЕТ

МАГНИТНЫЙ ДАТЧИК АПОГЕЯ

Простой и надёжный датчик апогея, который может гарантировать выброс парашюта в наивысшей точке траектории полёта ракеты - это ли не мечта каждого ракетчика? На сегодняшний день датчики, основанные на определении ориентации ракеты относительно силовых линий магнитного поля Земли, можно считать наиболее близкими к такому идеалу.

Магнитные датчики апогея начали использоваться ракетомоделистами с 1999г и сразу зарекомендовали себя как очень надёжные:
http://www.cmass.org/member/Robert.Galejs/galejs.html
http://www.alaska.net/~aleckson/magnet.htm
http://www.alaska.net/~aleckson/magnet.htm
Статья.

Свой датчик я собрал по схеме, аналогичной описанной во второй и третьей ссылке, однако вместо труднодоступного в наших краях и относительно дорогого ($17) магниторезистивного датчика Honeywell HMC1001 я использовал KMZ10A1. Полный перечень деталей:

KMZ10A1 - магниторезистивный датчик, $2.44
AD8541AR - операционный усилитель, $0.68
78L05ACD - стабилизатор питания, $0.13
MAC9M - тиристор (семистор), $0.74
RC0805 100 Om - резистор, $ 0.002
RC0805 750 KOm - резистор, $ 0.003
Duracell Alkaline 9V - батарея, $2.41

В Киеве весь набор можно купить в VD-MAIS.

Обсуждение разработки датчика можно найти на форуме здесь, здесь и здесь.

Схема датчика:

Использование датчика имеет одну особенность. Иногда в момент включения питания (Sw1) лампочка коротко мигает и гаснет. А совсем редко даже включается и не гаснет. Это в вертикальном положении датчика, т.е. лампочка не должна ни мигать, ни загораться. Об этом же пишет и автор схемы во второй ссылке. Поэтому включать схему необходимо при отключенном воспламенителе (Sw2), а затем, если контрольная лампочка не горит, подключать нить накала.

Часть схемы, расположенная слева от красных рисок, монтируется на печатной плате и закрепляется в ракете на расстоянии минимум 20 см от небольших железных и других ферромагнитных предметов (батарея, переключатели, крепёжные винты и т.д.) и минимум на 40 см от крупных (стальной двигатель, другие детали).

Схема для разводки платы нарисована в программе Eagle 4.11:

К сожалению, многих деталей в библиотеке элементов программы не нашлось, поэтому я использовал другие, имеющие нужные размеры и выводы. Вместо магниторезистивного датчика - микросхема IC3, т.к. у датчика расстояние между выводами такое же, как у восьминогих SMD микросхем, только ноги четыре (на разводке верхние четыре ноги не задействованы). IC1 - это AD8541, IC2 - стабилизатор питания, R1 - калибровочный, около 500-900 КОм, R2 100 Ом. J2 - тиристор. Вывод PAD1 подключается на плюс батареи, PAD3 - на минус, лампочка и нить накала - между PAD1 и PAD2.

Разводка платы:

Для того, чтобы устройство срабатывало при необходимом угле наклона, нужно подобрать величину калибровочного сопротивления R1. Его нужно подбирать индивидуально для каждого устройства, для этого временно вместо R1 впаивают переменный резистор на 1-2 МОм.

Схема, готовая к калибровке:

Устройство спаяно на макетной плате под SMD, индекс CRS-028. "Верх" находится слева, т.е. в ракете левая сторона должна быть направлена вверх. Магниторезистивный датчик смонтирован возле самого края платы для того, чтобы его можно было закрепить вплотную к корпусу ракеты. Если произойдёт сбой настройки датчика, необходимо будет поднести к корпусу ракеты небольшой магнит. Сбой может произойти, если близи датчика окажутся намагниченные предметы.

В центре платы - две микросхемы: сверху стабилизатор питания, снизу усилитель. Справа тиристор, его выводы сильно укорочены. Вместо нити накала впаяна лампочка на 12 В. Вместо R1 впаян переменный резистор. Все железосодержащие детали отнесены от магниторезистивного датчика минимум на 20 см, чтобы они не влияли на его работу.

Для калибровки необходимо изменять сопротивление R1 до тех пор, пока датчик будет срабатывать при переворачивании из вертикального положения на необходимый угол. Нужно помнить, что при наклоне в сторону севера срабатывание наступает раньше, чем при наклоне в сторону юга. Например, если при наклоне в сторону севера датчик срабатывает примерно на 20 градусах от вертикали, то при наклоне на юг – на 70 градусах. Поэтому при калибровке нужно наклонять в обе стороны.

РАКЕТНЫЙ МАЯК

 Ракета, улетевшая выше 500-1000 м, становится практически незаметной на фоне неба. Особенно плохо заметна ракета, спускающаяся с большой высоты без парашюта в случае аварии системы спасения, а именно в этом случае очень хотелось бы её вовремя заметить. Повысить видимость ракеты можно огневым или дымовым трассером или с помощью ракетного маяка.

Ракетный маяк - это фотовспышка, переделанная так, что она самопроизвольно вспыхивает через небольшой промежуток времени. Самую компактную, самую лёгкую, самую дешёвую и питающуюся от самой маленькой батарейки вспышку можно взять из одноразового фотоаппарата, например такого:

 Этот аппарат в целом виде стоит $7, заряженный плёнкой и батарейкой. Однако гораздо лучший источник таких аппаратов - не магазин, а проявочная, там из них вынимают плёнку, а сами аппараты остаются ненужными, но с целой вспышкой. Мне его отдали за $1.

Фотоаппарат нужно разобрать, не забывая, что внутри находится заряженный конденсатор. Как только он станет виден, его необходимо разрядить, замкнув его выводы отвёрткой с изолированной рукояткой. При этом нужно быть готовым к хорошей искре.

Плата фотовспышки, вынутая из фотоаппарата и переделанная в маяк, выглядит так:

 Переделка заключается в удалении длинных металлических контактов, идущих на кнопку спуска (S2 Fire на схеме) и припайке на их место двух последовательно соединённых неоновых лампочек.

Если конденсатор и неоновые лампочки установить над платой, то размеры всего устройства будут 56х48 мм, высота немного больше 10 мм. Вес 18 г без батареи.

Порядок использования маяка такой:
1 подсоединить батарею
2 нажать кнопку запуска (блестящая кнопка в центре платы на правом снимке), маяк начинает мигать примерно раз в две секунды
3 для окончания работы отсоединить батарею
4 разрядить конденсатор

Я планирую установить его в прозрачную носовую часть, чтобы его было видно при спуске, как с парашютом, так и без.

Serge77

Модель ракеты можно оснастить простыми приборами и датчиками, тем не менее работают они как настоящие.

Прибор замера перегрузок.

Для определения ускорений, которые испытывает ракета в полете, можно установить на ней простой прибор - акселерограф.

Он состоит из металлической трубки, в которой подвешивается на пружине грузик, оснащенный заостренным металлическим стерженьком.
В трубке имеется продольная щель, по которой может двигаться стерженек. Изнутри на поверхности ракеты наклеивается навощенная бумага со шкалой в единицах гравитационного ускорения g. Прибор прост, но требует тщательного изготовления и тарировки.

Измеритель скорости..
Для измерения скорости ракеты можно использовать небольшой чувствительный прибор. Принцип работы ясен из рисунка.
При его изготовление необходима калибровка , это можно сделать на автомобиле, сделать заметки на скорости 50 и 100 км., а потом расстояние между этими точками на шкале, разделить на пять частей.

Бортовой фотоаппарат.

Большой интерес представляет установка на модели ракеты фотоаппарата, как это делается на настоящих ракетах. Это задача трудна, вот как ее решил моделист из Швейцарии.

В головную часть ракеты он вмонтировал миниатюрный фотоаппарат, делающий один снимок на высоте 100 м.т. е. При спуске головной части на парашюте.
Корпус фотоаппарата склеен из картона и бальзы, он имеет квадратную форму с переходом в цилиндрический объектив. Затвор аппарата представляет собой заслонку, закрывающую отверстие диафрагмы диаметром 4 - 5 мм. Объективом аппарата служит линза диаметром 20 мм. и фокусным расстоянием 40 мм.
Пленка вставляется и вынимается в полной темноте, пленка имеет форму круга диаметра, дна фотоаппарата.

Схема работы затвора понятна на рисунке.

Сначала затвор фиксируется небольшим натянутым амортизатором. Время выдержки зависит от скорости перемещения затвора и следовательно от натяжения амортизатора. Открытие затвора фотоаппарата происходит автоматически, после отделения головной части от корпуса ракеты. При помощи такого аппарата моделист сделал качественные снимки с высоты 100м.

Световое отслеживание траектории полета.
В головной части ракеты можно установить электронное устройство, лампочку и батарейку. Это позволит наблюдать за полетом в темное время суток. Вместо лампочки можно использовать светодиод (мигающий - повышенной яркости).

Высотомер.
Для измерения высоты полета можно использовать чувствительный прибор - барограф. Основным элементом является герметическая коробка (мембрана). На ее поверхности расположен стерженек, который при изменении объема мембраны оставляет на бумаге покрытой воском оставляет полоску. Максимальная высота ракеты будет соответствовать минимальной измеренной барографом величине атмосферного давления. Калибруется прибор в камере низких давлений.

Миниатюрная телеметрия.
Используя миниатюрный передатчик, можно принимать определенные сигналы с борта ракеты во время полета. Используя специальные датчики, с передатчиком можно передать во время полета - "телеметрию", например температуру, влажность. Или имитировать сигналы первого искусственного спутника ( СССР -1957 года 4 октября ) земли.
Таким передатчиком может быть радиомикрофон "КУЗЯ-2".Вместо микрофона можно подсоединить датчики с различными функциями.

При малых габаритах имеет хоршие данные. F-80 -108 мГц.Дальность: 1 км город - до 2 км. в поле.Современная электроника, позволяет реализовать любую идею моделистов ракет.

Телеметричекая аппаратура "Трасрок" США. ( промышленного производства)
мощность - 100 мВт. частота - 27 МГц.

Назад на http://www.pirotek.info - всё о пиротехнике и взрывчатка, бомбы и СВУ