AirwaversSearch this siteProjects f

Airwavers
Search this site
Projects from KoD and Navic
Android Stuff
AtomBot
BoxPC
Eee PC Antenna Mod
Equipment
Guided Rocket
Modular Robot
Multiple Monitors
Quad Boot USB Stick
RFID Database
RFID Smart Card Reader
Rocketry
USB RAID
WiShield Robot
Sitemap
Projects from KoD and Navic‎ > ‎
Guided Rocket


Update: Check out the post on Hack A Day!!

Update for 2012: Trying to get funds for a 5ft guided rocket project so please donate if you can! Thanks.




With the goal of an active self guidance system, we decided to test it in a model rocket. A simple Estes D-Region Tomahawk rocket kit we picked up from a local hobby store had a 'payload bay' that we could modify to carry the electronics. We went with the E9-6 motor which gave us thrust for 2.9 seconds and a 6 second delay before the ejection charge blew. Due to the fact that the guidance system alters the center of gravity drastically, the 2.8 seconds of active guidance must be at a horizontal attitude much like a missile, which is great for testing purposes.

K.o.D is the mechanical master, so he got to work cutting out the fine fitted holes for the servos. The 4 micro servos wouldn't fit inside the payload bay so we had to offset 2 of them and make adjustments to the fins. The fins themselves were balsa wood, designed, cut and sanded to perfection by K.o.D and later attached to the servos. For the electronics section, an Arduino Pro Mini was used for it's small size and high functionality. A small breadboard power bar was used for the main power bus and a Venom high capacity 9V powered the entire system. For sensing, a Memsic2125 2-axis accelerometer was carefully glued into the nose cone by K.o.D and that completed the active guidance package. Navic got to work on the code, carefully processing the input from the accelerometers into servo position outputs to generate an exacting reaction by correcting the flight profile to 'stable' for the entire flight. Since we were working with just under 3 seconds of powered flight at relatively high speed, the processing had to be fast enough to make a difference.

A rocket needs to have it's center of gravity (cg) located above it's center of pressure (cp) along the roll axis to create a straight direction of flight. Weight affects the cg location, and area affects the cp location. The weight of the electronics and the increase in area of the front fins changed the rockets cg and cp from it's initial 'off the shelf kit' locations. When a rocket is 'nose heavy' that means the cg isn't located above the cp, hence the rocket takes off, translates in an arc pattern to nose down and hits the ground pretty fast. We wanted that setup for our rocket, sounds dumb, right? The electronics move fins to control the rockets flight path. If we installed the system and made sure to maintain the original cg and cp points so the flight direction was straight up, vertical, how would you know the system worked? Offsetting the cg and cp so an arcing-flight-path-of-crash-failure was going to happen as long as the rocket launched with only gravity and atmospheric pressure controlling it gave us a method of knowing if the onboard electronics in fact changed the flight path of failure into a steady horizontal flight path to prove the electronic system a success. Unfortunately this is tough with a 2.9 second motor burn. Because the rockets cg and cp were modified in a way to create a natural failure, thrust is extremely important. It takes some time for the rocket to translate from vertical to horizontal, which is where the electronics work to keep a stable horizontal flight. After the motor cuts off, the rocket will not glide because the cg and cp are incorrect. The system can be seen to work, it kept the rocket horizontal rather than arcing over for the 2 seconds or so the motor had left.

Video Gamer? Check Out ChatCast!


How the 'guidance' or 'controlled' system works is as follows: Initial accelerometer reading are taken on power (on the pad) and the servos are centered. At launch as explained above, the rocket pitches over to horizontal. The Arduino knows this from the accelerometer data. The Arduino starts moving the appropriate servos to maintain that horizontal flight path. The system does not pitch the rocket over from vertical to horizontal. As you can see from the test video, for a couple seconds the system keeps the rocket horizontal using the fins on the servos to direct airflow and maintain stable translation.

The forces during this flight are pretty low. The balsa wood fins being located inefficiently on the servo horns did not cause them to rip off. The servos created enough torque to move the fins with the air resistance encountered. The breadboard connections were not jarred lose at all. This is a low power Estes E9-6 rocket motor pushing a heavier rocket than it was designed for. As you can see in the video, it doesn't fly fast or high and it doesn't suffer large amounts or stress or strain on the 'low quality' parts or build.

Why use an Arduino and breadboards? Well, first off we like to spend less time making these projects and that's what Arduino and breadboards are made for. Our second reason is the fact of re-usability. Once this project was complete, we took all the parts and used them in other projects. That would be difficult if everything was custom made and soldered together.

Although the documentation of the project was done months after completion, there isn't much, but if anyone is interested in a build like this and wants more info please feel free to email: vectrasoft [at] gmail [dot] com. The Arduino sketch is located at the bottom of this page under the Attachments section.

Here are a few images of the build:

You can see the Arduino Pro Mini, the power bus and a servo sticking out in front of the finger to the right. The nose cone with the accelerometer is to the left in the image, and the payload bay with the servos is to the right.


This image is looking up from the bottom of the rocket into the payload bay. You can see two servos mounted on the left and right, the other two servos are barely seen going from top to bottom. The fins are seen in the background to the left.

All videos are on Navic209's YouTube channel. There's a bunch of rocket/robotic/electronic videos on there, but here are the embedded videos if you're only interested in the guided rocket:


This video just shows the first start up, you can see the rest of the white rocket in the background.




Here's the entire rocket put together and powered on. This demo shows the system in action.




Here's the flight video!


And the analysis after the flight:





Č
ċ
Rocket_Guidance.pde (2k)Robert Svec, Aug 4, 2010, 9:05 AM
v.2ď
Comments
You do not have permission to add comments.
Sign in|Recent Site Activity|Report Abuse|Print Page|Powered By Google Sites

Kết quả (Việt) 1:

AirwaversTìm kiếm trang web nàyDự án từ KoD và NavicCông cụ AndroidAtomBotBoxPCEee PC ăng-ten ModThiết bịTên lửa có hướng dẫn viênMô-đun RobotNhiều màn hìnhQuad khởi động thanh USBCơ sở dữ liệu RFIDĐầu đọc thông minh thẻ RFIDTên lửaUSB RAIDWiShield RobotSơ đồ trang webDự án từ KoD và Navic >Tên lửa có hướng dẫn viênCập Nhật: Kiểm tra các bài đăng trên Hack A Day!!Cập Nhật cho năm 2012: cố gắng để có được tiền cho một tên lửa 5ft hướng dẫn dự án như vậy xin vui lòng tặng nếu bạn có thể! Cảm ơn.Với mục đích của một hệ thống hoạt động hướng dẫn tự, chúng tôi quyết định thử nghiệm nó trong một mô hình tên lửa. Một đơn giản Estes D-khu vực Tomahawk tên lửa bộ chúng tôi nhặt từ một cửa hàng địa phương sở thích có một 'khoang trọng tải' mà chúng tôi có thể sửa đổi để mang theo các thiết bị điện tử. Chúng tôi đã đi với động cơ E9-6 mà đã cho chúng tôi lực đẩy cho 2,9 giây và một 6 giây chậm trễ trước khi phóng phí thổi. Do thực tế rằng hệ thống hướng dẫn làm thay đổi trọng tâm mạnh, giây 2.8 hoạt động hướng dẫn phải một thái độ ngang giống như một tên lửa, đó là rất tốt cho mục đích thử nghiệm.K.o.D là bậc thầy cơ khí, do đó, ông đã làm việc cắt ra các lỗ hổng được trang bị tốt cho các servo. Vi servo 4 sẽ không phù hợp với bên trong khoang trọng tải vì vậy chúng tôi đã phải bù đắp 2 của họ và thực hiện điều chỉnh để các vây. Vây mình là balsa gỗ, thiết kế, cắt và đá mài cát để hoàn thiện bởi K.o.D và sau đó gắn liền với các servo. Cho phần điện tử, một Mini Pro Arduino đã được sử dụng cho nó là kích thước nhỏ và tính năng cao. Một thanh điện nhỏ breadboard được sử dụng cho xe buýt chính quyền lực và một nọc độc công suất cao 9V cung cấp toàn bộ hệ thống. Cho cảm biến, một Memsic2125 2-trục gia tốc cẩn thận dán vào hình nón mũi bởi K.o.D và hoàn tất các gói phần mềm hoạt động hướng dẫn. Navic đã làm việc trên các mã, cẩn thận chế biến đầu vào từ các gia tốc vào vị trí servo kết quả đầu ra để tạo ra một phản ứng exacting bằng điều chỉnh profile trên máy bay để 'ổn định' cho các chuyến bay toàn bộ. Kể từ khi chúng tôi đang làm việc với chỉ nhỏ hơn 3 giây cung cấp chuyến bay ở tốc độ tương đối cao, việc xử lý phải được nhanh chóng, đủ để làm cho một sự khác biệt.Một tên lửa cần phải có nó là trung tâm của lực hấp dẫn (cg) nằm ở trên nó là trung tâm của áp lực (cp) dọc theo trục lăn để tạo ra một hướng thẳng của chuyến bay. Trọng lượng ảnh hưởng đến vị trí cg, và khu vực ảnh hưởng đến vị trí cp. Trọng lượng của các thiết bị điện tử và sự gia tăng trong các khu vực của các vây trước thay đổi tên lửa cg và cp từ nó có ban đầu 'tắt các kệ kit' địa điểm. Khi một tên lửa là 'mũi nặng' có nghĩa là cg không nằm ở trên các cp, do đó tên lửa cất cánh, dịch trong một mô hình vòng cung đến mũi xuống và chạm đất khá nhanh. Chúng tôi muốn thiết lập đó cho chúng tôi tên lửa, âm thanh câm, quyền? Các thiết bị điện tử di chuyển cánh thăng bằng để kiểm soát đường bay của tên lửa. Nếu chúng tôi được cài đặt hệ thống và đảm bảo duy trì gốc cg và cp điểm do đó sự hướng dẫn chuyến bay đã được thẳng lên, thẳng đứng, làm thế nào bạn sẽ biết hệ thống làm việc? Offsetting cg và cp để arcing-flight-path-of-crash-failure một là sẽ xảy ra khi tên lửa bắt đầu với chỉ lực hấp dẫn và áp suất không khí kiểm soát nó đã cho chúng tôi một phương pháp biết nếu điện tử trên máy bay trong thực tế thay đổi đường bay của thất bại vào một đường dẫn chuyến bay ngang ổn định để chứng minh hệ thống điện tử một thành công. Thật không may, điều này là khó khăn với một 2.9 thứ hai động cơ đốt. Bởi vì các tên lửa cg và cp được cải biến theo một cách để tạo ra một sự thất bại tự nhiên, lực đẩy là vô cùng quan trọng. Phải mất một thời gian cho động cơ tên lửa để dịch từ dọc để ngang, đó là nơi mà các thiết bị điện tử làm việc để giữ cho một chuyến bay ngang ổn định. Sau khi cắt động cơ, động cơ tên lửa sẽ không lướt vì cg và cp là không chính xác. Hệ thống có thể được nhìn thấy để làm việc, nó giữ tên lửa ngang thay vì arcing trên cho 2 giây hoặc lâu hơn động cơ đã rời.Video Gamer? Kiểm tra ChatCast!Làm thế nào 'hướng dẫn' hoặc 'kiểm soát' hệ thống hoạt động là như sau: đọc gia tốc ban đầu được thực hiện về quyền lực (trên phím số) và các servo Trung tâm. Lúc khởi động như đã giải thích ở trên, tên lửa nốt trên để ngang. Arduino biết điều này từ dữ liệu gia tốc. Arduino bắt đầu di chuyển các servo thích hợp để duy trì rằng đường dẫn chuyến bay ngang. Hệ thống không dựng tên lửa qua từ dọc để ngang. Như bạn có thể nhìn thấy từ các bài kiểm tra video, trong một vài giây hệ thống giữ tên lửa ngang bằng cách sử dụng các vây trên các servo để trực tiếp dòng khí và duy trì ổn định bản dịch.Các lực lượng trong suốt chuyến bay này là khá thấp. Các vây gỗ balsa được nằm phát trên sừng servo đã không gây ra họ tách ra. Servo tạo ra mô-men xoắn đủ để di chuyển các vây với sức cản không khí gặp phải. Breadboard kết nối đã không jarred mất ở tất cả. Đây là một động cơ tên lửa điện năng thấp Estes E9-6 đẩy một tên lửa nặng hơn so với nó được thiết kế cho. Như bạn có thể thấy trong đoạn video, nó không bay nhanh hoặc cao và nó không bị một lượng lớn hoặc căng thẳng hoặc căng thẳng trên các bộ phận 'chất lượng thấp' hoặc xây dựng.Tại sao sử dụng một Arduino và breadboards? Vâng, lần đầu tiên ra chúng tôi muốn chi tiêu ít thời gian hơn làm cho các dự án này và đó là những gì Arduino và breadboards được thực hiện cho. Lý do thứ hai của chúng tôi là một thực tế của re-usability. Một khi dự án này đã được hoàn tất, chúng tôi đã tất cả các bộ phận và sử dụng chúng trong các dự án khác. Đó sẽ là khó khăn nếu tất cả mọi thứ là tùy chỉnh được thực hiện và hàn với nhau.Mặc dù các tài liệu của dự án đã được thực hiện vài tháng sau khi hoàn thành, không có nhiều, nhưng nếu bất cứ ai quan tâm đến một xây dựng như thế này và muốn biết thêm thông tin xin vui lòng email: vectrasoft [at] gmail [dot] com. Các ký họa Arduino nằm ở dưới cùng của trang này trong phần đính kèm.Dưới đây là một vài hình ảnh của xây dựng:Bạn có thể xem Arduino Pro Mini, xe buýt điện và một servo gắn bó ở phía trước của các ngón tay phải. Nón mũi với gia tốc là bên trái trong hình ảnh, và Vịnh tải trọng chiến đấu với các servo là bên phải.Hình ảnh này nhìn lên từ dưới cùng của tên lửa vào vịnh tải trọng chiến đấu. Bạn có thể nhìn thấy hai servo gắn trên bên trái và bên phải, hai servo hiếm khi nhìn thấy đi từ trên xuống dưới. Các vây được thấy ở phía sau bên trái.Tất cả các video trên kênh YouTube của Navic209. There's a bunch của tên lửa/robot/điện tử video trên đó, nhưng đây là những video nhúng nếu bạn chỉ quan tâm đến tên lửa có hướng dẫn:Video này chỉ cho thấy đầu tiên, bạn có thể xem phần còn lại của tên lửa trắng trong nền.Đây là toàn bộ tên lửa đặt lại với nhau và được hỗ trợ trên. Phần giới thiệu này cho thấy hệ thống trong hành động.Đây là đoạn video chuyến bay!Và phân tích sau chuyến bay:ČĊRocket_Guidance.Pde (2k) Robert Svec, 4 tháng tám, 2010, 9:05 AMv.2ďÝ kiếnBạn không có quyền để thêm ý kiến.Đăng vào|Tại trang web Activity|Báo cáo Abuse|In Page|Được tài trợ bởi trang web của Google