Transroc-ретро — модель ракетного телеметричного передавача

6

Transroc-це мініатюрний багатоцільовий передавач, що продається в 1970-х роках в комплекті і попередньо зібраному вигляді компанією estes industries для використання з моделями ракет.transroc має три основні режими роботи (маяк, мікрофон, телеметрія). Режим телеметрії, може бути розбитий на кілька підрозділів. Transroc передає дані в діапазоні частот citizen band 27 мгц і може бути побудований в декількох конфігураціях, кожна з яких призначена для передачі даних від різних типів датчиків (аудіо, швидкості обертання, температури).свого часу майстер володів базовою моделлю, але потім вона була загублена. Цілі цього проекту, відтворити пристрій якомога ближче до оригіналу. У статті розбирається збірка пристрою з фотоелементом, призначена для вимірювання швидкості обертання ракети.детально пристрій описано (принцип роботи, схема, режими роботи) в статті за цим посиланням. Нижче можна подивитися демонстрацію роботи пристрою в режимі швидкості обертання. Звук, який ми чуємо, виходить від рації прямо за камерою.

Інструменти і матеріали: — паяльник з гострим наконечником; — олов’яно-свинцевий припій з каніфоллю;-водорозчинний флюс;-обплетення для розпаювання;-вузькі плоскогубці;-ключі шестигранники-супер-клей;-мітчик;-3d-принтер; — аналоговий вольтметр або осцилограф; також знадобляться механічні та електронні деталі для складання передавача. Більшість з них все ще доступні у продажу, але деякі потрібно зробити самому.- конденсатори керамічні 0,01 мкф — 2 шт;-конденсатор, тантал 3,3 мкф;-конденсатор керамічний 33 пф; — конденсатори керамічні 470 пф-4 шт; — діоди 1n914-5 шт;-резистор, 100 ком 1/4 вт, 10%; — резистор 10 ком 1/4 вт-2 шт;-резистор, 150 ком, 1/4 вт; — резистор, 270 ком 1/4 вт,-3 шт;-резистор, 33 ком 1/4 вт;-резистор, 56 1/4 вт;-резистор, 180 1/2 вт;-транзистор, 2n5138 pnp; — транзистори, 2n5172 npn — 3 шт;-транзистор, 2n6027;-батарея типу a23;-фотоелемент cds №5549;-дріт 30 і 24 калібру (таблицю перетину проводів можна подивитися тут); — латунна смуга; — трубка пластикова; — кристал, канал 14 (27,125 мгц) або канал / частота за вибором, корпус hc-25 / u (кристали 27 мгц складно знайти, і єдине місце, де майстер їх знайшов, — ebay.); крок перший: друкована платапечатная плата-це перше, що знадобиться. Її можна купити, а можна зробити самому. Найпростіше замовити на спеціалізованому сайті. Архів з файлами для замовлення плати можна завантажити тут.

Крок другий: 3d-друк тримач батареї і три деталі кріплення надруковані на 3d-принтері. Деталі були надруковані за допомогою чорної нитки pla+. Сопло 0,4 мм використовувалося при висоті шару 0,12 мм. Після того, як деталі надруковані, перевірте відповідність всіх деталей і при необхідності обріжте / очистіть деталі. Файли для друку деталей можна завантажити нижче.battery_holder-main.stl bottom_mount-main.stltop_mount-main_v2.stlthumb_mount-part1_v2.stl thumb_mount-part2_v2.stlпісля друку плоскогубцями потрібно видалити підтримуючий матеріал з верхнього і нижнього кріплення.дві частини thumb_mount потрібно склеїти, поєднавши пази в обох частинах.перевірте, установку друкованої плату в верхнє і нижнє кріплення. Плата повинна дуже щільно входити в верхнє і нижнє кріплення.

Крок третій: підготовка сердечників котушокоригінальний комплект transroc поставлявся з двома котушками, закріпленими на платі. Причому котушки були вже намотані і припаяні. Для сучасної версії котушки потрібно робити самостійно. Оскільки оригінальні котушки були попередньо намотані, потрібно було визначити, який розмір дроту слід використовувати. Для цього майстром були зняті мірки з фотографій і відповідно масштабовані розміри. В результаті підійшов дріт калібру 30.

Котушки мають різний діаметр. Для великої котушки майстер використовує трубку діаметром 9/32 дюйма (7,1 мм) і довжиною 19 мм.для малої котушки діаметр трубки 7/32 дюйма (5,5 мм), довжина 16 мм. У трубках потрібно нарізати різьблення під шпильки.

Тепер потрібно вставити сердечники в отвори в платі. Сердечники виступають з обох сторін плати відповідно до розмірів на картинці. Для фіксації використовується суперклей.

Крок четвертий: намотування котушокнамотка котушок-найскладніша частина цього проекту. Потрібно бути обережні, щоб не перекручувати провід.для намотування використовується провід 30 калібру. На фото нижче вказані умовні номери контактів.

Намотування верхньої частини великої катушкиотрежьте шматок дроту довжиною 40 дюймів (101,6 см) для великої котушки. Зачистіть 3 мм ізоляції на позначці 9 дюймів (22,8 см). Пропустіть дріт вниз через отвір # 1, так що б дев’ять дюймів дроту були внизу. Припаяйте дріт до отвору №1. Намотайте 22 повних обороту плюс ще 1/3 обороту проти годинникової стрілки у верхній частині котушки. Робіть 3-4 витка за раз, щільно притискаючи витки один до одного. Закріпіть залишився дріт уздовж виступу на кінці плати. Поки не протягуйте дріт через останній отвір. Нанесіть клей уздовж котушки, щоб закріпити обмотку на місці. Дайте клею висохнути.тепер протягніть вільний кінець дроту вгору через отвір # 3. Зіскобліть ізоляцію ножем і припаяйте його.

Намотування нижньої частини великої катушкиоберніте дріт довжиною 9 дюймів проти годинникової стрілки навколо нижньої частини сердечника. Намотайте чотири повних обороту + 1/4 обороту і протягніть дріт вгору через отвір №4. Зачистіть ізоляцію з дроту біля отвору №4 і припаяйте. Пропустіть вільний кінець через отвір №5 і відріжте 1/8 дюйма (3,1 мм). Знову зніміть ізоляцію з дроту і припаяйте його до отвору №5.перевірте цілісність паяних з’єднань обох котушок.

Намотування маленької катушкидля меншої котушки потрібно буде зробити дві окремі обмотки. Обидві обмотки намотані на верхню сторону плати. Розріжте щонайменше 20 дюймів (50,8 см) дроту для внутрішньої обмотки та 15 дюймів (38,1 мм) для зовнішньої. Дотримуючись описаної вище процедури, спочатку намотайте внутрішню котушку, потім зовнішню котушку.протягніть 20 » дріт вниз через отвір # 6. Припаявши.намотайте 12 ¾ оборотів за годинниковою стрілкою. Оберніть вільний кінець навколо плати і зафіксуйте клеєм витки. Вільний кінець протягніть вниз через отвір # 7 і припаяйте.далі вставте кінець 15-дюймового проводу в отвір № 8 і припаяйте. Зробіть 4 ¼ обороту проти годинникової стрілки, зафіксуйте обмотки клеєм, припаяйте кінець до контакту№ 9.

Крок п’ятий: батарейний відсікв комплект transroc входили контакти для батарейок, певної форми. Майстер згинає контакти з латунної смужки. Схема згинання смуги додається.

Можна роздрукувати наведений нижче pdf-файл як шаблон.battery_clip_template.pdfтеперь потрібно зібрати батарейний відсік. Спочатку потрібно припаяти червоний і чорний дроти до відповідних клем. Обов’язково правильно зорієнтуйте дроти, як показано на фотографіях. Потім встановіть клеми в деталі батарейного відсіку, зберіть його і зафіксуйте клеєм.

Крок шостий: батарея «справжні» батарейки 504 більше не продаються. На amazon є типові батареї 504, але вони круглі, тоді як оригінали були квадратними з закругленими кутами. Оскільки це ретро-проект, потрібно, щоб батарея виглядала як справжня. Можна використовувати батарею 504, але вона буде виглядати неправильно, і, крім того, вони коштують від 10 до 12 доларів за штуку.оптимальний варіант для живлення трансрок-акумулятор а23 (12 вольт). A23 набагато дешевше і на три грами легше.роздрукуйте два файли stl для a23: battery_carrier-a23_v2-cover.stlbattery_carrier-a23_v2-main.stlв отвір по кутах вклеюються штифти з дроту. При цьому кришка повинна щільно прилягати.батарея a23 поміщається в тримач так, щоб позитивний контакт проходив через більший отвір на кінці тримача. З іншого боку вкручується гвинт.тепер можна протестувати нову батарею вставивши її в акумуляторний відсік. Нарешті потрібно роздрукувати етикетку battery wrapper v2.pdf на кольоровому принтері і приклеїти до корпусу.тепер у нас є» справжня » батарея eveready union carbide 504.

Крок сьомий: монтаж плати-модуляторпорядок збірки трохи відрізняється від оригінального керівництва, щоб можна було перевірити секцію модулятора перед переходом до інших частин. При монтажі потрібно використовувати паяльник з тонким наконечником.тільки два компоненти відрізняють режим «швидкості обертання, від режиму» пошуку ракети (маяка)», r5 і c7.режим пошуку: r5 (резистор 270 ком), c7 (конденсатор 3,3 мкф)режим швидкості: r5 (фотоелемент cds), c7 (конденсатор 0,047 мкф)в той час як компоненти з фіксованим значенням режиму пошуку ракети забезпечують стабільний імпульс приблизно кожні 600 мс, змінюється світло, що потрапляє на фотоелемент, модулює висоту тону, який потім може бути використаний для вимірювання швидкості обертання ракети.хоча цей проект збирається вРежимі швидкості обертання, можна зібрати його в будь-якій конфігурації.більш докладне обговорення різних режимів можна знайти в окремих посібниках по телеметрії на transroc.org.для складання схеми модулятора припаюємо:діод d5,d3, d2, d1, d4 правильно зорієнтувавши,резистор r4 (100к), r1 (270к), r7 (10к), r2 (270к),r3 (10к), r6 (150 ком)конденсатори c10 і c6 (470pf), с4 (470пф)транзистори q1 2n6027, q3 2n5172.встановлює перемички j3 і j1.далі потрібно вибрати режим.для режиму швидкості обертання на ніжки фотоелемента потрібно надіти ізоляцію і припаяти кінці до отворів, зазначених для r5. Конденсатор 0,047 мкф припаюємо до c7.для режиму пошуку припаюємо резистор 270k до r5, а конденсатор 3,3 мкф до c7. Припаюємо тимчасову батарею до контактів ( + ) і ( -).тепер потрібно промити плату ізопропіловим спиртом.

Крок восьмий: тестування модулятораідея тестування модулятора на цьому етапі полягає в тому, щоб запобігти будь-яким проблемам, пов’язаним з втручанням радіочастотної секції в роботу модулятора. Майстер перевіряє роботу модулятора за допомогою осцилографа.

На першому фото форма хвилі характерна для режиму пошуку, на другому, для режиму обертання.

Крок дев’ятий: радіочастотна частьмодулятор перевіримо і майстер приступає до монтажу другої частини схеми. Припаює: транзистори q5 2n5172, q4 2n5138, q6 2n5172резистори r9 (56 ом), r8 (33к)конденсатори c2 (0,01 мкф), с1 (470пф), с5 (33пф), c3 (0,01 мкф).припаює кристал x1.встановлює антенний провід в отвір з маркуванням ae1.протирає плату спиртом.вкручує в сердечники котушок шпильки.

Крок десятий: остаточна збірка і тестуваннядальше, переконавшись, що transroc працює, відпоює тестові дроти від ( + ) і ( -). Встановлює друковану плату в верхнє і нижнє кріплення. Відрізає червоний і чорний дроти від батарейного відсіку до потрібної довжини і припаює кінці дроту до отворів (+) і (-).

Тепер потрібно налаштувати пристрій.увімкніть рацію і встановіть середній рівень гучності. Встановіть акумулятор в пристрій, дотримуючись полярності. Ви повинні почути тональний сигнал, який змінюється по висоті в залежності від того, скільки світла потрапляє на фотоелемент.налаштування котушки осцилятора (малої)повільно поверніть шпильку проти годинникової стрілки, поки звук повністю не припиниться. Поверніть шпильку приблизно на 1 1/2 обороту за годинниковою стрілкою.налаштування антеною (великої) катушкинастройка антеною котушки трохи складніше. Це пов’язано з тим, наскільки добре антена «узгоджена» з приладом, від навколишнього середовища і т.д. Увімкніть рацію («радіо») і встановіть гучність на такий рівень, щоб можна було добре її чути.поверніть антену і оберніть рацію спочатку тканиною (для ізоляції), а потім алюмінієвою фольгою. Встановіть радіоприймач в декількох десятках сантиметрів від приладу.підвісьте transroc на мотузці, прикріпленій до вільного кінця антени. Це допоможе ізолювати пристрій від навколишнього середовища.встановіть акумулятор. Не повинно бути чутно ніяких сигналів по радіо. В іншому випадку оберніть радіо алюмінієвою фольгою. Якщо звуку немає, повільно розгорніть фольгу, поки звук знову не буде чути.тримаючи руку якнайдалі від антенної котушки повертайте шпильку проти годинникової стрілки, поки звук на радіо не стане сильним. Якщо сила тону велика, додайте більше фольги навколо радіо. Чергуючи обертання шпильки з додаванням і видаленням алюмінієвої фольги, можна отримати найсильніший сигнал від вашого приладу.вищезгадана процедура називається » стендової налаштуванням» і є цілком допустимою процедурою. Однак, після того, як transroc буде поміщений в модельну ракету, може знадобитися «переналаштувати» антенну котушку для отримання максимального сигналу. Процедура така ж, але замість фольги можна залучити іншу людину. Він повинен розміститися між радіо і пристроєм. Відходячи або підходячи до пристрою, виконується процедура аналогічна загортання/розгортання фольги.

Крок одинадцятий: заключеніена цьому етапі у нас повинен бути повністю робочий transroc, залишається тільки запустити його і проаналізувати дані. Коли transroc вперше з’явився на початку 1970-х, технології були далеко не такими просунутими, як сьогодні. Для збору та аналізу даних довелося б тягнути магнітофон до місця запуску, щоб записати звук з динаміка рації. Потім звуки «переводилися» на паперовий носій і вимірювалася відстань між піками щоб побачити, з якою швидкістю ракета оберталася (режим швидкості обертання), або визначити температуру.сьогодні можна легко записати вихідний сигнал рації, використовуючи функцію запису смартфона. На цьому етапі у нас буде цифрова копія телеметрії. Далі потрібно перенести аудіофайл на ноутбук, а потім відкрити його за допомогою такого інструменту, як audacity. Ну а далі так само провести аналогічні «вимірювання» піків і спадів, щоб визначити швидкість обертання і температуру. Можна навіть піти далі і написати свою власну комп’ютерну програму, спеціально аналізує тип даних, що надходять від transroc.

Джерело (source)