🧕🏿 🙋🏾 🧔🏻 एक स्वतंत्र और आत्मनिर्भर मौसम जांच बनाना 🎙️ 🚧 🐦

इस वर्ष, हमने कैंसैट मौसम जांच लॉन्च चैम्पियनशिप में भाग लिया और एक महत्वाकांक्षी लक्ष्य निर्धारित किया: प्रतियोगिता के नियमों को ध्यान में रखते हुए, जांच को पूर्ण यूएवी में बदलना

इस पोस्ट में शामिल हैं:

1) डिवाइस का वर्णन
2) इसके निर्माण का उद्देश्य
3) विधानसभा प्रक्रिया
4) उड़ान परीक्षण
5) अंतिम प्रक्षेपण

विवरण

डिवाइस दो मोड के साथ एक क्वाड्रोकोप्टर है: निष्क्रिय में, यह एक सिलेंडर का रूप लेता है, जिसे रॉकेट के शरीर में रखा जाता है, सक्रिय किरणों में खोला जाता है, इंजन शुरू किए जाते हैं, मुख्य मिशन शुरू होता है, जिसमें पृथ्वी की सतह और वातावरण की स्थिति पर डेटा एकत्र करना शामिल है, स्वायत्त उड़ान के अनुसार अंक निर्धारित करें (पायलट नियंत्रण को बाधित करने की क्षमता के साथ) और आधार पर वापस लौटें।

मुड़ा हुआ राज्य

विशेषताएँ:

उड़ान का समय: 6-12 मिनट
क्षैतिज उड़ान रेंज: 4 किमी
खड़ी उड़ान रेंज: 2 किमी
सक्रिय मोड संक्रमण समय: 3 सेकंड
वजन: 600 ग्राम
स्थापित सेंसर: बैरोमीटर, एक्सेलेरोमीटर, जायरोस्कोप, मैग्नेटोमीटर, जीपीएस, अवरक्त कैमरा

परियोजना बनाई गई थी। कैनत चैंपियनशिप की प्रमुख लीग में भाग लेने के लिए, जो SINP MSU द्वारा आयोजित की जाती है।

कंसट क्या है

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मेरी टीम को चैम्पियनशिप में भाग लेने का अनुभव था: पिछले साल हम नियमित लीग में थे। एक तैयार डिजाइनर के बजाय, मूल सेट से मुख्य घटकों को संरक्षित करते हुए, अपना खुद का बनाने का निर्णय लिया गया था, ताकि नियमों का वास्तव में उल्लंघन न हो, लेकिन हमने आयोजकों को सूचित किया। हम दो तरफा छपाई के उपयोग के कारण बोर्ड के आकार को 3 गुना कम करने में कामयाब रहे, इसलिए सैद्धांतिक रूप से हम अमेरिकी चैम्पियनशिप में भाग लेने में सक्षम होंगे, लेकिन होम प्रोडक्शन के कारण बोर्ड ने कुछ रुकावटों के साथ काम किया, जिसने हमें रॉकेट पर लॉन्च करने की अनुमति नहीं दी।

मुख्य सर्किट बोर्ड

हमारा अतिरिक्त मिशन 16x4 पिक्सेल कैमरा और आगे के ओवरले के साथ दृश्यमान रेंज के साथ पृथ्वी को इन्फ्रारेड रेंज में शूट करना था। जैसा कि अभ्यास से पता चला है, परियोजना एक या दूसरे तरीके से बेकार थी, चूंकि पैराशूट छोड़ने के कारण जांच लगातार चल रही थी, एपर्चर गति और शूटिंग की गति में कमी थी, इसलिए सभी वीडियो धुंधले थे।

ऐसे वीडियो का उदाहरण

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हम सब कैसे टूटे इस पर अधिक जानकारी

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यह पुरानी टीम का भी उल्लेख करने योग्य है, जिसने पहले भी एक चैम्पियनशिप में भाग लिया था। पिछले साल उन्होंने प्रमुख लीग में भाग लिया था। मुख्य विशेषता पैराशूट के बजाय एक प्ररित करनेवाला का उपयोग है, लेकिन प्रोग्राम कोड और एक अस्थायी बोर्ड की अनुपलब्धता के कारण, वे भी प्रदर्शन नहीं कर सके।

प्ररित करनेवाला जांच

उनकी कहानी

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इस साल टीम का विलय करने का फैसला किया गया। नतीजतन, मेरी टीम ने एक नियंत्रित वंश के विचार को विकसित करने का फैसला किया, अर्थात् एक रॉकेट में फिट होने वाला क्वाड्रोकॉप्टर बनाया जाएगा।

सृजन की प्रक्रिया

प्रोटोटाइप

इस परियोजना की वास्तविकता की जूरी को समझाने के लिए शीतकालीन सत्र से एक सप्ताह पहले हमने पहला प्रोटोटाइप बनाया। फ्रेम एल्यूमीनियम से बना था, बीम भी। एक उड़ान नियंत्रक के रूप में, मैंने मल्टीविआई का उपयोग किया, इसलिए यह प्रोटोटाइप केवल ऑपरेटर की कमांड पर किरणों को प्रकट कर सकता है, और मैनुअल मोड में उड़ सकता है।

उड़ान वीडियो

जूरी ने परियोजना की सराहना की, हमने पहले स्थान पर कब्जा कर लिया, और अब हम कोडांतरण शुरू कर सकते हैं। वैसे, परीक्षण उड़ान के दौरान प्रस्तुति से ठीक पहले, हमारा इंजन जल गया, हमने इसे एक स्पेयर में बदल दिया। प्रस्तुति के दौरान, इंजन फिर से जल गया। दोनों एक ही गति नियंत्रक से जुड़े थे, हमने अब इसका उपयोग नहीं किया।

दुर्भाग्य से, वित्तपोषण का स्रोत गायब हो गया, यह परीक्षा उत्तीर्ण करने के करीब आया, यहां मैं भाग नहीं ले सका। नतीजतन, परीक्षा उत्तीर्ण करने के बाद, हमने तत्काल वितरण एक्सप्रेस द्वारा आवश्यक भागों का आदेश दिया और कार्बन पाइप, केवलर धागे और एपॉक्सी से लैस होकर, हम फ्रेम और बीम को इकट्ठा करना शुरू कर दिया। सभी दो हफ्तों के दौरान, हमारे पास समय नहीं था, इस विचार ने मुझे नहीं छोड़ा, लेकिन ट्रेन के टिकट खरीदे गए थे, कोई वापसी नहीं हुई थी।

डिबग अंतिम संस्करण

हमें गंभीर उड़ान परीक्षणों के बारे में बात करने की ज़रूरत नहीं थी, हमारे पास केवल एक कामकाजी मॉडल था, इसके नुकसान का मतलब विफलता था।

पहला प्रक्षेपण भवन के अंदर था, यह सफल था, मैनुअल मोड में सड़क पर दूसरा प्रक्षेपण सफल रहा, जीपीएस होल्ड मोड में तीसरा लॉन्च लगभग घातक था। गलत तरीके से ट्यून किए गए मैग्नेटोमीटर के कारण, जांच आज्ञाओं का पालन करना बंद हो गया और निकटतम झील की ओर उड़ गया, क्योंकि छात्रावास की दीवार ने इसे रोक दिया था। हमने 2 बीम और 2 प्रोपेलर खो दिए, फ्रेम बच गया। हमारे पास अतिरिक्त बीम थे, इसलिए कुछ घंटों में प्रदर्शन बहाल हो गया। मैग्नेटोमीटर के लंबे सेटअप के बाद, एक और प्रयास था - प्रक्षेपण सफल रहा।

यह आधार पर वापसी की जांच करने के लिए बना रहा। यह दिन सिर्फ मेरे स्नातक स्तर पर था, लेकिन ऐसा करने के लिए कुछ भी नहीं था, हम मैदान पर गए, घर लौटने की कोशिश की - सफलतापूर्वक। खुशी की कोई सीमा नहीं थी, अगले दिन हम लॉन्च के लिए मास्को गए, लेकिन स्वत: प्रकटीकरण के लिए कोड अभी भी नहीं लिखा गया था, और ऐसा लगता है कि हमने पिछले वर्ष की त्रुटि को दोहराया।

आधार पर परीक्षण वापसी

मैं आपको स्वचालित प्रकटीकरण प्रणाली के बारे में और बताऊंगा।

इसमें एक सर्वो ड्राइव, रस्सी, रबर बैंड, नियंत्रण बोर्ड और फोटोडेटेक्टर शामिल हैं।

जांच एक रॉकेट में डूबी हुई है, यह वहां अंधेरा है, एमके फोटोडेटेक्टर का उपयोग करते हुए, यह ठीक करता है, सिस्टम स्टैंडबाय मोड में जाता है। रॉकेट शुरू होता है, जुदाई, प्रकाश प्रवाह बढ़ता है, सर्वो रस्सी को जारी करता है जो किरणों को धारण करता है (उनकी सामान्य स्थिति रबर बैंड के कारण खुली होती है), किरणें खुली होती हैं, 3 सेकंड के बाद बोर्ड ऑन-बोर्ड उड़ान माइक्रोकंट्रोलर को गति नियंत्रकों तक पहुंच प्रदान करता है, पहले बिंदु पर उड़ान शुरू होती है आगे फ्लाइट होम।

प्रकटीकरण प्रबंधन बोर्ड आईआर कैमरा को भी नियंत्रित करता है। हमने सेंसर से कंप्यूटर में कच्चे डेटा के प्रसंस्करण को स्थानांतरित करने के बाद, आवृत्ति को 18 एफपीएस से बढ़ाकर 30 एफपीएस (डेटा माइक्रोएसडी पर दर्ज किया गया है)

। हमें इंजनों को नियंत्रित करने के लिए कड़ी मेहनत करनी पड़ी: आप केवल एमके और स्पीड नियंत्रकों के बीच कनेक्शन को डिस्कनेक्ट नहीं कर सकते। और फिर बहाल करें - वे शुरू नहीं करेंगे। पहले आपको इनिशियलाइज़ करने के लिए एक सिग्नल देने की ज़रूरत होती है और उसके बाद ही फ्लाइट एमके तक पहुँच दी जाती है। इसलिए, मुझे उड़ान माइक्रोन और प्रबंधक दोनों से नियामकों तक पहुंचने की क्षमता के साथ एक योजना तैयार करनी थी।

हम आसानी से अंतिम चरण के लिए आगे बढ़ें -

शुरूआत

और ऐसा लगता है कि लॉन्च से पहले की रात, सब कुछ तैयार है, हमने बिंदुओं से उड़ान का परीक्षण भी किया, यह वास्तव में उड़ता है, लेकिन किसी ने पूर्ण सिमुलेशन बनाने के बारे में नहीं सोचा। नतीजतन, जिस बस ने हमें लॉन्च क्षेत्र में ले जाया, उससे पता चला कि कोड सही ढंग से काम नहीं कर रहा था; मैंने एक मित्र को मुख्य चक्र पर टिप्पणी करने के लिए आमंत्रित किया जिसमें समस्या की जड़ को निर्धारित करने के लिए सभी अतिरिक्त प्रणालियों का काम शुरू होता है। हमने लॉन्च से पहले शेष समय में त्रुटि को ठीक करने की कोशिश की, आयोजकों से कहा कि हमें आखिरी दें। अंत में, समस्या हल हो गई, लेकिन, जैसा कि यह निकला, मेरे दोस्त ने चक्र पर टिप्पणी करने के बजाय "डिबग" रिटर्न सेट किया, जिसे हटाने के लिए किसी ने भी परेशान नहीं किया।

रॉकेट, जैसा कि हुआ था, अगले दिन केवल 500 मीटर की दूरी पर घोषित किलोमीटर तक जांच को नहीं बढ़ा सकता था, इसलिए हमने हेक्साकॉप्टर पर लॉन्च करने का फैसला किया। रॉकेट में जांच के स्थान का अनुकरण करने के लिए, हमने फोटोडेटेक्टर पर एक टोपी लगाई, और इसका दूसरा छोर एक हेक्साकोप्टर से बंधा हुआ था।

और इसलिए हेक्साकॉप्टर हमारी बोलबाला जांच के साथ बढ़ता है, धीरे-धीरे एक अविभाज्य स्थान में बदल जाता है; जांच प्रति किलोमीटर FPV द्वारा जारी की गई थी, लेकिन कम रिज़ॉल्यूशन के कारण यह स्पष्ट नहीं था कि क्या खुलासा हुआ है, किसी ने यह भी कहा कि यह खुला नहीं था और एक पत्थर के साथ गिर गया (शुरू में इसे दिए गए बिंदुओं पर उड़ना था, और वापस लौटना था शुरू करो, लेकिन 5 मिनट के इंतजार के बाद भी किसी ने उसे नहीं देखा)। बेशक, हम परेशान थे और क्षेत्र में उनके अवशेषों की तलाश करने के लिए गए थे, लेकिन, नवीनतम टेलीमेट्री डेटा को देखते हुए, हमने देखा कि, हालांकि जांच के साथ संबंध समाप्त हो गया था, अंतिम निर्देशांक गाय पार्सिप से पड़ोसी क्षेत्र का संकेत देते हैं। समन्वय के साथ चलते हैं; रास्ते में, एक अन्य टीम ने कहा कि उसने उसे झाड़ियों में बैठे देखा था; खोज शुरू हुई। जैसा कि यह पता चला है, अपने निर्देशांक को जानते हुए भी घास में एक छोटी जांच करना बेहद मुश्किल है।

अंत में, मैंने एक कथित रूप से छुट्टी दे दी बैटरी लगाने के लिए इंजन चालू करने का फैसला किया, फिर मुझे अंतर्निहित वोल्टमीटर को साफ करना पड़ा। योजना ने काम किया, हमने इसे सुरक्षित और ध्वनि पाया, यहां तक कि प्रोपेलर भी पीड़ित नहीं हुए, लम्बी किरणों के लिए धन्यवाद।

हर्षित डेटा संसाधित करने के लिए घर गया, या बल्कि, उनकी अनुपस्थिति, "डिबग" रिटर्न के लिए धन्यवाद।

सच है, हमारे पास फ्लाइट कंट्रोलर के डेटा थे, और उनका विश्लेषण किया। एक प्रक्षेपवक्र, ऊंचाइयों और सिस्टम त्रुटियों का एक ग्राफ मिला।

नीला तीर - इंजनों को चालू करने का क्षण; हरा तीर - घर लौटने के मोड को शामिल करने का क्षण।

हमें हेक्साकॉप्टर से भी एक रिकॉर्ड मिला।

परिणाम यह है कि वह सफलतापूर्वक अलग हो गया, किरणों को जारी किया, इंजनों को चालू किया, एक औंधा स्थिति से बाहर ले जाने में सक्षम था और निकटतम बिंदु पर उड़ान भरी।

फिर बेस स्टेशन के साथ संचार का नुकसान हुआ, यह ठीक वह क्षण है जिसे मैंने ध्यान में नहीं लिया। डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स में, उन्हें बिंदुओं द्वारा उड़ान को बाधित करने और घर पर उड़ान भरने के लिए निर्देश दिया गया था, इसलिए वह उतरना बंद कर दिया और आधार के लिए तैयार हो गया, लेकिन वहाँ था, हमने इंजन को बहुत जल्दी चालू कर दिया, इससे पहले कि हमारे पास जीपीएस को "वार्म अप" करने का समय था, इसलिए उन्हें याद नहीं था कि वे काफी समन्वय करते थे। , मैंने घर के बिंदु को सही ढंग से रिकॉर्ड नहीं किया है (हालांकि यह एक सीधी रेखा पर क्यों निहित है, यह एक सवाल है)। फिर उसने स्वचालित मोड में एक चिकनी लैंडिंग की और इंजन बंद कर दिए।

इतनी सारी गलतियों के बाद, हमें पहले स्थान पर आने की उम्मीद नहीं थी, लेकिन निर्णायक मंडल इस विचार की सराहना करने लगा। इसलिए हमने रूस में चौथी कनासैट चैम्पियनशिप जीती।

पुनश्च

मुझे कैनसेट जांच के नियंत्रित वंश पर एक भी काम करने वाली परियोजना कभी नहीं मिली, शायद हम पहले हैं, यह भी अजीब है, क्योंकि सब कुछ अपेक्षाकृत सरल था।

संदर्भ:

यहाँ आप पिछले साल के कंसैट के बारे में पढ़ सकते हैं।
यदि आप भाग लेना चाहते हैं तो आधिकारिक वेबसाइट,
द फ़र्मवेयर साइट जिसे हमने स्वायत्त उड़ान के लिए उपयोग किया है

अंतभाषण

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