TRANSROC — ретро-модель ракетного телеметрического передатчика

TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC — это миниатюрный многоцелевой передатчик, продаваемый в 1970-х годах в комплекте и предварительно собранном виде компанией Estes Industries для использования с моделями ракет.
TRANSROC имеет три основных режима работы (маяк, микрофон, телеметрия). Режим телеметрии, может быть разбит на несколько подразделов.
TRANSROC передает данные в диапазоне частот Citizen Band 27 МГц и может быть построен в нескольких конфигурациях, каждая из которых предназначена для передачи данных от различных типов датчиков (аудио, скорости вращения, температуры).
В свое время мастер владел базовой моделью, но затем она была утеряна.
Цели этого проекта, воссоздать устройство как можно ближе к оригиналу. В статье разбирается сборка устройства с фотоэлементом, предназначенная для измерения скорости вращения ракеты.
Подробно устройство описано (принцип работы, схема, режимы работы) в статье по этой ссылке.
Ниже можно посмотреть демонстрацию работы устройства в режиме скорости вращения. Звук, который мы слышим, исходит от рации прямо за камерой.
Инструменты и материалы:
-Паяльник с острым наконечником;
-Оловянно-свинцовый припой с канифолью;-Водорастворимый флюс;-Оплетка для распайки;-Узкие плоскогубцы;-Ключи шестигранники-Супер-клей;-Метчик;-3D-принтер;
-Аналоговый вольтметр или осциллограф;
Также понадобятся механические и электронные детали для сборки передатчика. Большинство из них все еще доступны в продаже, но некоторые нужно сделать самому.
-Конденсаторы керамические 0,01 мкФ — 2 шт;
-Конденсатор, тантал 3,3 мкФ;
-Конденсатор керамический 33 пФ;-Конденсаторы керамические 470 пФ — 4 шт;-Диоды 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;
-Транзисторы, 2N5172 NPN — 3 шт;-Транзистор, 2N6027;-Батарея типа A23;-Фотоэлемент CdS №5549;
-Проволока 30 и 24 калибра (таблицу сечения проводов можно посмотреть здесь);
-Латунная полоса;
-Трубка пластиковая;
-Кристалл, канал 14 (27,125 МГц) или канал / частота по выбору, корпус HC-25 / U (Кристаллы 27 МГц сложно найти, и единственное место, где мастер их нашел, — eBay.);
Шаг первый: печатная плата
Печатная плата — это первое, что понадобится. Ее можно купить, а можно сделать самому. Проще всего заказать на специализированном сайте.
Архив с файлами для заказа платы можно скачать здесь.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг второй: 3D-печать
Держатель батареи и три детали крепления напечатаны на 3D-принтере. Детали были напечатаны с помощью черной нити PLA +. Сопло 0,4 мм использовалось при высоте слоя 0,12 мм. После того, как детали напечатаны, проверьте соответствие всех деталей и при необходимости обрежьте / очистите детали.
Файлы для печати деталей можно скачать ниже.
Battery_Holder-Main.stl
Bottom_Mount-Main.stlTop_Mount-Main_v2.stlThumb_Mount-Part1_v2.stl
Thumb_Mount-Part2_v2.stl
После печати плоскогубцами нужно удалить поддерживающий материал с верхнего и нижнего крепления.
Две части Thumb_Mount нужно склеить, совместив пазы в обеих частях.
Проверьте, установку печатной плату в верхнее и нижнее крепление. Плата должна очень плотно входить в верхнее и нижнее крепление.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг третий: подготовка сердечников катушек
Оригинальный комплект TRANSROC поставлялся с двумя катушками, закрепленными на плате. Причем катушки были уже намотаны и припаяны. Для современной версии катушки нужно делать самостоятельно.
Поскольку оригинальные катушки были предварительно намотаны, нужно было определить, какой размер провода следует использовать. Для этого мастером были сняты мерки с фотографий и соответственно масштабированы размеры. В результате подошла проволока калибра 30.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаКатушки имеют разный диаметр. Для большой катушки мастер использует трубку диаметром 9/32 дюйма (7,1 мм) и длиной 19 мм. Для малой катушки диаметр трубки 7/32 дюйма (5,5 мм), длина 16 мм.
В трубках нужно нарезать резьбу под шпильки.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаТеперь нужно вставить сердечники в отверстия в плате. Сердечники выступают с обеих сторон платы согласно размерам на картинке. Для фиксации используется суперклей.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг четвертый: намотка катушек
Намотка катушек — самая сложная часть этого проекта. Нужно быть осторожны, чтобы не перекручивать провод.
Для намотки используется провод 30 калибра. На фото ниже указаны условные номера контактов.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаНамотка верхней части большой катушки
Отрежьте кусок проволоки длиной 40 дюймов (101,6 см) для большой катушки. Зачистите 3 мм изоляции на отметке 9 дюймов (22,8 см). Пропустите провод вниз через отверстие # 1 , так что бы девять дюймов проволоки были внизу. Припаяйте провод к отверстию №1.
Намотайте 22 полных оборота плюс еще 1/3 оборота против часовой стрелки в верхней части катушки. Делайте 3–4 витка за раз, плотно прижимая витки друг к другу. Закрепите оставшуюся проволоку вдоль выступа на конце платы. Пока не продевайте проволоку через последнее отверстие. Нанесите клей вдоль катушки, чтобы закрепить обмотку на месте. Дайте клею высохнуть.
Теперь проденьте свободный конец проволоки вверх через отверстие # 3. Соскоблите изоляцию ножом и припаяйте его.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаНамотка нижней части большой катушки
Оберните проволоку длиной 9 дюймов против часовой стрелки вокруг нижней части сердечника. Намотайте четыре полных оборота + 1/4 оборота и протяните проволоку вверх через отверстие №4.
Зачистите изоляцию с провода возле отверстия №4 и припаяйте. Пропустите свободный конец через отверстие №5 и отрежьте 1/8 дюйма (3,1 мм). Снова снимите изоляцию с провода и припаяйте его к отверстию №5.
Проверьте целостность паяных соединений обеих катушек.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаНамотка маленькой катушки
Для меньшей катушки нужно будет сделать две отдельные обмотки. Обе обмотки намотаны на верхнюю сторону платы. Отрежьте не менее 20 дюймов (50,8 см) провода для внутренней обмотки и 15 дюймов (38,1 мм) для внешней. Следуя описанной выше процедуре, сначала намотайте внутреннюю катушку, затем внешнюю катушку.
Протяните 20″ провод вниз через отверстие # 6. Припаяйте.
Намотайте 12 ¾ оборотов по часовой стрелке. Оберните свободный конец вокруг платы и зафиксируйте клеем витки. Свободный конец протяните вниз через отверстие # 7 и припаяйте.
Дальше вставьте конец 15-дюймового провода в отверстие № 8 и припаяйте.
Сделайте 4 ¼ оборота против часовой стрелки, зафиксируйте обмотки клеем, припаяйте конец к контакту№ 9.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг пятый: батарейный отсек
В комплект TRANSROC входили контакты для батареек, определенной формы. Мастер сгибает контакты из латунной полоски. Схема сгибания полосы прилагается.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаМожно распечатать приведенный ниже PDF-файл в качестве шаблона.
Battery_Clip_Template.pdf
Теперь нужно собрать батарейный отсек. Сначала нужно припаять красный и черный провода к соответствующим клеммам. Обязательно правильно сориентируйте провода, как показано на фотографиях. Затем установите клеммы в детали батарейного отсека, соберите его и зафиксируйте клеем.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг шестой: батарея
«Настоящие» батарейки 504 больше не продаются. На Amazon есть типовые батареи 504, но они круглые, тогда как оригиналы были квадратными с закругленными углами. Поскольку это ретро-проект, нужно, чтобы батарея выглядела как настоящая. Можно использовать батарею 504, но она будет выглядеть неправильно, и, кроме того, они стоят от 10 до 12 долларов за штуку.
Оптимальный вариант для питания ТРАНСРОК — аккумулятор А23 (12 вольт). A23 намного дешевле и на три грамма легче.
Распечатайте два файла STL для A23 :
Battery_Carrier-A23_v2-Cover.stlBattery_Carrier-A23_v2-Main.stl
В отверстие по углам вклеиваются штифты из проволоки. При этом крышка должна плотно прилегать.
Батарея A23 помещается в держатель так, чтобы положительный контакт проходил через большее отверстие на конце держателя. С другой стороны вкручивается винт.
Теперь можно протестировать новую батарею вставив ее в аккумуляторный отсек.
Наконец нужно распечатать этикетку Battery Wrapper v2.pdf на цветном принтере и приклеить к корпусу.
Теперь у нас есть «настоящая» батарея Eveready Union Carbide 504.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг седьмой: монтаж платы — модулятор
Порядок сборки немного отличается от оригинального руководства, чтобы можно было проверить секцию модулятора перед переходом к остальным частям. При монтаже нужно использовать паяльник с тонким наконечником.
Только два компонента отличают режим «скорости вращения, от режима «поиска ракеты (маяка)», R5 и C7.
Режим поиска: R5 (резистор 270 кОм), C7 (конденсатор 3,3 мкФ)
Режим скорости: R5 (фотоэлемент CdS), C7 (конденсатор 0,047 мкФ)
В то время как компоненты с фиксированным значением режима поиска ракеты обеспечивают стабильный импульс примерно каждые 600 мс, изменяющийся свет, попадающий на фотоэлемент, модулирует высоту тона, который затем может быть использован для измерения скорости вращения ракеты.
Хотя этот проект собирается в режиме скорости вращения, можно собрать его в любой конфигурации.
Более подробное обсуждение различных режимов можно найти в отдельных руководствах по телеметрии на Transroc.org.
Для сборки схемы модулятора припаиваем:
диод D5,D3, D2, D1, D4 правильно сориентировав,
резистор R4 (100К), R1 (270К), R7 (10К), R2 (270К),R3 (10К), R6 (150 кОм)
конденсаторы C10 и C6 (470pf), С4 (470пф)
транзисторы Q1 2N6027, Q3 2N5172.
Устанавливает перемычки J3 и J1.
Далее нужно выбрать режим.
Для режима скорости вращения на ножки фотоэлемента нужно надеть изоляцию и припаять концы к отверстиям, отмеченным для R5. Конденсатор 0,047 мкФ припаиваем к C7.
Для режима поиска припаиваем резистор 270k к R5, а конденсатор 3,3 мкФ к C7.
Припаиваем временную батарею к контактам (+) и (-) .
Теперь нужно промыть плату изопропиловым спиртом.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг восьмой: тестирование модулятора
Идея тестирования модулятора на этом этапе состоит в том, чтобы предотвратить любые проблемы, связанные с вмешательством радиочастотной секции в работу модулятора. Мастер проверяет работу модулятора с помощью осциллографа.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаНа первом фото форма волны характерная для режима поиска, на втором, для режима вращения.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг девятый: радиочастотная часть
Модулятор проверим и мастер приступает к монтажу второй части схемы. Припаивает:
транзисторы Q5 2N5172, Q4 2N5138, Q6 2N5172
резисторы R9 (56 Ом), R8 (33К)
конденсаторы C2 (0,01 мкФ), С1 (470пФ), С5 (33пФ), C3 (0,01 мкФ).
Припаивает кристалл X1.
Устанавливает антенный провод в отверстие с маркировкой AE1.
Протирает плату спиртом.
Вкручивает в сердечники катушек шпильки.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг десятый: окончательная сборка и тестирование
Дальше, убедившись, что TRANSROC работает, отпаивает тестовые провода от (+) и (-). Устанавливает печатную плату в верхнее и нижнее крепление.
Отрезает красный и черный провода от батарейного отсека до нужной длины и припаивает концы провода к отверстиям (+) и (-).
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаТеперь нужно настроить устройство.
Включите рацию и установите средний уровень громкости. Установите аккумулятор в устройство, соблюдая полярность. Вы должны услышать тональный сигнал, который меняется по высоте в зависимости от того, сколько света попадает на фотоэлемент.
Настройка катушки осциллятора (малой)
Медленно поверните шпильку против часовой стрелки, пока звук полностью не прекратится. Поверните шпильку примерно на 1 1/2 оборота по часовой стрелке.
Настройка антенной (большой) катушки
Настройка антенной катушки немного сложнее. Это связано с тем, насколько хорошо антенна «согласована» с прибором, от окружающей среды и т.д.
Включите рацию («радио») и установите громкость на такой уровень, чтобы можно было хорошо ее слышать.
Сверните антенну и оберните рацию сначала тканью (для изоляции), а затем алюминиевой фольгой. Установите радиоприемник в нескольких десятках сантиметров от прибора.
Подвесьте TRANSROC на веревке, прикрепленной к свободному концу антенны. Это поможет изолировать устройство от окружающей среды.
Установите аккумулятор. Не должно быть слышно никаких сигналов по радио. В противном случае оберните радио алюминиевой фольгой. Если звука нет, медленно разверните фольгу, пока звук снова не будет слышен.
Держа руку как можно дальше от антенной катушки поворачивайте шпильку против часовой стрелки, пока звук на радио не станет сильным. Если сила тона большая, добавьте больше фольги вокруг радио.
Чередуя вращение шпильки с добавлением и удалением алюминиевой фольги, можно получить самый сильный сигнал от вашего прибора.
Вышеупомянутая процедура называется «стендовой настройкой» и является вполне допустимой процедурой. Однако, после того, как TRANSROC будет помещен в модельную ракету, может потребоваться «перенастроить» антенную катушку для получения максимального сигнала. Процедура такая же, но вместо фольги можно привлечь другого человека. Он должен разместиться между радио и устройством. Отходя или подходя к устройству, выполняется процедура аналогичная заворачиванию/разворачиванию фольги.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаШаг одиннадцатый: заключение
На этом этапе у нас должен быть полностью рабочий TRANSROC, остается только запустить его и проанализировать данные.
Когда TRANSROC впервые появился в начале 1970-х, технологии были далеко не такими продвинутыми, как сегодня. Для сбора и анализа данных пришлось бы тащить магнитофон к месту запуска, чтобы записать звук из динамика рации. Затем звуки «переводились» на бумажный носитель и измерялось расстояние между пиками чтобы увидеть, с какой скоростью ракета вращалась (режим скорости вращения), или определить температуру.
Сегодня можно легко записать выходной сигнал рации, используя функцию записи смартфона. На этом этапе у нас будет цифровая копия телеметрии. Дальше нужно перенести аудиофайл на ноутбук, а затем открыть его с помощью такого инструмента, как Audacity. Ну а дальше так же провести аналогичные «измерения» пиков и спадов, чтобы определить скорость вращения и температуру. Можно даже пойти дальше и написать свою собственную компьютерную программу, специально анализирующую тип данных, поступающих от TRANSROC.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаTRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчикаВсе готово.
TRANSROC- ретро-модель ракетного телеметрического передатчика Все файлы, использованные для создания этого проекта, включая исходные файлы KiCad, можно найти на GitHub по адресу: https://github.com/d5aa962e/Transroc

Умные часы Smart Watch V8 + Power Bank и наушники в подарок
8 часов назад
Съемная тонировка нового поколения - Каркасные шторки TROKOT
9 часов назад

Популярнейший Костюм Горка среди туристов и рыбаков
9 часов назад
Уникальное приспособление для приготовления из филе рыбы, индейки и курицы: Домашняя ветчинница Деликатес
6 часов назад

Популярнейший Костюм Горка среди туристов и рыбаков
9 часов назад
Эффективное средство для борьбы с алкогольной зависимостью
9 часов назад

Читайте также