SOR (System Odzysku Rakiety)
System odzysku rakiety ma na celu wyrzucenie spadochronu po osiągnięciu przez rakietę pułapu lotu. Systemy te możemy podzielić na 2 grupy:• mechaniczne
• elektroniczne
Mechaniczne
Są to systemy, w których zasadniczą rolę odgrywa silnik. Po stronie zatyczki umieszczona jest mieszanka opóźniająca oraz mieszanka miotająca. Po zakończeniu pracy silnika, zapala się opóźniacz, a po chwili odpala się mieszanka miotająca, która wyrzuca spadochron. Taka metoda wykorzystywana jest zazwyczaj w silnikach fabrycznych.
Mechanicznym systemem jest także kołnierz oporowy. Jest to okrąg wykonany ze sklejki, tektury itp., zamocowany na silniku przy dyszy. W jego działaniu wykorzystane jest zjawisko oporu. Powietrze, napierające na pierścień, wypycha go wraz z silnikiem z korpusu rakiety.
System raczej wadliwy i trudny w dopracowaniu. Przeznaczony głównie do modelów o małej wielkość.
Elektroniczne
Elektroniczne SOR'y podzielić można na 3 grupy:
• reagujące na pole magnetyczne Ziemi (przyszły z Niemiec - Denta-Mag, w Polsce UWS1, UWS2, UWS3 i UUWS4 opracowane przez Jaskiniowca) - oparte na scalaku KMZ
• timery z bezwładnikiem (zazwyczaj rtęciowym) - układy czasowe
• ciśnieniowe - reagujące na ciśnienie atmosferyczne
W dzisiejszych czasach nie stosuje się już prawie systemów mechanicznych. Najczęściej wykorzystywane są układy oparte na KMZ'cie. Najlepiej te układy opracował Jaskiniowiec z Forum.
UUWS4 (Uniwersalny Układ Wyzwalania Spadochronu 4)
Układ posiadający wyjścia na dwa zapalniki. Pierwszy odpala spadochron "pilot", a drugi- główny spadochron. Układ do bardziej zaawansowanych i większych modeli.
Pełna dokumentacja i szczegóły budowy:
• Dokumentacja Do UUWS4
• Załącznik nr. I
• Załącznik nr. II
Sytem latany już wielokrotnie (między innymi przez Ksarda) i spisuje się znakomicie.
UWS (Układ Wyzwalania Spadochronu)
Prostszy układ także opracowany przez Jaskiniowca. Nadaje się chyba do każdego rodzaju rakiety, a wykonanie go wcale nie jest takie trudne.
UWS1 (Układ Wyzwalania Spadochronu 1)
Nie opisuję go tutaj ponieważ jest to najstarsza wersja UWS, posiadająca parę "wad". Istotną zaletą jest resetowalny KMZ51 choć jego cena jest dość wysoka. Jednak tego scalaka posiada także UWS2 zatem nie widzę sensu aby wykonywać starą wersję, gdy mamy już nową. Opis tego układu zamieszczony jest na oddzielnej stronie UWS1.
Najnowszy UWS3, różni od UWS1/2 głównie KMZ'em (czyli ceną - ten kosztuje ok 4zł a stary ok 30zł (cena jednostkowa)).
O różnicach UWS1-UWS2-UWS3 (Jaskiniowiec z Niebolotów):
UWS2
Układ UWS jest już trochę znany i latany często, ale okazało się, że tranzystor sterujący jest bardzo wrażliwy na chwilowe choćby spięcia przewodów zapalnika. Dlatego pokombinowałem, i powstał układ UWS2 (Układ Wyzwalania Spadochronu - wersja druga). W czym rzecz:
W UWS1 zastosowanie takiego a nie innego tranzystora było podyktowane koniecznością wysterowania go niskim napięciem. Po włączeniu tranzystora zaczynał płynąć prąd zapalnika i spadało napięcie na baterii, jeśli zapalnik pobierał duży prąd. Aby nie doszło do wyłączenia się tranzystora, musiał być wysterowany niskim napięciem. Ale można inaczej. Jako element włączający (wykonawczy) w UWS2 zastosowałem tyrystor. Dlaczego? Głównie za sprawą jego cechy - jak się go raz włączy, to dopóki płynie przez niego prąd, może nie być już napięcia podanego na bramkę. Uniezależnia to obwód zapalnika od ewentualnych zakłóceń na pozostałej części elektroniki spowodowanych spadkiem napięcia. Dodatkowo, aby wyłączyć tyrystor wystarczy milisekundowa przerwa w przepływie prądu. Każdy zapalnik w pierwszym momencie od odpalenia przerywa swój obwód, a więc wyłącza tyrystor. Powinno to zmniejszyć awaryjność tyrystora.
Schemat UWS2
Jak widać główna część elektroniki jest właściwie bez zmian w stosunku do UWS1. Po przechyleniu płytki o określony kąt, pojawia się na wyjściu stan wysoki (Uz -1,5V). Ten skok (impuls) jest podawany przez kondensator na bramkę tyrystora i włącza go. Prąd płynie przez tyrystor do czasu przepalenia się żarnika zapalnika. Występujące na wyjściu układu scalonego wysokie napięcie nie włączy już tyrystora, gdyż obwód z kondensatorem nie puszcza napięcia stałego, a jedynie impuls. Dioda podpięta do bramki tyrystora służy do zabezpieczenia jej, gdy włączy się układ z naładowanym kondensatorem przy niskim napięciu na wyjściu scalaka. Bramka jest wtedy polaryzowana napięciem wstecznym o wartości grożącej uszkodzeniem bramki, Dioda zabezpiecza, puszczając prąd rozładowania. Pewną nowością jest też zastosowanie jednej, podwójnej diody LED (zielono-czerwona) oraz zastosowanie tranzystora w układzie wtórnika emiterowego. Zastosowanie tranzystora powoduje, że prąd testu płynący przez zapalnik jest znikomy (rzędu mikroamperów) a jednocześnie można sobie pozwolić na maksymalny prąd diody LED, co powoduje większą jej jasność. Płytka z elementami wygląda tak:
A płytka od strony druku tak:
Plan płytki (widok od strony druku):
a płytka do naświetlania bądź termotransferu jest tu:
Należy to wydrukować w rozdzielczości 300dpi. Minimalne rozmiary płytki to 24/44mm. Póki co działają mi wszystkie 3 egzemplarze. Wysterowanie tyrystora ma miejsce nawet przy bardzo wolnym przechylaniu płytki. Co do zastosowanego tyrystora, to można oczywiście zastosować inny, choć pewnie zmieni się układ płytki. Zastosowany Tyrystor jest dziełem przypadku, po prostu udało mi się kupić te tyrystory bardzo tanio na Allegro. Dopuszczalny prąd tego tyrystora to 4,5A, więc nie tak mało. Przy zastosowaniu innego tyrystora oprócz tego, że ma mieć spory prąd, ważne jest, by wymagany do włączenia prąd bramki nie był raczej większy niż 20mA. Jak to się sprawdzi w lotach, mam nadzieję że czas pokaże.
UWS3
Jako że układ z tyrystorem typu UWS2 zadziałał w locie, powstał kolejny klon tego układu, a mianowicie UWS3. Jakie różnice? Widać to po schemacie:
Schemat UWS3
Podstawowa różnica to zastosowanie czujnika KMZ10B. Jest on sporo tańszy, łatwiej dostępny i latany, choćby u pomorzan. nika w związku z tym układ resetu, ale zastąpienie KMZ51 układem KMZ10 wymusza więcej zmian. Pierwsze, to zasilanie KMZ10 od razu z baterii. Dopuszczalne napięcie zasilania to 12V, tak więc spoko. Druga zmiana, to dzielnik napięcia na drugim wzmacniaczu operacyjnym i układ dodatniego sprzężenia zwrotnego. Całość drugiego WO jest w sumie typowym przerzutnikiem Schmidta, ale zastosowane wartości oporników powodują, że pętla histerezy jest tak duża, że układ działa w sumie jako zatrzask. I o to chodziło. Teraz, po zmianie kierunku następuje w pewnym momencie gwałtowny, skokowy wzrost napięcia na wyjściu i układ zatrzaskuje się w tej pozycji. Chcąc znów uzyskać niskie napięcie, trzeba całość elektroniki zresetować poprzez chwilowe wyłączenie napięcia. Taki układ powinien zapewnić dużą odporność na gwałtowne zmiany kierunku po wyzwoleniu spadochronu na pułapie. Tym samym wzrasta stopień zabezpieczenia tyrystora. Człon zapalnika, testujący jest identyczny z UWS2, więc nie będę się rozpisywał. Różnicą w stosunku do UWS2 jest zastosowanie elementów SMD. Teraz fotki:
Teraz schemat płytki. Jest ona w rozdzielczości od razu do druku i jest obrócona stronami, by uzyskać prawidłowy wydruk czy to na folii do naświetlania, czy to na laserówce do termodruku:
Rozmieszczenie elementów (widok od strony druku):
Patrząc na zdjęcia płytki, to niebieska podkówka w stronę głowicy, a tyrystor i przykręcanie zapalnika ma być w stronę dyszy, czyli w dół. Przekłada się to na fakt, że nóżki KMZ10 mają być w dół.
Niestety jak się ma namagnesowany śrubokręt, to można niechcący przemagnesować KMZta wtedy trzeba go zresetować. Robi się to magnesem stałym, najlepiej neodymowym (niestety KMZ10 nie ma układu resetu, jak np KMZ51). Jedziesz magnesem stałym z dołu do góry i znów bawisz się regulacją na podkówce. Jak nie pomaga, to zmieniasz biegun magnesu i znów z dołu do góry.
Układ UWS jest już trochę znany i latany często, ale okazało się, że tranzystor sterujący jest bardzo wrażliwy na chwilowe choćby spięcia przewodów zapalnika. Dlatego pokombinowałem, i powstał układ UWS2 (Układ Wyzwalania Spadochronu - wersja druga). W czym rzecz:
W UWS1 zastosowanie takiego a nie innego tranzystora było podyktowane koniecznością wysterowania go niskim napięciem. Po włączeniu tranzystora zaczynał płynąć prąd zapalnika i spadało napięcie na baterii, jeśli zapalnik pobierał duży prąd. Aby nie doszło do wyłączenia się tranzystora, musiał być wysterowany niskim napięciem. Ale można inaczej. Jako element włączający (wykonawczy) w UWS2 zastosowałem tyrystor. Dlaczego? Głównie za sprawą jego cechy - jak się go raz włączy, to dopóki płynie przez niego prąd, może nie być już napięcia podanego na bramkę. Uniezależnia to obwód zapalnika od ewentualnych zakłóceń na pozostałej części elektroniki spowodowanych spadkiem napięcia. Dodatkowo, aby wyłączyć tyrystor wystarczy milisekundowa przerwa w przepływie prądu. Każdy zapalnik w pierwszym momencie od odpalenia przerywa swój obwód, a więc wyłącza tyrystor. Powinno to zmniejszyć awaryjność tyrystora.
Schemat UWS2
Jak widać główna część elektroniki jest właściwie bez zmian w stosunku do UWS1. Po przechyleniu płytki o określony kąt, pojawia się na wyjściu stan wysoki (Uz -1,5V). Ten skok (impuls) jest podawany przez kondensator na bramkę tyrystora i włącza go. Prąd płynie przez tyrystor do czasu przepalenia się żarnika zapalnika. Występujące na wyjściu układu scalonego wysokie napięcie nie włączy już tyrystora, gdyż obwód z kondensatorem nie puszcza napięcia stałego, a jedynie impuls. Dioda podpięta do bramki tyrystora służy do zabezpieczenia jej, gdy włączy się układ z naładowanym kondensatorem przy niskim napięciu na wyjściu scalaka. Bramka jest wtedy polaryzowana napięciem wstecznym o wartości grożącej uszkodzeniem bramki, Dioda zabezpiecza, puszczając prąd rozładowania. Pewną nowością jest też zastosowanie jednej, podwójnej diody LED (zielono-czerwona) oraz zastosowanie tranzystora w układzie wtórnika emiterowego. Zastosowanie tranzystora powoduje, że prąd testu płynący przez zapalnik jest znikomy (rzędu mikroamperów) a jednocześnie można sobie pozwolić na maksymalny prąd diody LED, co powoduje większą jej jasność. Płytka z elementami wygląda tak:
A płytka od strony druku tak:
Plan płytki (widok od strony druku):
a płytka do naświetlania bądź termotransferu jest tu:
Należy to wydrukować w rozdzielczości 300dpi. Minimalne rozmiary płytki to 24/44mm. Póki co działają mi wszystkie 3 egzemplarze. Wysterowanie tyrystora ma miejsce nawet przy bardzo wolnym przechylaniu płytki. Co do zastosowanego tyrystora, to można oczywiście zastosować inny, choć pewnie zmieni się układ płytki. Zastosowany Tyrystor jest dziełem przypadku, po prostu udało mi się kupić te tyrystory bardzo tanio na Allegro. Dopuszczalny prąd tego tyrystora to 4,5A, więc nie tak mało. Przy zastosowaniu innego tyrystora oprócz tego, że ma mieć spory prąd, ważne jest, by wymagany do włączenia prąd bramki nie był raczej większy niż 20mA. Jak to się sprawdzi w lotach, mam nadzieję że czas pokaże.
UWS3
Jako że układ z tyrystorem typu UWS2 zadziałał w locie, powstał kolejny klon tego układu, a mianowicie UWS3. Jakie różnice? Widać to po schemacie:
Schemat UWS3
Podstawowa różnica to zastosowanie czujnika KMZ10B. Jest on sporo tańszy, łatwiej dostępny i latany, choćby u pomorzan. nika w związku z tym układ resetu, ale zastąpienie KMZ51 układem KMZ10 wymusza więcej zmian. Pierwsze, to zasilanie KMZ10 od razu z baterii. Dopuszczalne napięcie zasilania to 12V, tak więc spoko. Druga zmiana, to dzielnik napięcia na drugim wzmacniaczu operacyjnym i układ dodatniego sprzężenia zwrotnego. Całość drugiego WO jest w sumie typowym przerzutnikiem Schmidta, ale zastosowane wartości oporników powodują, że pętla histerezy jest tak duża, że układ działa w sumie jako zatrzask. I o to chodziło. Teraz, po zmianie kierunku następuje w pewnym momencie gwałtowny, skokowy wzrost napięcia na wyjściu i układ zatrzaskuje się w tej pozycji. Chcąc znów uzyskać niskie napięcie, trzeba całość elektroniki zresetować poprzez chwilowe wyłączenie napięcia. Taki układ powinien zapewnić dużą odporność na gwałtowne zmiany kierunku po wyzwoleniu spadochronu na pułapie. Tym samym wzrasta stopień zabezpieczenia tyrystora. Człon zapalnika, testujący jest identyczny z UWS2, więc nie będę się rozpisywał. Różnicą w stosunku do UWS2 jest zastosowanie elementów SMD. Teraz fotki:
Teraz schemat płytki. Jest ona w rozdzielczości od razu do druku i jest obrócona stronami, by uzyskać prawidłowy wydruk czy to na folii do naświetlania, czy to na laserówce do termodruku:
Rozmieszczenie elementów (widok od strony druku):
Patrząc na zdjęcia płytki, to niebieska podkówka w stronę głowicy, a tyrystor i przykręcanie zapalnika ma być w stronę dyszy, czyli w dół. Przekłada się to na fakt, że nóżki KMZ10 mają być w dół.
Niestety jak się ma namagnesowany śrubokręt, to można niechcący przemagnesować KMZta wtedy trzeba go zresetować. Robi się to magnesem stałym, najlepiej neodymowym (niestety KMZ10 nie ma układu resetu, jak np KMZ51). Jedziesz magnesem stałym z dołu do góry i znów bawisz się regulacją na podkówce. Jak nie pomaga, to zmieniasz biegun magnesu i znów z dołu do góry.
Timer
Jest to układ współpracujący zazwyczaj z bezwładnikiem (rtęciowym). Gdy silnik przestaje pracować, układ się załącza właśnie dzięki bezwładnikowi, ale aby spadochron nie został od razu wyzwolony (rakieta jeszcze leci i mogłaby się w niego zaplątać) stosuje się timer (opóźniacz elektroniczny).
Niektóre timery ustawia się na pewien czas i włącza tuż przed startem. Wyzwalają spadochron po odliczonym czasie (działają bez udziału bezwładnika).
Najprostszy układ opracował Jaskiniowiec (zaczerpnięte z Niebolotów):
Dość często spotykam się z tekstami typu: "tajmer byłby dobry, ale nie znam się na elektronice", lub też realizację tajmera ograniczają koszty. Dlatego wykonałem wersję testową i sprawdziłem w działaniu tajmer DLA TOTALNYCH, ELEKTRONICZNYCH LAMERÓW. Osobiście mam wrażenie, że prościej chyba już się nie da.
A teraz schemacik:
I opis: Kondensator elektrolityczny ładuje się poprzez opornik 3,9 k i podkówkę 10 k umożliwiającą regulację czasu opóźnienia. Po naładowaniu się do wartości napięcia około 3,5 - 4 V poprzez diodę elektroluminescensyjną (niebieską !) płynie prąd do bazy tranzystora BD649 i tranzystor ulega włączeniu puszczając prąd przez zapalnik. Na starcie musi być pomiędzy końcówkami A i B przełącznik lub cienki drucik tak, aby przed startem obie końcówki były w zwarciu. Wtedy prąd z oporników płynie do masy i kondensator (który jest wtedy po prostu zwarty) nie ulega ładowaniu. Podczas startu następuje zerwanie tego cienkiego drucika, bądź też rozwarcie przełącznika i kondensator zaczyna się ładować. Czas opóźnienia możemy regulować podkówką 10 k w wartościach (wyniki testu) 2 - 8,5 sekundy. W razie potrzeby krótszych czasów, dajemy zamiast opornika 3,9 k opornik 1 k. W razie potrzeby dłuższych czasów, dajemy zamiast kondensatora 470 mikrofarad, kondensator 1000 lub nawet 2200 mikrofarad. Czas dla kondensatora 1000 mikrofarad rośnie do 17,5 sekundy. Czas opóźnienia jest zależny również od zastosowanej diody LED1 oraz napięcia zasilającego.
Podany układ ma pewną niedogodność, polegającą na tym, że podczas włączania zasilania nie wiadomo, czy na pewno ten cienki drucik (lub przełącznik) ma połączenie. Dlatego proponuję mimo wszystko odżałować jeszcze to 1,50 zł i dodać układ testu.
Wygląda to wtedy tak:
Jest to w sumie ten sam układ co wcześniej, dodano tylko opornik 1 k z diodą LED2 (czerwoną!) oraz wyłącznik P1 w obwodzie zapalnika. Zamiast tego wyłącznika mogą to być po prostu dwa przewody które skręcamy ze sobą. Dioda LED2 powinna być poprzez otworek wpuszczona w korpus rakiety, aby było ją widać. Przed startem robimy tak: przerywamy przełącznikiem P1 obwód zapalnika, włączamy baterię. Możemy teraz testować zarówno opóźnienie jak i prawidłowość spięcia końcówek A i B. W sytuacji prawidłowego spięcia końcówek A i B, dioda LED2 nie świeci. Czekamy chwilkę, i dopiero gdy dioda dalej nie świeci, włączamy zapalnik (przełącznikiem P1 lub skręcając ze sobą 2 kabelki). Oddalamy się i odpalamy rakietę.
Układ nie wymaga nawet płytki drukowanej. Można to zrobić na "pajączka" lub (lepiej) montując to na drucikach po zamontowaniu elementów na jakiejś twardej tekturce, cienkiej sklejce itp. Koszt elementów to około 5 - 7 zł.
Zamiast opornika 1 k i diody LED2, można dać małą żaróweczkę. Ale diodę chyba łatwiej umieścić w korpusie modelu, jest po prostu mniejsza.
A teraz schemacik:
I opis: Kondensator elektrolityczny ładuje się poprzez opornik 3,9 k i podkówkę 10 k umożliwiającą regulację czasu opóźnienia. Po naładowaniu się do wartości napięcia około 3,5 - 4 V poprzez diodę elektroluminescensyjną (niebieską !) płynie prąd do bazy tranzystora BD649 i tranzystor ulega włączeniu puszczając prąd przez zapalnik. Na starcie musi być pomiędzy końcówkami A i B przełącznik lub cienki drucik tak, aby przed startem obie końcówki były w zwarciu. Wtedy prąd z oporników płynie do masy i kondensator (który jest wtedy po prostu zwarty) nie ulega ładowaniu. Podczas startu następuje zerwanie tego cienkiego drucika, bądź też rozwarcie przełącznika i kondensator zaczyna się ładować. Czas opóźnienia możemy regulować podkówką 10 k w wartościach (wyniki testu) 2 - 8,5 sekundy. W razie potrzeby krótszych czasów, dajemy zamiast opornika 3,9 k opornik 1 k. W razie potrzeby dłuższych czasów, dajemy zamiast kondensatora 470 mikrofarad, kondensator 1000 lub nawet 2200 mikrofarad. Czas dla kondensatora 1000 mikrofarad rośnie do 17,5 sekundy. Czas opóźnienia jest zależny również od zastosowanej diody LED1 oraz napięcia zasilającego.
Podany układ ma pewną niedogodność, polegającą na tym, że podczas włączania zasilania nie wiadomo, czy na pewno ten cienki drucik (lub przełącznik) ma połączenie. Dlatego proponuję mimo wszystko odżałować jeszcze to 1,50 zł i dodać układ testu.
Wygląda to wtedy tak:
Jest to w sumie ten sam układ co wcześniej, dodano tylko opornik 1 k z diodą LED2 (czerwoną!) oraz wyłącznik P1 w obwodzie zapalnika. Zamiast tego wyłącznika mogą to być po prostu dwa przewody które skręcamy ze sobą. Dioda LED2 powinna być poprzez otworek wpuszczona w korpus rakiety, aby było ją widać. Przed startem robimy tak: przerywamy przełącznikiem P1 obwód zapalnika, włączamy baterię. Możemy teraz testować zarówno opóźnienie jak i prawidłowość spięcia końcówek A i B. W sytuacji prawidłowego spięcia końcówek A i B, dioda LED2 nie świeci. Czekamy chwilkę, i dopiero gdy dioda dalej nie świeci, włączamy zapalnik (przełącznikiem P1 lub skręcając ze sobą 2 kabelki). Oddalamy się i odpalamy rakietę.
Układ nie wymaga nawet płytki drukowanej. Można to zrobić na "pajączka" lub (lepiej) montując to na drucikach po zamontowaniu elementów na jakiejś twardej tekturce, cienkiej sklejce itp. Koszt elementów to około 5 - 7 zł.
Zamiast opornika 1 k i diody LED2, można dać małą żaróweczkę. Ale diodę chyba łatwiej umieścić w korpusie modelu, jest po prostu mniejsza.
Schemat timera pracującego wraz z bezwładnikiem:
Sposób wykonywania płytki PCB (sposobem termodruku) jest bardzo prosty. Po nadbraniu wprawy można wykonywać bardzo dobre płytki drukowane i to dość tanio. Zamieszczam plik PDF z opisem "drukowania" płytki PCB który kiedyś znalazłem w internecie.
Płytki drukowane w domu
