这是当时的设计图:
![Ph-02.jpg]()
[待续]
[待续]
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[原创]挑战技术极限——微型制导火箭DIY
从小喜欢做火箭模型,
可是自由飞实在没有太多值得研究的东西,
于是想自己做个导弹试验一下...
先发几个从前做的火箭...
![Ph-01.jpg]()
[待续]
可是自由飞实在没有太多值得研究的东西,
于是想自己做个导弹试验一下...
先发几个从前做的火箭...
[待续]
[ 修改于8年6个月前 - 2018/05/19 02:50:37 ]
导弹=火箭+制导系统+战斗部
火箭部分弹体弹翼和发动机在这里已经有很多人研究讨论过了,
本实验的目的只是探讨DIY微型制导系统的可行性,
而不是用于杀伤目的,
因此战斗部也省去,
考虑到实验效果,
可改成配重,降落伞或发烟装置等.
本文重点在于讨论微型制导系统的设计与实现过程.
首先选择制导方式,
最容易实现微型化的导引方式应该是激光制导,
如图:
![控制系统工作原理.png]()
[待续]
火箭部分弹体弹翼和发动机在这里已经有很多人研究讨论过了,
本实验的目的只是探讨DIY微型制导系统的可行性,
而不是用于杀伤目的,
因此战斗部也省去,
考虑到实验效果,
可改成配重,降落伞或发烟装置等.
本文重点在于讨论微型制导系统的设计与实现过程.
首先选择制导方式,
最容易实现微型化的导引方式应该是激光制导,
如图:
[待续]
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引用第3楼化学diy于2009-08-20 13:44发表的 :
燃料是什么？...............这才是关键 先飞起来再谈论制导
当然飞得起来,
玩了N年自制火箭,
这个不是问题...
参见1楼...
火箭部分弹体弹翼和发动机在这里已经有很多人研究讨论过了,
本实验的目的只是探讨DIY微型制导系统的可行性,...
引用
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引用第7楼warmonkey于2009-08-20 13:54发表的 :
要么红外，要么激光制导
大家先搞定红外再说
我的方案是这样
红外光敏三极管分布：
A
.......
先等下再讨论...
用光敏三极管太落伍了,
最差也要用象限传感器(类似CD机中的光敏元件)
我选用的是CMOS摄像机
引用
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引用第9楼神武老大2于2009-08-20 13:56发表的 :
大哥，这是原创？？我见过了！自己承认错误！
当然是原创
你见过也是我发的
我首发在VBGood论坛...
图是20天前画的
先不讨论,继续发...
引用
评论
继续:
好的,现在就来说说舵机,
原打算采用航模用的9克舵机,
可是4个舵机加起来就接近30克,
太重了,
于是自己设计一个带反馈的4联装分控舵机,
如图:
![航机3D效果002副本.png]()
图中画得太过简单,
齿轮组的减速比不够,
实际上还要更复杂些,
近期准备完善一下.
[待续]
引用第14楼adeng2002于2009-08-20 14:06发表的 :
个人觉得简便的制导方式是瞄准线半主动制导
不知你的激光制导以何种方式实现，一般说来无论何种制导方式，弹体姿态控制是必需的
而你的弹径又很小，舵机这块就会很麻烦
如果对制导感兴趣，应该先用改装模型飞机进行低速时的实验，看效果如何
好的,现在就来说说舵机,
原打算采用航模用的9克舵机,
可是4个舵机加起来就接近30克,
太重了,
于是自己设计一个带反馈的4联装分控舵机,
如图:
图中画得太过简单,
齿轮组的减速比不够,
实际上还要更复杂些,
近期准备完善一下.
[待续]
引用
评论
继续:
以下是器件选择:
与首发重复的部分就直接引用了,
新增部分另行补上.
一、推进系统
火箭发动机：
火箭发动机可以采用国内专业厂家生产的模型火箭发动机，
这种发动机安全性高，但推力不大，当然也可以自制，
但由于比较危险，并且很多原料都是危险品，因此制作方法在这里不讨论。
![89_10466_1385562598.jpg]()
二、制导系统
制导系统主要由光路系统和控制电路、电源和执行机构组成。
光路系统包括主要由光路元件如红外滤光罩、菲涅尔透镜和光学镜头组等，还包括感光器件，如CCD感光阵列。
菲涅尔透镜：
![89_10466_1369194020.jpg]()
至于要不要用菲涅尔透镜及其效果还需要用实验证明.
此外,关于楼上所提到"透光头锥"的问题,
由于CMOS器件对红外光敏感,
而红外线穿透某些对可见光"不透明"的塑料的能力很强,
因此应该采用一般的塑料做头锥应该比较容易实现.
具体实验大家可以用电视遥控器隔着塑料片对电脑摄像头发射,
看屏幕上的反应即可验证不同材料的红外透过能力.
[待续]
以下是器件选择:
与首发重复的部分就直接引用了,
新增部分另行补上.
一、推进系统
火箭发动机：
火箭发动机可以采用国内专业厂家生产的模型火箭发动机，
这种发动机安全性高，但推力不大，当然也可以自制，
但由于比较危险，并且很多原料都是危险品，因此制作方法在这里不讨论。
二、制导系统
制导系统主要由光路系统和控制电路、电源和执行机构组成。
光路系统包括主要由光路元件如红外滤光罩、菲涅尔透镜和光学镜头组等，还包括感光器件，如CCD感光阵列。
菲涅尔透镜：
至于要不要用菲涅尔透镜及其效果还需要用实验证明.
此外,关于楼上所提到"透光头锥"的问题,
由于CMOS器件对红外光敏感,
而红外线穿透某些对可见光"不透明"的塑料的能力很强,
因此应该采用一般的塑料做头锥应该比较容易实现.
具体实验大家可以用电视遥控器隔着塑料片对电脑摄像头发射,
看屏幕上的反应即可验证不同材料的红外透过能力.
[待续]
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引用第21楼破93于2009-08-20 14:19发表的 :
100FPS,电视制导 除非是intel xeon+4线程运算，不然跟不上
不是电视制导,
只是简单的象限扫描
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引用第32楼warmonkey于2009-08-20 14:31发表的 :
菲涅尔透镜/镜头还是要的，要不然不能成像
其实菲涅尔透镜就相当于一个凸透镜
红外光滤镜用软盘里的盘片
最完美的办法是4个红外光敏三极管+dsPIC单片机+红外激光器，一来可以实现激光制导，二来不要红外透镜
.......
继续:
引用第32楼warmonkey于2009-08-20 14:31发表的 :
菲涅尔透镜/镜头还是要的，要不然不能成像
其实菲涅尔透镜就相当于一个凸透镜
红外光滤镜用软盘里的盘片
最完美的办法是4个红外接收头+dsPIC单片机+红外激光器，一来可以实现激光制导，二来不要红外透镜，没准还能去掉镜头
感谢LS的建议,
之所以用CMOS阵列而不是几个接收头,
主要是为了确保控制精度.
实际上国外爱好者用摄像头做定位和视觉识别的电路及软件已经很成熟了
我只需要借用.
---------------
为了更精确获得器件的重量,
出差时买了个便携式电子天平.
还买了几个玩具直升机(样品),
用来拆微型马达,齿轮,电池和控制电路.
这种小飞机的控制电路是一种8脚的单片机,
应该是PIC或AVR,
带有AD,PWM和串口,
完全可以用来改造或仿制出控制舵机的伺服电路.
[待续]
引用
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引用第46楼thesnake于2009-08-20 15:34发表的 :
很好很理想化......
..估计偶是等不到这个东西上天的那一天了
..............那个舵机买航模用的成品就好了
成品舵机我买了,最小的要9克,加起来近40克
对于小火箭来说这太重了
自己做可能用不到3克,
4联装我有把握做到15克以内...
引用
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引用第51楼thesnake于2009-08-20 16:04发表的 :
可是那堆东西都加进去火箭直径肯定超40mm了.....对于这么粗的火箭发动机这点重量不算啥
我计划弹径20mm~25mm,
这样才更有挑战
引用
评论
引用第54楼北落师门于2009-08-20 21:39发表的 :
LZ有没有想过用光电鼠标的感光元件，原理差不多啊，不能用的话能不能参照，非要用CMOS吗
偶然的灵感，不对不要骂我~~
所见略同...
其实我真正想用的正是光电鼠标的感光元件...
今天下午还跟坛友在讨论这个问题...
感谢LS的建议...
引用
评论
继续:
经过与几位网友的探讨,
拟选用光电鼠标中的CMOS感光器件,
常见的有16*16和20*20点等,
我见过最少引脚有8条,尺寸符合要求...
下一步开始研究它的用法...
![ewr32.png]()
![2341232.png]()
[待续]
经过与几位网友的探讨,
拟选用光电鼠标中的CMOS感光器件,
常见的有16*16和20*20点等,
我见过最少引脚有8条,尺寸符合要求...
下一步开始研究它的用法...
[待续]
引用
评论
继续:
找到两片尺寸更小的,
能用I2C读取图像,
还可以直接利用内问DSP生成的偏移信息(不过要考虑怎么确定基准点)
![ADNS-2610.jpg]()
![ADNS-2051.jpg]()
这个更小(看中间那个小芯片)
![32234234.jpg]()
还有一种...
![R4965074-06.jpg]()
[待续]
找到两片尺寸更小的,
能用I2C读取图像,
还可以直接利用内问DSP生成的偏移信息(不过要考虑怎么确定基准点)
这个更小(看中间那个小芯片)
还有一种...
[待续]
引用
评论
引用第20楼adeng2002于2009-08-20 14:17发表的 :
我手机上网，图片看不清楚
其实简单的控制的话可以用继电舵机，做简单的乒乓（开关）控制，无需对舵机进行连续角度控制
刚又看了下,这个建议其实不错...
可以把偏移与舵角的关系转换为偏移与频率+占空比的关系
而机械结构大大简化了...
可以考虑
引用
评论
继续:
引用第20楼adeng2002于2009-08-20 14:17发表的 :
其实简单的控制的话可以用继电舵机，做简单的乒乓（开关）控制，无需对舵机进行连续角度控制
...
主意不错,
画了个电路图,
用8个MOS管驱动8个线圈,
组成4路乒乓（开关）控制,
![SCH-DRV.png]()
主控电路,
用一片AVR(ATMega162),
附带一片 ULN2803A做驱动,
以它的驱动能力似乎可以省去MOS管驱动电路...
![SCH-162.png]()
[待续]
引用第20楼adeng2002于2009-08-20 14:17发表的 :
其实简单的控制的话可以用继电舵机，做简单的乒乓（开关）控制，无需对舵机进行连续角度控制
...
主意不错,
画了个电路图,
用8个MOS管驱动8个线圈,
组成4路乒乓（开关）控制,
主控电路,
用一片AVR(ATMega162),
附带一片 ULN2803A做驱动,
以它的驱动能力似乎可以省去MOS管驱动电路...
[待续]
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引用第79楼warmonkey于2009-08-23 14:33发表的 :
IIC……16FPS……无爱……不一定能正常工作
建议用并行读取的，引脚多点就算了，空间不是问题，SMT技术做的板体积很小的，为了增加飞行时间，最好使用25-32mm的弹体
增大弹体可以考虑,但电路我还准备按20mm弹径设计...
挑战一下自己设计的难度极限...
引用
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并不是真的想用来打飞机...
用途还不是很明确...
大家可以帮忙想想...
超短程...
等会试下摄像头透过红外滤光罩看激光反射的效果...
用途还不是很明确...
大家可以帮忙想想...
超短程...
等会试下摄像头透过红外滤光罩看激光反射的效果...
引用
评论
引用第91楼warmonkey于2009-08-23 19:23发表的 :
别忘了追击目标需要持续动力……没有工作3秒以上的发动机，我看很悬。
20mm发动机一般只够动力飞行30m高。
这个倒是...
20mm发动机我飞过150米远(水平30度角发射)
引用
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对于小导弹来说,
讨论射程(水平距离)要比讨论射高更实际.
在不考虑空气阻力的情况下,
射程应该在最大射高的2*SQRT(2)倍以上(45度发射角)
此外,火箭的推力对射程的影响与推进时间同样重要,
虽然发动机只工作3~3.5秒,
但如果发动机的推力能使导体获得足够大的动能(初速度)与高度,
那么依靠惯性同样可以进行较长时间的机动飞行.
讨论射程(水平距离)要比讨论射高更实际.
在不考虑空气阻力的情况下,
射程应该在最大射高的2*SQRT(2)倍以上(45度发射角)
此外,火箭的推力对射程的影响与推进时间同样重要,
虽然发动机只工作3~3.5秒,
但如果发动机的推力能使导体获得足够大的动能(初速度)与高度,
那么依靠惯性同样可以进行较长时间的机动飞行.
引用
评论
引用第85楼adeng2002于2009-08-23 18:19发表的 :
舵机的力量得大点，不然可能带不动
要是有个小风洞做实验就好了
风洞实验很重要,
可以确定弹体的几何结构,
翼面形状,
气动布局,
以及不同的控制动作对飞行姿态的影响,
这些对控制来说都是很重要的参数...
造风洞是不现实了,
有两种方法,
一是完全参考某型真实导弹的结构参数,
二是找找看有没有电脑里模拟风洞实验的软件,
我这能做简单的液压系统仿真,
但没有流体力学的空气动力学的仿真软件,
哪位有相关信息请提供一些,
此外有没有熟悉有限元分析和动态系统仿真的朋友一起合作一下...
引用
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嗯,以这么丁点大的传感器想追踪大动态宽视场和运动目标是困难...
选搞定静止和低速运动目标...
有了成果再研究其它的...
说到底只是一次实验...
为以后打打基础...
选搞定静止和低速运动目标...
有了成果再研究其它的...
说到底只是一次实验...
为以后打打基础...
引用
评论
继续:
鼠标感光原件有效面积太小,
灵敏度不够,
初步确定感光原件型号,
采用彩色CMOS摄像头,
分辨率640*480(30万像素),
数据格式565,
8位数据接口,
10M时钟,
已找到完整的资料,
今天去市场淘了两只回来(买屏赠送的)
小得超过我的想象...
![CMOS.jpg]()
鼠标感光原件有效面积太小,
灵敏度不够,
初步确定感光原件型号,
采用彩色CMOS摄像头,
分辨率640*480(30万像素),
数据格式565,
8位数据接口,
10M时钟,
已找到完整的资料,
今天去市场淘了两只回来(买屏赠送的)
小得超过我的想象...
引用
评论
继续:
一直有网友问有关动力和外形的事,
发些照片大家帮出出主意...
头锥..
![Head.jpg]()
弹体..
![body.jpg]()
![Rock.jpg]()
发动机..(淘来的,用于试验,正式装机准备自制KN系列金属发动机)
![ENG3.jpg]()
![ENG2.jpg]()
一直有网友问有关动力和外形的事,
发些照片大家帮出出主意...
头锥..
弹体..
发动机..(淘来的,用于试验,正式装机准备自制KN系列金属发动机)
引用
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这东西可以参照...
![5d2726d127fdd9ba.jpg]()
简介：
美国卡耐基梅隆大学出品的 CMUCam2+ 摄像头。
主要功能能够跟踪和监视高对比度的区域，运动监测，颜色识别以及检测，跟踪。同时还能输出不同的视频格式到计算机进行额外的图像处理。
主要特点以及功能：
* 跟踪用户自定义的颜色，并达到50帧的每秒的速率。(50FPS)
* 以 26 FPS 的速率进行运动监测
* Find the centroid of any tracked data
* 获取图像的平均色以及差异信息
* 获取图像中每种颜色的28列直方图
*调整图像属性
*调整图像大小
*分辨率为160x255
*支持多种接口率
*可直接控制5路伺服电机
*可自动控制2轴伺服电机进行特定颜色跟踪
技术规格：
其它：
重要提示：由于这个模块是为微控制板设计的，它使用了TTL类型的串口接口。如果您需要使用RS232与此摄像头进行通信，您还需要一个额外的一个转换器，将RS232 信号转换成TTL信号。
摄像头包括一个组装好的CMUCam2+组建，英文的说明书，连接插件。
[转自某网站广告]
简介：
美国卡耐基梅隆大学出品的 CMUCam2+ 摄像头。
主要功能能够跟踪和监视高对比度的区域，运动监测，颜色识别以及检测，跟踪。同时还能输出不同的视频格式到计算机进行额外的图像处理。
主要特点以及功能：
* 跟踪用户自定义的颜色，并达到50帧的每秒的速率。(50FPS)
* 以 26 FPS 的速率进行运动监测
* Find the centroid of any tracked data
* 获取图像的平均色以及差异信息
* 获取图像中每种颜色的28列直方图
*调整图像属性
*调整图像大小
*分辨率为160x255
*支持多种接口率
*可直接控制5路伺服电机
*可自动控制2轴伺服电机进行特定颜色跟踪
技术规格：
其它：
重要提示：由于这个模块是为微控制板设计的，它使用了TTL类型的串口接口。如果您需要使用RS232与此摄像头进行通信，您还需要一个额外的一个转换器，将RS232 信号转换成TTL信号。
摄像头包括一个组装好的CMUCam2+组建，英文的说明书，连接插件。
[转自某网站广告]
引用
评论
考虑到成本和体积,
选择的余地并不很大,
如果性能要求不高,
我准备用AVR,
否则,用ARM7,
要便宜而且引脚少的,
我比较倾向AT91SAM7S系列
选择的余地并不很大,
如果性能要求不高,
我准备用AVR,
否则,用ARM7,
要便宜而且引脚少的,
我比较倾向AT91SAM7S系列
引用
评论
引用第128楼warmonkey于2009-08-29 14:36发表的 :
用STM32，带6路互补带死区PWM，2路独立AD，内核是Cortex-M3
建议弹体内径改32mm，以便和我的设备兼容，谢谢
目前备选的有3种:
LPC2103
AT91SAM7SXX
STM32F103TXX
弹体改为了外径30,内径27的铝合金筒体...
引用
评论
引用第129楼拔刀斋于2009-08-29 14:55发表的 :
让弹体和发动机适应电路，电路做完再做这些
否则做出来还要推倒重来
现在在选择器件和确定尺寸,
然后机加发动机和喷管...
推进剂准备用KNXX...
引用
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