Elektronik i highpower-raket.

[brauer]

Vi är två grabbar som ska ro i land ett projektarbete för gymnasiet. Vi ska bygga en raket som drivs av flytande bränsle. Detaljerna besparar vi er och går rakt på sak istället.
Vi behöver styra en en del ventiler för att kontrollera bränsleflödet. Vi har också behov av att använda fördröjning på en del ventiler. Temp, kammartryck och bränsletryck skall också övervakas samt att en fjärrstyrd "nödbroms" skall finnas.

Frågan vi ställer är helt enkelt val av elektronik. Helst lätta komponenter och lagom dyrt.

Alla era ideér är värda att höra!

[Schnegelwerfer]

Ojoj.. det här projektet kommer varken att bli enkelt eller billigt.

En mikrokontroller är i det närmaste självskriven, men det är ju det minsta problemet. Jag antar att ni vill mäta väldigt höga temperaturer, och det är inte det enklaste eller billigaste man kan ge sig på.

Det skulle ju underlätta om ni specificerade exakt vad ni vill mäta, dvs. hur hög temperatur, hur högt tryck osv.

[brauer]

Nej billigt blir det inte tyvärr.. Vi letar lokala sponsorer nu, främst inom industrin, som kan hjälpa till med tillverkning. Det är ju inget man snickrar i ihop i garaget.
Avgastemp är inte speciellt intressant för närvarande. Det viktiga är att vi inte överstiger smältpunkten för vår aluminiumlegering,"6061-T6". Jag vet inte det exakta gradtalet men nånstans över 660'C (rent Al). Bränsletrycket kommer att hamna på ca 300psi.

[Schnegelwerfer]

Ok.
Vad exakt är det ni vill göra? Reglera bränsletillförseln beroende på olika faktorer?
Ska det uppmätta kammartrycket och bränsletrycket aktivt användas i regleringen, eller ska det bara övervakas så att inga maxgränser uppnås?

Du måste nog beskriva mer utförligt exakt vad elektroniken ska utföra.

OT: PSI måste nog vara den mest ondskefulla av alla icke SI-enheter... "pounds per square inch"!

[brauer]

Sorry Schnegelwerfer.. 300PSI = 20,68 BAR = 20,28*10^5 Pa = 20,28*10^5 N/m2. Säkert nån som säger dig mer..
Jo, meningen är att om motorn av någon anledning går utanför de gränser vi sätter upp, temp, tryck, flöde mm, så skall den strypa solenoiden som styr kolsyretrycket. Alternativt stänga flödet strax ovan förbränningskammaren för att undvika otäckheter.

EDIT: skjuta ut fallskärmar är också lämpligt

Grundprincipen för raketen är att en tank fylls med kolsyreis som sen sublimerar och bildar CO2(g). Det trycket används för att pressa in högoktanig bensin och 50%-ig väteperoxid i kammaren. Trycket från CO2 får inte understiga 210PSI (14,47 BAR), alltså ska solenoiden helst stänga innan och ännu hellre skall motorn ha brunnit klart. En start utan tillräckligt tryck får inte heller ske.

Våra "regler" kring temp är teoretiskt enkla men säkert mkt svårare i praktiken. Det får helt enkelt inte bli för varmt i kammaren. Tyvärr måste vi ju då mäta på ytan inuti kammaren.

Nån aktiv styrning är det inte frågan om, det blir onödigt svårt och vi har inte behov av något annat än fullgas loppet ut.

[Schnegelwerfer]

Ok, då klarnar ju situationen.
Jag konverterade faktiskt också PSI-värdet till BAR, jag var bara tvungen att kommentera amerikanarnas idiotiska användning av icke SI-enheter.

Om det bara gäller att hålla koll på olika maxvärden så borde det ju gå att lösa hyfsat enkelt m.h.a. analogteknik.
Elektroniken blir ju helt avhängig på vad för sorts sensorer ni kommer att använda, och det första ni borde göra är att se om det finns lämpliga sensorer att få tag i någonstans.

[brauer]

Ok, då klarnar ju situationen.
Jag konverterade faktiskt också PSI-värdet till BAR, jag var bara tvungen att kommentera amerikanarnas idiotiska användning av icke SI-enheter.

Du aaaanar inte hur mkt vi svurit över feet, inch, mile, psi och andra enheter. Nu har man vant sig lite, vårt projekt har ju blivit ganska mycket mer ambitiöst än vad vi trodde och vi har kontakter i några olika länder.
Vi återkommer när vi vet lite mer vilka komponenter som är lämpliga. En fråga bara. Med microkontroller, vad menade du då? Microprocessor typ PIC? Vi är nämligen siffergalna naturvetare och inte el-människor. Någerlunda händiga dock.

[Schnegelwerfer]

Jo, PIC är ju en modell av mikrokontroller. Beroende på vad ni skaffar för sensorer klarar ni er kanske med analog elektronik, d.v.s. förstärkar/komparatorkopplingar med OP-förstärkare och liknande.

Men som sagt, det beror helt på vad ni får tag i för sensorer...

[bengt-re]

http://www.pp.htv.fi/jwestman/moon/box_c.html

Lite info om sådant som erat projekt handlar om.

Lösa elektronikbiten är komplext då allt handlar om val av vad man exakt skall övervaka, med vilka sensorer, till vilket pris, hur att kallibrera sina sensorer, få systmet att reagera på önskat sätt samt veta vad som är bad/good.... inte alltid så självklart om man inte kan snylta erfarenhet ifrån någon annan konstruktion.

[Fagge]

Borde man inte kunna hitta en bimetallstermostat som klaffar i närheten av den temperaturen?.
I så fall så skulle det bli mycket billigare än att skaffa en givare som ska tåla denna höga temp!.

[brauer]

Jag tror nog att man måste ha sensorn utanpå kammaren. Aluminium har ju ändå hyfsat hög värmekapacitet vilket borde göra den tillräckligt jämnvarm. Brinntiden är också bara på 9 sekunder så det borde nog klara sig tycker man.

Fagge, förklara gärna vad en bimetalltermostat är. Jag har bara vilda gissningar på vad det kan vara. Jag har också funderat på att ha nån form av metalltråd inne i kammaren som brinner av innan själva kammaren smälter. På så vis får man en "säkring" som kanske kunde fungerat. Det låter enkelt åtminstone. Frågan är bara hur man drar ut ledningar till den. Avgaserna har en hastighet på 2,4 ggr ljudets hastighet, det blir tryck det.....

[Icecap]

Bimetall betyder "2 metaller" och består av *trummvirvel* 2 olika metaller som är svetsat/lödd/laminerat ihop. Metallerna har olika temperaturkoefficient och resultaten blir alltså att denna enhet kommer att ha en böjning som är temperaturberoende.

Detta används ofta till temperaturstyrning i automatsäkringer osv samt kokplattor.

Jag skulle dock tro att det är totalt oanvändbart till er projekt, när det böjar ur (kan ju knappast böja IN i brännkammern) släpper den termiska kontakten och funktionen blir allmän osäker.

Med de krav ni har verkar ni vara tvunget att ha en "ordentlig" sensor på utsidan av brännkammern samt en tryckgivare.

Jag skulle tro att den enklaste styrningen är analog, att börja blanda in mikroprocessor kan nog vara roligt men är inte den effektivaste vägen att gå.

Kraven kan enkelt ställas upp:
* Inte över x grader.
* Inte under y MPa.
Endera över-/underskridelse stänger ventilen.

Detta lösas relativt enkelt med ett par op-amp, lite referens samt ett par trimpot'ar och sånt.

[chille]

Äntligen lite tuffa projekt på gång

Om ni nu inte kan något om programmering på låg invå skulle jag nog avråda er från att använda en mikrokontroller. En enda liten instruktion fel och hela skiten kan explodera

Hade ni tänkt använda fallskärm så ni kan köra raketen flera gånger? Sen snackade ni något om nödraket. Ska den lösas ut manuellt eller automatiskt?

[netrunner]

Om ni kan bygga en fungerande vätskebaserad raketmotor på en släde så är det ganska inponerande. Ta det försiktigt och spräng er inte i bitar.

Man kan anta att det inte är så kul att vara en sensor inne i förbränningskammaren. Att borra ett hål i förbänningskammaren kanske inte är så bra alls? Kanske ska man göra allt av stål?

[brauer]

Chrille: Jo, vi ska ha fallskärm som löser ut. Vi har lite olika lösningar men fastnade för en speciell. En "flärp" ligger i en försänkning på utsidan av kroppen och är fjäderbelastad. Innan start triggar man den och vinddraget vid färd pressar in den mot kroppen. När farten minskar flyger den ut och då kommer skärmarna.
Jag har programmerat lite i VB.Net och vi ska båda läsa Programmering A och B under nästa år.

Netrunner: borra hål funkar säkert, så länge man kan få en jämn yta inuti och det inte läcker tryck. Stål blir för tungt så vi fick tips om en bra aluminiumlegering.

Ps. Grunkan SKA flyga...