PROBNI STO ZA MERENJE POTISKA - URADI SAM

[nedbojsa]

Potisak koji stvara motor bilo raketni bilo avio je ono što pokreće i održava naše letelice u vazduhu. Postoji mnogo načina za proračun potiska koji stvara neki motor, međutim  kao što svi znamo jedno je teorija a sasvim drugo je praksa. Moguće je staviti i motor ili model na vagu pa meriti isti, ali sve to je uz pomoć štapa i kanapa. Jedino i pravo rešenje je probni sto koji će izmerene rezultate u realnom vremenu logovati na računar, uz to ako još ima i više kanala pa može da meri i potrošnju struje... ili još neke parametre sa senzora npr. temperaturu, u tom slučaju smo na konju što bi rekao naš narod.

Koliko ja znam trenutno u Srbiji postoje dva probna stola van naučnih institucija ili fabrika, jedan probni sto je vlasništvo AK Sirmium kupljen od Rusa za potrebe svetskog prvenstva u raketnom modelarstvu i plaćen ko da je od zlata napravljen, može da prati samo jedan parametar tj. silu i to malih modelarskih motora. Drugi probni sto koristi AK Istraživački Raketni Centar ima četiri kanala za prikupljanje podataka, prilagodljiv je raznim namenama i meri sile do 50Kg međutim uz upotrebu odgovarajuće merne ćelije može da meri i sile reda veličine par tona. Probni sto koji koristimo u AK IRC  je mojih ruku delo i nalazi se u Kruševcu!


Vrednost čitavog projekta ako radite sami ne bi trebalo da pređe vrednost od 100€. Ovaj projekat je namenjen i potpunim laicima koji su kako da kažem na Vi sa elektronikom, ja sam jedan od vas i uspešno sam realizovao projekt tako da nema mesta strahu i nesigurnosti.

Ovom opremom bićete u mogućnosti da zabeležite do 240 semplova ili ti uzoraka u minutu što je sasvim dovoljno za ove namene, dok je vreme uzorkovanja određeno prostorom na hard disku i s'obzirom na veličinu fajla bez ikakvih problema može da snima godinama!

Potreban materijal:
1 kom  Data loger DATAQ DI-145  http://www.dataq.com/products/startkit/di145.html
1 kom  INA 125p instrumentacioni pojačivač http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ina125.pdf
1 kom  Merna ćelija ili na engleskom load cell  http://image.made-in-china.com/2f0j00CBLaKZTdwScA/Single-Point-Load-Cell-CZL650-.jpg
1 kom  1K Višeobrtni trimer potenciometar
1 kom  1K metal film otpornik 1/4W
6 kom  Klema 2-pola PCB print
2 kom  9V baterijski konektor
1 kom  Pertinex 50x100mm kružići raster 2,54mm  ili pertinex 50x100mm linije kružići raster 2,54mm
1 kom  16-polno IC podnožje; Raspon između pinova: 2.54mm
1 kom  LED dioda 1.8V

Ukoliko želite da stavite elektroniku pojačala u kutiju što je moja preporuka trebaće vam:
1 kom Kutija ne manja od 120x90x60mm kako bi u nju stale i dve baterije od 9V
1 kom Kipp ili Wipp 1-pol prekidač
1 par RCA konektor muški/ženski
1 par  konektor muški/ženski bilo koji sa pet pola
1 kom kućište LED diode
4 kom odstojnici

Na sve to treba dodati još malo čeličnih ili aluminijumskih profila kako bi se napravio nosač za mernu ćeliju kao i držač za motor ili maketu... za jednostavnu konstrukciju ne treba više od 2m profila.

Evo kratkog video materijala nastalog u prostorijama AK TIM kod Gotti-a prilikom ispitivanja novog modelaskog raketnog motora:



Nastaviće se...

[nedbojsa]

Izrada pojačivača signala merne ćelije:

Kao prvo dao bi jedan savet integralno kolo  INA125p verovatno nećete naći na stanju kod naših prodavaca elektronskih komponenti, međutim u MikroPrincu su mi izašli u susret i naručili bukvalno samo 2 kom INA125p i ako sam samo to naručio, to je bila ujedno i moja prva nabavka kod njih. Porudžbina je stigla na kućnu adresu nakom 10 dana i koštala me je manje nego da sam naručivao online iz inostranstva.

Kako nisam elektroničar i nemam dve blage veze sa crtanjem šema postaviću sliku po kojoj sam ja uradio pojačivač signala sa merne ćelije. Naravno u koliko imate neka pitanja ili nedoumice rado ću izaći u susret svakome.



Gotovu ploču koju trenutno koristim neću slikati pošto se malkice razlikuje u odnosu na crtež i može dovesti do nekih nedoumica.

[nedbojsa]

Pošto nisam u mogućnosti da editujem stari post morao sam da otvorim novi:
Našlo se malo vremena pa sam nacrtao novu jasniju šemu za pojačivač signala sa merne ćelije:


Kod montaže ove elektronike u kutiju treba obratiti pažnju da se elektronika postavi tako da se omogući nesmetan pristup trimer poteciometru kako ne bi morala čitava elektronika da se vadi kod promene merne ćelije. Naj jednostavnije je priljubiti trimer poteciometar uz zid kućišta gde smo predhodno otvorili burgijom mali otvor za pristup potenciometru.

Uloga potenciometra je da se podesi rezolucija merenja tj. da se odredi puni opseg merenja npr. kad montirate ćeliju ona će bez opterećenja pokazivati 0V a sa punim opterećenjem 1,4V , dakle postavite na mernu ćeliju maksimalni teret kojim se ona može opteretiti a zatim se potenciometrom ušteluje makimalna voltaža koju može da da merna ćelija pod punim opterećenjem, a maksimalno do 10V. Ukoliko je to jedina merna ćelija sa kojom će te raditi mežete zaboraviti na bilo kakva štelovanja ubuduće, ili čak možete izmeriti otopr na potenciometru i umesto njega ulemiti otpornik približne vrednosti sa onom koju ste očitali na potenciometru.
Međutim ukoliko planirate da koristite više mernih ćelija priliko priključenja svake nove ćelije moraćete da radite štelovanje rezolucije.


Sledi: tipovi merne ćelije, nabavka, montaža...

[nedbojsa]

Na red su došle merne ćelije.

Osnovu svake merne ćelije čini Vitstonov mosthttp://sr.wikipedia.org/wiki/витстонов_мост

Oblici mernih ćelija su:Poluga, Dugme, S tip, kanister... naravno postoji još oblika ali ovi su načešći koje srećemo i mogu se upotrebiti i primeniti lako za porjekat probnog stola merenja potiska.






Naj pogodniji tip po meni za ovu svrhu je single point beam type, ili na sprskom merna ćelija u obliku poluge sa merenjem u jednoj tački.

Nabavka:
Krenuću sa malo filozofiranja ali je shvatićete da je moralo tako kada pročitate čitav post.
Merne ćelije u prodaji ima svaki servis mernih uređaja i opreme, ali kada ih pozovete ili uđete u lokal sa pitanjem imate li mernu ćeliju tu i tu, u 99% slučajeva gledaće Vas kao da od njih tražite drogu da kupite ili će vam reći cenu od koje će vam se zavrteti u glavi. Obično kažu cenu sa tri ili četiri nule i u evrima. Iz tog razloga ako nemate prijatelja koji se bavi prodajom merne tehnike slobodno zaboravite na ovaj način nabavke, ili ako imate prijatelja daće vam mernu ćeliju po nekoj simboličnoj ceni.

Drugi vid nabavke je na ebay-u i tu imate veoma širok izbor. No naravno nemaju svi mogućnost nabavke sa ebay-a.

Treći vid nabavke je kupovina neke od jeftine kućne elektronske vage. Zavisno od opsega može one npr. do 5 kg koje koštaju oko 1500 din ili one u kineskim radnjama od 20 kg koje košataju između 2000 i 2500 dinara (koriste ih na pijačnim tezgama). Jedine koje nisu upotrebljive u ovu svrhu ili barem ja nisam znao da ih nateram da rade kako treba su elektronske vage za merenje telesne težine pošto imaju u sebi četiri merne ćelije sa po tri žice koje ja nisam uspeo da spojim i napravim da rade kao jedna ili ti da napravim od njih pun Vitstonov most.

Po meni je najpraktičnije kupiti mernu ćeliju ili izvaditi istu iz vage a zatim napraviti nosač za nju onako kako odgovara vama i vašim potrebama tj. motorima ili postaviti je na nosač koji može da prihvati čitavu letelicu.

Postoji solucija da se vaga ne rastura već da ona ostane funkcionalna za merenje kao što je dosad bila, ali da istovremeno može i da šalje podatke preko interfejsa na kompjuter. To se postiže tako što se četiri žice koje idu od merne ćelije do elektronike u vagi razblankiraju bez i sečenja prespoje sa četiri žice koje se izvedu  izvedu van kućišta vage. U tom slučaju samo treba voditi računa da je interfejs isključen kada vaga služi za obično merenje, a ukoliko hoćemo da logujemo podatke na računar vaga mora biti isključena.


Nastaviće se!

[nedbojsa]

Ostavio sam nedovršenu temu, ali se setio pa evo nakon više od godinu dana rekoh da nastavim!

Sledeća i vrlo bitna stavka je uređaj koji će prikupljati podatke i proseđivati ih na računar u realnom vremenu kako bi mogli da se pprate parametri rada ili da se vrši naknadna analiza ili obrada prikupljenih podataka.

Ja koristim i izuzetno sam zadovoljan sa www.dataq.com data logerom  DI-194RS za konektuje se sa računarom preko com porta, u međuvremenu je izašla i nova verzija sa većim brojem kanala i USB konekcijom DI-145 USB. Verzija logera koji korisim ima četiri analogna kanalana koje prima podatke sa raznih senzora u posegu ±10V  10bit rezolucija i maksimalno 240uzoraka u sekundi. Ovih 240 uzoraka važi samo ako se za prikupljanje podataka koristi samo jedan kanal, analogno tome na 2 kanala maksium je 120 uzotraka po kanalu i ako se prikupljaju podatci sa svih 4 kanala maksimalni broj uzoraka je 60 po kanalu u sekundi.

Slika uređaja


Da bi sve funkcionisalo kako treba i da bi podatci mogli da se obrade naravno potreban je i softver uz uređaj se dobija lite verzija WinDaq softvera ograničenja su zanemarljiva u vom slučaju, ograničenje na maksimalno 240 semplova- uzoraka u sekundi kao i pravljenje makro koji omogućavaju direktan eksport podataka u programe...

Naravno kada startujemo program dobijamo grafik i kordinatni sistem u kome se grafik iscrtava u opsegu ±10V /vreme kalibrisanje uređaja i rad sa različitim jedinicama se obavlja manuelno. U mom slučaju se to radi na sledeći način nakon što se sve poveže i ppusti u rad pošto je u principu to neka vrsta vage, kad je merna ćelija prazna vrednost koju očitava je 0,025v uđe se u Low calibration i szavi 0 kao početna vrednost i N kao Njutni za jedinicu merenja, nakon toga se stavlja teret što biži maksimalnom teretu koji dati senzor može da podnese u ovom slučaju 40 kg a zatim se kao High Calibration unosi vrednost 392.4 N. Naravno ne mora sve manuelno pošto mnogi senzori dolaze sa pratećom dokumentacijom u kojoj  se nalaze vrednosti za kalibraciju.


Ova aparatura može naći primenu u aviomodelarstvu ukoliko želite da pratite postisak kroz vreme, potrošnju goriva, temperaturu, potrošnju baterije... Raći će te pa nešto slično postoji i teško je par grama naravno da postoji ali se ovde radi o izuzetno preciznom laboratorijskom uređaju, koj nije ograničen samo na amperažu, voltažu, broj obrtaja i temperatura.

Ono gde blista i gde je pod obavezno imati istu aparaturu Eksperimentalna raketna tehnika, gde je od vitalne važnosti da se mere parametri rada raketnog motora , posebno zato što se stalno radi sa novim formulacijama goriva, ispituju se neove šarže goriva, kućišta, malznici... Ovo je posebno bitno zbog bezbednosti pošto tačno znate šta i kako možete da očekujete od jednog raketnog motora. Za one takmičarski raspoložene (u koje ja ne spadam) od prikupljeni podatci se mogu snimiti u takozvani ENG fajli koji je se kasije može ubaciti u neki od softvera za simulaciju predhodno konstruisanog 3D modela rakete. Tako da se može postići optimizacija motora za svako telo rakete.

Par slikica sa WinDaq programom u akciji i implementacji u raznim sverama:












U sledećem javljanju pošto slika govori više od reči, a video najviše prezentovaću čitavu aparaturu u akciji.

P.S. nećete morati da čekate još godinu dana, već za koji dan stiže video.

Pozdrav!

[Vaci]

Svaka cast, obozavam da vidim samogradnju. Narocito ako stedi pare. 

[sova]

kakvi ste vi fanatici  treba vas zatvoriti u onaj tunel u shvici (gde razbijaju atome) svasta bi vam tamo palo napamet