Что внутри РП-17Б (электроника)

Внешне РП-17Б ничем не отличается от РП-17А с «елочным шариком» на макушке…разница — в электронной начинке.

С двенадцатого старта в названии ракеты появился индекс «Б». Теперь системой спасения ракеты будет управлять электроника, а не «пиротехнический таймер» как было до этого. Аналогичные системы летали в РП-7 и РП-16.

Общий принцип такой: на основе данных барометра микроконтроллер принимает решение о старте (стабильно падает давление); затем — о начале спуска (после стабильного падения давления — оно начинает расти); в этот момент подается питание на «электропетарду» — ракета «разбирается» и на раскрывшемся парашюте спускается на землю.

Принципиальная схема варианта на тиристоре (близкая к тому, что летал на РП-16):

В правой части — Arduino Pro mini и датчик давления ВМР280. В нужный момент на управляющий электрод тиристора VS1 через токоограничивающий резистор R2 подается сигнал и он открывается (нихромовая спираль Н1 накаляется и взрывает вышибную петарду). С1 подавляет возможные ложные импульсы в момент включения или сбоя питания.

Питание схемы осуществляется от литиевого аккумулятора GB1 3,6В 2000 мА*час (типоразмер 18650). На микроконтроллер питание идет через диод Шотки VD1 с небольшим падением напряжения. Тут два «плюса»: понижаем напряжение до допустимого для ВМР280 и избавляемся от цепей согласования уровней; благодаря большой емкости С2 устраняем возможное «проседание» напряжения питания Arduino в момент включения электропетарды.

Цепочка R3,R4 нужна для контроля исправности нихромовой нити Н1 (напряжение с делителя подается на АЦП микроконтроллера).

Подобная схема удачно летала на РП-16 до седьмого старта. В последнем полете петарда не сработала, хотя по данным регистратора сигнал на тиристор был подан. Спираль накала в остатках ракеты была целой, сама петарда — тоже. Уже в «лабораторных условиях» восстановил схему из уцелевших деталей, подал на тиристор сигнал — петарда взорвалась!

Для РП-17Б была собрана вышеприведенная схема, но до реального полета были проведены «наземные испытания» (пороги срабатывания датчика были уменьшены до 1 м). Первая попытка — неудача (хотя контрольная лампа (в параллель петарде) загорелась). Вторая — тоже. Коротнул нихром руками — взрыв! Анализ показал очень большие падения напряжения на всех участках схемы — особенно на проводниках от нихрома до контактов тиристора и питания («китайский» алюминиевый провод от трансформатора с помойки) — по 0,8 Ом с обоих концов нихромовой нити!

Для третьей попытки — заменил подводы на медный провод 1 мм (сопротивление = 0 Ом!) И вот тут петарда сработала! правда только через 11 секунд после формирования сигнала включения тиристора (за это время ракета уже врежется в землю). Как раз это, видимо, и произошло в последнем полете РП-16. «Разборки» показали: падение на открытом тиристоре = 1,8 В!!! к тому же не полный заряд аккумулятора (холостой 4 В; под нагрузкой 3,5 В). До нити «доходит» только 1,7В — она очень медленно нагревается и взрыв петарды происходит с огромным запаздыванием.

Выход: или поднимать напряжение питания (например, два аккумулятора; но это лишние 50 грамм), или вместо тиристора использовать что-то более низкоомное.

Вариант с реле я исключил (хотя можно было бы…) Остановился на проверенном в РП-7 варианте с полевым транзистором:В РП-7 питание было 9 В, здесь — обычный литиевый аккумулятор. Схема отличается от ранее рассмотренной ключом — он выполнен на MOSFET AD306 (в принципе — любой с неисправной материнской платы — там их полно вокруг процессорного сокета). Добавлен R1 в цепи затвора — для «надежного» запирания. (При выборе транзистора надо обратить внимание на параметр минимального напряжения на затворе для открытия прибора — должно быть 3 В; часто можно встретить «пятивольтовые» ключи).

Тестовые испытания схемы (программу даже не пришлось переписывать) «на коленке» прошли «на УРА!» — нихромовая нить стабильно перегорала с ярким накалом даже при разряженном аккумуляторе.

С петардой испытания прошли уже в реальном полете — двенадцатом старте РП-17 теперь уже с индексом «Б».