Ракеты... БРЭО: Таймер ТК-3

Таймер ТК-3


схема компоненты монтаж работа установка заключение

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:

Изначально в плане было просто изменение идеологии использования таймера ТK-2М. Плата была переработана под схему установки, условно названную мной "слайс". Напомню, что идея её в том, что электронная плата делается как можно более тонкой, узкой и крепится на стенку корпуса ракеты. Это позволяет закрепиться без перегородок в корпусе, оставить максимум места под другую полезную нагрузку. Схема "слайс" позволяет очень просто вывести всё управление электроникой и индикацию на внешний борт ракеты, что делает обслуживание очень простым и оперативным. Впервые она была применена для светодиодного датчика апогея на ракете Блик и показала себя чрезвычайно удобной.

Однако в процессе работы выяснилось, что кроме идеологических и компоновочных задач необходимо серьезное вмешательство в принципиальную электронную схему. Очень хотелось устранить недочеты предыдущей схемы, увеличить надежность и защищенность, упростить индикацию цепи и снять ограничения на ток нагрузки. В результате получена схема, обладающая новыми характеристиками. Поэтому, чтобы не путаться с индексами, таймер просто получил следующий порядковый номер - ТК-3.

СХЕМА

Принципиальная схема таймера ТК-3 показана на рис.1. По отношению к таймеру ТК-2М в электронной схеме были сделаны следующие изменения:

Как видите, изменений хватает. Уровень их можно оценить по-разному, но очевидно, что шаг сделан и, очевидно, не в бок.
КОМПОНЕНТЫ

Таймер собран в компактном SMD исполнении, что идеально соответствует слайс-идеологии. Высота, занимаемая таймером при установке ~5мм.

Компоненты и номиналы показаны на схеме, рис.1.
   В основе, как обычно, любая микросхема-таймер серии 555.
   Полевой транзистор IRLR2905 в корпусе D-Pak, рис. 2. В зависимости от модификации он держит ток от 20 до 50 ампер.
   Показанная RC-цепочка (100К-220МкФ) обеспечивает замедление в диамазоне 3 - 30 секунд.
   Резистор R4 на 100К подстроечный серии 7814G-1-051 или другой, подходящий по размеру.
   SMD резисторы R1, R2 и R3 в корпусе 1206. Номинал резистора R2 может быть в диапазоне 1-10 кОм.
   Конденсаторы C1, С2 керамические. Ёмкость С1 220Мкф (16В), но может быть выбрана в зависимости от нужной задержки.
   VD1 диод тип М1.
   Светодиод любой, желательно поярче, например KM2520SRC01.
   Джамперы (перемычки) взял из платы старого компа.
   В качестве нагрузки можно использовать практически любые запалы. Ток кратковременной нагрузки ограничен только возможностями контактных групп, проводов и источника питания. По крайней мере 3А схема держит без вопросов - это из-за джампера питания. Если включение осуществлять непосредственно подсоединением колодки к источнику, а Jmp1 закоротить, то ток нагрузки может быть ограничен только шириной дорожек платы в цепи воспламенителя. Эта толщина 2-2,5 мм, поэтому ток нагрузки может быть в 1,5-2 раза больше, т.е. примерно 5-6А. Полагаю, этого должно хватить. Не всякий источник может выдать такой ток.
   Основной источник питания - батарея типа "Крона" на 9V, хотя возможна работа от других источников с напряжением от 6-и до 12-ти вольт, в том числе и литий-полимерных на 2-3 банки.

МОНТАЖ

Печатную плату прорисовал в программе Sprint-Layout 5.0. Схему в формате .lay прилагаю. Платы из двухстороннего текстолита 63х15 мм. На плате предусмотрены площадки для припаивания крепежных гаек, причем двухсторонние. Это позволяет устанавливать гайки с любой стороны платы. Предусмотрены и двухсторонние пятачки для крепления контактов запускающего джампера Jmp2, в данном случае просто для надежной припайки.


Плата делалась по ЛУТ технологии. Дорожки сделаны максимально широкие, особенно силовые.

РАБОТА

После сборки таймер заработал сразу. Алгоритм работы таймера ТК-3 прост. При установленной перемычке Jmp2, включается питание перемычкой Jmp1. Сразу загорается сигнальный диод, если с цепью все в-порядке. Снятие перемычки Jmp2 запускает таймер и через нужный промежуток срабатывает запал. Этот промежуток, то есть задержка, подбирается подкручиванием подстроесного резистора R4. На практике запускающий джампер Jmp2 крепится тросиком к пусковой установке и при старте ракеты срывается с контактов. Система, конечно, простая до тупизны, но имеет существенные плюсы. Во-первых, надёжный запуск. Во-вторых, кроме двух маленьких контактов ракета с собой ничего не тащит. Все очевидно и надежно, ничего лишнего, что в ракетном деле очень важно. На всякий случай даю ролик.

УСТАНОВКА

Кто читал про ракету Блик и установку на ней светодиодного датчика апогея, тот представляет, как это делается в схеме "слайс". Точно так же крепится и таймер ТК-3. Чтобы прижимная нагрузка не приходилась на детали, на крепежные винты установлены упорные алюминиевые втулки.

Контакты джампера - две миллиметровые облуженные медные проволочки. Еще лучше использовать родные позолоченные контакты, выпаянные из компьютерной платы. Они отгибаются назад по ходу ракеты. Сам джампер (жёлтый на фото) - обычная микро-перемычка из компьютерной платы.

На фото показана установка в корпус Ø40 мм ракеты Циклон-2М предыдущего варианта, собранного в навесном исполнении. Однако это не принципиально, смысл понятен. Рядом с таймером без проблем укладывается батарея "Крона". Доступ к элементам управления, регулировки легко осуществляется без разборки ракеты. Тут же перед глазами и индикация.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе создания таймера решены задачи универсальности, практичности, надежности, простоты и удобства. Продумана идеология применения, технология изготовления, способ установки и управления, выработан несложный алгоритм использования в системах спасения ракет.

Схема простая, компактная, не дорогая, надежная, есть проверка цепи, защита от переполюсовки, почти нет ограничений по нагрузке.

Таймер ТК-3 хорошо зарекомендовал себя на ракете Циклон-2М. Его применение позволило освободить значительное пространство в корпусе ракеты и использовать его под дополнительную аппаратуру. Фактически таймер позволил повысить класс ракеты Циклон-2М до уровня проекта Рк-4.

Схема отработана и может быть рекомендована к применению. На данный момент это топовый вариант таймера, не имеющий каких-то принципиальных недоработок. /18.10.2012 kia-soft/

***