Проектирование бортового компьютера ракеты на базе Arduino для обучения в области встраиваемых систем

По мере усложнения любительских моделей ракет в их конструкцию все чаще включают бортовые компьютеры. Они предоставляют многочисленные преимущества и позволяют реализовать такие расширенные функции, как регистрация данных, отслеживание местоположения, управление вектором тяги (TVC), активация воспламенительного заряда с задержкой и активное управление компонентами. Готовые бортовые компьютеры могут быть достаточно дорогими и при этом предлагать ограниченные возможности настройки, что создает бюджетные трудности для любительских ракетных проектов. Непосредственная работа со сложным аппаратным обеспечением и программным обеспечением низкого уровня может быть затруднительной для многих пользователей; поэтому были созданы отладочные платы, делающие любительские проекты более доступными. В связи с этим существует потребность в недорогом бортовом компьютере, подходящем для пользователей с различными бюджетными возможностями, и именно в этой области микроконтроллерные платформы, такие как Arduino, имеют существенные преимущества. Платформа Arduino располагает обширными ресурсами сообщества и простым в использовании программным обеспечением, включая интегрированную среду разработки Arduino (Arduino IDE). На базе микроконтроллера Arduino Mega был разработан недорогой, функциональный и модифицируемый бортовой компьютер ракеты на платформе Arduino. Этот компьютер совместим с Arduino IDE, а также со стандартным уровнем аппаратной абстракции Arduino (HAL). Распространенные датчики, включая акселерометр, барометр и альтиметр, предоставляют пользователю различные возможности для регистрации полетных данных и активного управления. Для хранения полетных данных также предусмотрена встроенная память. Кроме того, компьютер может управлять мощными компонентами, такими как сервоприводы и воспламенительные заряды. Чтобы сделать разработку программного обеспечения более доступной для начинающих, комплексный программный пакет упрощает работу с датчиками, функциями связи и внешними компонентами, а простой программный интерфейс позволяет извлекать данные. Для демонстрации возможностей системы были разработаны примеры алгоритмов управления, включая управление вектором тяги (TVC).