Raketen-Leiterplatte

Wofür?

Da die Rakete nicht nur einen einfachen Zeitmesser mit Auslöser, der nach einer zuvor eingestellten Zeit den Fallschirm auslöst bekommen soll, entschieden wir uns, eine Platine zu entwerfen. Diese Platine soll den Luftdruck und die G-Kräfte mit dem BME-280 Luftdrucksensor und dem MPU-6050 Beschleunigungssensor messen. Mit den beiden Daten soll sie dann mitbekommen, ob sie nach oben Fliegt oder nach unten Fällt um dann den Servo für den Fallschirm 100-200m über der Erde auszulösen. Dies tut man, damit die Rakete nicht zu weit vom Wind weggetragen werden kann und man diese sonst sehr lange suchen müsste. Außerdem wird die Rakete die höchst erreichte höhe am eingebautem OLED Display anzeigen, sowie möglicherweise das Triebwerk oder das Leitwerk mit dem Gyrometer steuern.

Aufbau der Platine:

Die Platine wird das folgende haben:

• BME-280 (Luftdruckmesser)
• MPU-6050 (Gyrometer, Beschleunigungssensor)
• Atmega-2560 Pro (Computer für Operationen)
• 0.96Zoll I2c Display (Display)
• ESP-8266 (zum fernsteuern und lesen von Daten)
• MP1584EN (Step Down Wandler)
• Feedback Spannung (misst Akku Spannung, 3.3V Spannung, 5V Spannung)
• 2x 1000uF Kondensator (Filtert die Stromversorgung)
• 5x Knöpfe (für ein Menü)
• 6x Servos (6V mini Servos)
• Neopixel (Seriell ansteuerbare LEDs)
• Extra I2c Bus (für alle Fälle)
• Extra SPI Bus (für alle Fälle)

Designen der Leiterplatte

Schaltbild

Zuerst Habe ich In Easy EDA ein Schaltbild der Leiterplatte gemacht. Dazu habe ich zu jeder Komponente aus der Library ein Symbol, das auch ein Fußabdruck hat in das Schaltbild gezogen. Daraufhin habe ich dann die Komponenten im Schalbild so verkabelt, wie ich diese zuvor einzeln mit dem Atmega-2560 verkabelt habe. Das sieht am ende ungefähr so aus:

Die Leiterplatte:

Beim designen der Leiterplatte Habe ich zuerst alle Komponenten so Platziert, dass diese eng aneinander sind und ich trotzdem Dicke und kurze Leiterbahnen verwenden kann. Dann habe ich alle Beschriftungen erstmalig ausgeblendet, damit ich die Leiterbahnen Besser sehen kann und Kurtze und Dicke Leiterbahnen legen kann. Beim Verlegen habe ich Probiert keine Vias zu benutzen und trotzdem Kurtze Leiterbahnen zu benutzen. Dann machte ich noch Große Löcher zum befestigen der Platine auf die Platine. Als Jede Bahn verbunden war, habe ich auf der unteren Seite eine Kupferfläche auf GND Verlegt, damit jede Komponente einen guten Zugang zu GND hat. Nachdem alles super aussah und man jede mögliche Abkürzung gegangen ist, blendete ich die obere Beschriftungsebene wieder ein und löschte jede Beschriftung. Dann Schrieb ich jede Beschriftung per Hand wieder in groß und verständlich wieder hin. Dies tat ich im nachhinein auch auf der unteren Beschriftungsebene, schrieb aber noch zusätzliche Details zur Platine und den Link oder QR-Code zur Webseite darauf. Dann sieht die Platine so aus: