LOVELACE-2

Бортовой компьютер "Лавлейс-2" для модельной ракеты с Системой Телеметрии и Аварийного Спасения

Версия проекта: 2.9
Дата завершения работ: октябрь 2025 Дата публикации в открытом доступе: июнь 2026

Система телеметрии и спасения для модельной ракеты на базе Arduino. Включает бортовая электронику (сбор данных, логирование, передача) и наземный приёмник.

Общая архитектура

Система состоит из трёх основных частей:

1. Бортовой компьютер (Rocket Main) — Arduino Nano
   Собирает данные с датчиков, пишет на SD-карту, определяет момент раскрытия парашюта.

2. Бортовой передатчик LoRa — второй Arduino Nano
   Принимает данные по SoftwareSerial от главного бортового компьютера и передаёт их по LoRa на землю.

3. Наземный приёмник LoRa — Arduino (Uno/Nano)
   Принимает пакеты по LoRa и выводит их в Serial-порт (для компьютера/телефона с терминальной программой).

Схема работы

[Датчики + GPS] → Arduino Main → SD-карта ↓ (SoftwareSerial) Arduino LoRa TX → LoRa 433 МГц → LoRa RX (на земле) → Serial (ПК)

---

Бортовой компьютер (Rocket Main)

Файл: rocket_main.ino

Подключённые компоненты:

• BMP280 — температура + высота (барометрическая)
• GPS (u-blox) — широта, долгота
• MPU6050 — акселерометр и гироскоп (в основном акселерометр по Y)
• SD-карта (SPI) — логирование всех данных
• Пьезо (пин 9) — звуковая сигнализация
• Мортира 1 (пин 10) — основной сигнал на раскрытие парашюта
• Мортира 2 (пин 3) — дублирующий сигнал (с задержкой 1.5 секунды)

Основные функции:

• Определение апогея и спуска:

  • Отслеживается максимальная высота (max_alt).
  • Если высота упала более чем на 25 метров от максимума и максимум был ≥ 700 м — срабатывает descent().

• Логирование:

  • Каждую итерацию loop() записывается строка на SD-карту в формате:

    millis();temp;lat;lon;alt;accelY;gyroX;gyroY;gyroZ
    

• Передача телеметрии:

  • Каждые 500 мс отправляется по SoftwareSerial строка:

    lat;lon;alt
    

• Система спасения:

  • При обнаружении спуска подаётся сигнал HIGH на пин 10.
  • Через 1.5 секунды дополнительно активируется пин 3.
  • Включается звуковая сирена.

---

Бортовой LoRa-передатчик

Файл: rocket_sender.ino

• Принимает данные по SoftwareSerial (пин 5) от главного Arduino.
• При получении полной строки (до \n) отправляет её одним пакетом LoRa (433 МГц).
• Использует библиотеку LoRa.

---

Наземный приёмник LoRa

Файл: receiver.ino

• Принимает пакеты LoRa.
• Приводит строку к фиксированной длине 60 байт (дополняет ; при необходимости).
• Выводит данные в Serial (115200).
• Включает пищалку на пине 8 при приёме пакета.
• Поддерживает мониторинг уровня сигнала (RSSI можно добавить).

---

Принцип работы всей системы

1. Ракета стартует.
2. Главный Arduino постоянно читает датчики, пишет логи на SD и отправляет координаты + высоту каждые 500 мс.
3. Второй Arduino упаковывает эти данные в LoRa-пакеты.
4. На земле приёмник выводит данные в реальном времени в терминал.
5. При достижении апогея и начале спуска (падение >25 м) автоматически срабатывают мортиры (электровоспламенители) для раскрытия парашюта.

---

Важный инцидент на реальном пуске

Во время настоящего пуска один из микроконтроллеров Arduino Nano отказал по неизвестной причине.

Последствия:

• На землю передавались статичные (замороженные) данные.
• Система определения спуска и команда на раскрытие парашюта не сработала с бортового компьютера.
• Ракета вернулась без раскрытого парашюта (жёсткая посадка).

Выводы и рекомендации:

• Использовать более надёжное питание (отдельные стабилизаторы, конденсаторы).
• Дублировать критически важные функции (например, иметь независимый таймер/барометрический выключатель спасения).
• Улучшить механическое крепление модулей и защиту от вибраций.
• Рассмотреть переход на более мощный/надёжный микроконтроллер (ESP32 или STM32) для основной логики.

---

Требуемые библиотеки

• Wire.h
• Adafruit_BMP280
• TinyGPS++
• SoftwareSerial
• SPI.h
• SD
• MPU6050
• LoRa (by sandeep mistry)

Настройка

1. Установите все библиотеки через Library Manager.
2. Проверьте пины в коде под свою разводку.
3. Для GPS — скорость 9600 бод.
4. LoRa частота — 433E6 (проверьте разрешённую в вашем регионе).
5. Задайте свой порог срабатывания системы спасения.

---

Автор: Александр Генералов
Лицензия: MIT / Open Source

Удачных полётов и мягких посадок! 🚀