Технології

Ентузіаст зробив гіроскопічно стабілізовану камеру для ракети

24 трв•ProstoMob

Автор каналу BPS.space Джої Бургер поставив собі просте запитання: а що, якби зняти розкриття парашута ракети в уповільненому темпі? Відповідь зайняла кілька місяців, зламаний мотор, одну назавжди втрачену камеру GoPro і купу нецензурних слів.

Ідея: викинути з борту ракети невеличкий модуль з камерою на 240 fps — і зловити момент розкриття парашута так, як це ще ніхто не робив. Але між «звучить красиво» і «реально працює» — дистанція, яку Джої долав довгі місяці.

Перша проблема постала одразу: модуль треба було тримати направленим на ракету. Пасивна стабілізація не спрацювала. Тоді з’явилась ідея з гіроскопом — важким латунним диском, який крутиться з великою швидкістю і фізично «пам’ятає» своє положення у просторі. Це не реактивне колесо — важливе уточнення, яке автор підкреслює окремо. Реактивне колесо змінює швидкість обертання і обмінюється кутовим моментом із корпусом. Гіроскоп крутиться постійно і просто чинить опір будь-якій спробі змінити його орієнтацію.

Перший диск із латуні важив близько 30 г. При першому запуску він вібрував так, що це було добре чути.

Мотор, на який його насадили, швидко почав плавити пластикові деталі корпусу — через дисбаланс, а не через надмірне навантаження. Виявилося, що центральний отвір не був ідеально відцентрований від самого початку — свердло трохи повело вбік. Другий диск робили значно акуратніше, і різниця відчувалася одразу.

Потім почалась епопея з камерою. Замість звичайного GoPro Hero 10 Bones (їх зняли з продажу) Джої перейшов на збірку FlyWoo Hero 12 — вже з платою для живлення від USB. Щоб розмістити лінзу в потрібній точці корпусу, довелося замовити подовжений шлейф у Red Kite Drones і скрутити його в якусь неймовірну фігуру, яку сам автор назвав «топологічними витівками Мебіуса».

Для управління камерою використали GoPro Labs — відкриту систему програмування GoPro через QR-коди. Вона дозволяє задавати сценарії запису, налаштовувати час старту і навіть читати дані IMU. Ідея була така: камера вмикається при старті ракети, чекає 10–15 секунд (поки GoPro перевірить і за потреби відремонтує пошкоджені файли з попереднього польоту), потім пише відео 240 fps під час підйому й апогею — і вимикається ще в повітрі.

Саме вимикається. Якщо камера пише файл у момент удару об землю, є ризик, що MP4 залишиться без «змісту» і його не вдасться відтворити.

Один із GoPro в процесі налаштування забрикував назавжди. Камера застрягла в циклі перезавантаження. Два дні спроб — і нічого. Просто втрата.

Але найдовше Джої возився з електронним шумом. Коли всі компоненти зібрали в один корпус і запустили, виявилось, що відео з GoPro виглядає як щось середнє між глюченим VHS і телевізором без сигналу — горизонтальні смуги, десинхронізація, дикі кольорові артефакти, втрата сотень кадрів одночасно. Причина — колекторний мотор гіроскопа генерує брудний електричний шум, який пролазить у живлення камери.

Спроби вирішити це конденсаторами, дроселями, RC-фільтрами розтягнулись на кілька днів. Шум зменшувався, але не зникав. Коли модуль знову зібрали — стало гірше ніж на стенді. Виявилося, що окрім фільтрації по живленню, проблема була ще й у тому, що провід від таймера до мотора проходив впритул до незахищеного шлейфу камери. Один злегка відігнутий дріт — і всі глюки зникли. Остаточно й назавжди.

«Це найтупіше рішення, яке я коли-небудь знаходив», — зізнається сам Джої в кадрі.

Модуль уже пройшов серію тестових скидань із висоти близько 3,5 метра у себе вдома. Знімки з 240 fps показують щось справді приємне для ока: маленький бокс повільно відлітає від платформи-деплоєра, зберігаючи орієнтацію навіть під ударами стиснутого повітря. Крен він не стабілізує — і виглядає це навіть краще, ніж без нього.

Наступний крок — виготовлення носового конуса, з якого модуль буде викидатися під час реального польоту до апогею на 10 кілометрів. Чи вдасться зловити той самий кадр — дізнаємось незабаром.

Запис Ентузіаст зробив гіроскопічно стабілізовану камеру для ракети спершу з'явиться на ProstoMob.

бургер, бокс, Сигнал

Читайте ще