Mi implementación de un banco de ensayos para motores cohetes
Este es mi intento de implementación, no pretendo hacer un tutorial o paso a paso de como hacer un banco de ensayos. Les cuento mi experiencia por si les sirve para sacar ideas para su proyecto.
Aclaro que a mi no me gusta la programación y mis conocimientos en el tema son muy limitados
Mi metodología de trabajo es primero buscar antecedentes del tema, en Google, en foros, y en papers o publicaciones científicas. Luego determinar que recursos tengo a mi disposición, ya sean estos recursos monetarios, facilidad de conseguir cierto sensores o circuitos integrados, herramientas y mi propia capacidad técnica de construir.
En base a lo que dispongo (de acumular cosas durante años) , lo que puedo conseguir y las herramientas disponibles empiezo a “armar el rompecabezas” y ver que solución, que me guste saco de todo eso.
En mi investigación de antecedentes de bancos de ensayos he visto implementaciones muy simples como una balanza y un manómetro filmados con un celular, y luego cuadro a cuadro tomar los puntos de medición, pasando por módulos Arduino hasta implementaciones ultra profesionales de varios miles de dólares como https://www.futek.com/applications/Rocket-Engine-Thrust-Stand
En mi caso el recurso monetario es escaso (término muy subjetivo ya que para otros puede significar mucho mas o mucho menos), pero me gusta hacer lo mejor posible desde mis posibilidades.
Arduino en principio no me gustaba mucho por la limitante de la cantidad de muestras, solo 80 muestras por segundo, pero es económico, fácil de implementar y en Internet hay dando vuelta varias implementaciones, peor o mejor explicadas, con todo listo para hacer una copia propia.
En mi investigación de antecedentes vi que muchos, especialmente grupos de universidades, Richard Nakka, etc, utilizan interfaces de adquisición de datos de la firma DATAQ, en muchos casos la más económica de ese momento que permite registrar 240 muestras por segundo (esa modelo ya no se fabrica) https://www.dataq.com/resources/obsolete/products/di-194/.
240 muestras por segundo es algo interesante y si se puede conseguir a bajo precio mejor, buscando info de estas interfaces me topé con la posibilidad de comprar una mas moderna por un precio que en ese momento no me resultaba inalcanzable, Argentina en ese momento tenía problemas para comprar al exterior (restricciones de ingreso de paquetes) además de un sistema aduanero ultra burocrático y lento que provoca que los paquetes se pierdan en el limbo de la “aduana-correo Argentino”. Debido a esto surgieron empresas (courrier) que por un costo extra se encargan de importar la mercadería y entregarla de forma segura. Una de ellas es Tiendamia que por experiencia de un conocido opté por esta, encontrando en Amazon 1 unidad de la interfaz DI-1100 a unos 55 dólares EEUU, con el extra de impuestos y del courrier me quedó en 69 dólares (20mil pesos Argentinos en ese momento).
Esta interfaz dispone de 4 canales con capacidad de tomar 8000 muestras a 12 bit de resolución, el software es gratuito y exporta los resultados a excel. La verdad no encontré ningún producto similar a ese precio, los otros son mucho mas costosos.
Esta es la interfaz que adquirí para hacer mi implementación de un banco de ensayos que registre empuje y presión.
Como la gran mayoría de mis proyectos, pasan años hasta que los finalizo, este caso no es la excepción, un par de años después de haber adquirido esa interfaz la empresa DATAQ llegué a usarla, no en mi banco de ensayos (todavía no lo he terminado), si no en uno prestado, que ya cuenta con la estructura y con 2 sensores, uno de presión hasta 100 ATM y uno de empuje de hasta 1000 libras (aprox 500kg).
Los ensayos que he publicado en este foro hasta este momento los he realizado con ese banco y esta interfaz.
La verdad he quedado muy conforme con esta interfaz, si bien no es algo automatizado como “apretar un botón y listo” (tener en cuenta que el soft WINDAQ es gratuito), permite rápidamente exportar los resultados a excel y graficar
¿cómo es el proceso?
Una vez todo conectado y el motor listo para encenderlo:
En el software se deben configurar a mano el número de muestras por segundo que se desea adquirir, los canales que se quieren activar para registrar (en esta interfaz hasta 4)
luego las “unidades de ingeniería” los canales registran de -10V a +10V por lo que hay que indicar cual es nuestro “cero” y a cuántos Volt equivale nuestro máximo de registro, por ejemplo el sensor de presión 0.1V son 0 Atmósferas y 10V son 100 ATM.
Una vez ajustados todos los valores se debe iniciar el registro para lo cual se debe crear el archivo con el espacio ya asignado en el disco rígido, para lo cual es soft nos pide indicar el tiempo máximo de registro.
Una vez listo empieza a registrar para lo cual hay que darle a “stop”, para luego unos segundos antes de encender el motor darle a “RECORD”
El soft graba (registra) en forma continua hasta darle a “STOP” nuevamente, con lo cual registra bastante tiempo “muerto” para un motor que dura menos de 2 segundos.
Luego hay que “navegar” dentro del registro para encontrar donde inician las muestras válidas del motor, posicionarse con el cursor al comienzo de estas y darle a exportar para lo cual el soft nos pregunta cuántas muestras (o el archivo completo), de esta forma exportamos a excel solo las muestras de interés desde el comienzo del quemado hasta el fin de este.
Contras:
Requiere de una PC corriendo windows para funcionar (otros modelos más caros de esta marca pueden registrar sin una PC).
Para exportar los resultados requiere tener excel instalado.
Requiere muchos pasos para obtener un registro, me ha pasado de hacer alguno mal al principio con lo cual implemento una lista de verificación antes de cada ensayo.
Para adquirirlo desde Argentina hay que importarlo del exterior.
No posee una entrada externa que active el inicio del registro (otros modelos mas caros tienen entrada externa para esto)
Pros:
Relativamente hablando es una interfaz económica.
No hay que programar nada para ponerla en marcha.
El proceso de instalación es plug and play, muy sencillo.
El soft es gratuito (otras requieren una licencia de LabView o pagar el soft aparte).
Esta disponible el protocolo para aquellos que saben de programación.