git.gag.com Git - web/altusmetrum/blob - AltOS/doc/motortest.html

   1 <!DOCTYPE html>
   2 <html lang="en">
   3 <head>
   4 <meta charset="UTF-8">
   5 <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
   6 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
   7 <meta name="generator" content="Asciidoctor 2.0.18">
   8 <meta name="author" content="Bdale Garbee">
   9 <meta name="copyright" content="Bdale Garbee 2021">
  10 <title>Motor Testing: Static and In-Flight Motor Performance Testing</title>
  11 <link rel="stylesheet" href="./am.css">
  12 </head>
  13 <body class="book">
  14 <div id="header">
  15 <h1>Motor Testing: Static and In-Flight Motor Performance Testing</h1>
  16 <div class="details">
  17 <span id="author" class="author">Bdale Garbee</span><br>
  18 <span id="email" class="email"><a href="mailto:bdale@gag.com">bdale@gag.com</a></span><br>
  19 <span id="revnumber">version v1.9.15,</span>
  20 <span id="revdate">19 Feb 2023</span>
  21 </div>
  22 <div id="toc" class="toc">
  23 <div id="toctitle">Table of Contents</div>
  24 <ul class="sectlevel1">
  25 <li><a href="#_license">License</a></li>
  26 <li><a href="#_introduction_and_overview">1. Introduction and Overview</a></li>
  27 <li><a href="#_configuration">2. Configuration</a>
  28 <ul class="sectlevel2">
  29 <li><a href="#_connecting_to_a_unit">2.1. Connecting to a Unit</a></li>
  30 <li><a href="#_changing_the_configuration">2.2. Changing the Configuration</a></li>
  31 </ul>
  32 </li>
  33 <li><a href="#_installation">3. Installation</a>
  34 <ul class="sectlevel2">
  35 <li><a href="#_trigger_to_start_recording">3.1. Trigger to Start Recording</a></li>
  36 <li><a href="#_power_switch_and_battery">3.2. Power Switch and Battery</a></li>
  37 <li><a href="#_pressure_sensor">3.3. Pressure Sensor</a></li>
  38 </ul>
  39 </li>
  40 <li><a href="#_operation">4. Operation</a></li>
  41 </ul>
  42 </div>
  43 </div>
  44 <div id="content">
  45 <div id="preamble">
  46 <div class="sectionbody">
  47 <div id="logo" class="imageblock">
  48 <div class="content">
  49 <a class="image" href="https://altusmetrum.org"><img src="altusmetrum-oneline.svg" alt="Altus Metrum"></a>
  50 </div>
  51 </div>
  52 </div>
  53 </div>
  54 <div class="sect1">
  55 <h2 id="_license">License</h2>
  56 <div class="sectionbody">
  57 <div class="paragraph">
  58 <p>Copyright © 2023 Bdale Garbee and Keith Packard</p>
  59 </div>
  60 <div class="paragraph">
  61 <p>This document is released under the terms of the <a href="http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/">Creative Commons ShareAlike 3.0 License</a></p>
  62 </div>
  63 </div>
  64 </div>
  65 <div class="sect1">
  66 <h2 id="_introduction_and_overview">1. Introduction and Overview</h2>
  67 <div class="sectionbody">
  68 <div class="paragraph">
  69 <p>Welcome to the Altus Metrum community! Our circuits and software reflect
  70 our passion for both hobby rocketry and Free Software. We hope their
  71 capabilities and performance will delight you in every way, but by
  72 releasing all of our hardware and software designs under open licenses,
  73 we also hope to empower you to take as active a role in our collective
  74 future as you wish!</p>
  75 </div>
  76 <div class="paragraph">
  77 <p>Thank you for your interest in motor testing products from Altus Metrum.
  78 Our first such product is EasyMotor, an in-flight motor data collection
  79 board for hobby rockets. EasyMotor is a small circuit board that is meant
  80 to log motor chamber pressure and rocket acceleration during flight. With
  81 this data it&#8217;s possible to determine whether a research motor is performing
  82 as expected. With additional information about masses and airframe drag,
  83 it is even possible to closely estimate complete motor performance.</p>
  84 </div>
  85 <div class="paragraph">
  86 <p>With EasyMotor, the dilemma of “do I burn this on a test stand to learn more
  87 about how it actually works, or do I go fly it” is no more! You can fly your
  88 motor and get real performance data about it too!</p>
  89 </div>
  90 <div class="paragraph">
  91 <p>Because documentation is just as prone as software to contain “bugs”, and
  92 can always be improved… If you have questions that aren&#8217;t answered in this
  93 manual, or just need a little help figuring things out, we strongly suggest
  94 joining the Altus Metrum user email list, which you can do by visiting
  95 <a href="https://lists.gag.com/mailman3" class="bare">https://lists.gag.com/mailman3</a>.</p>
  96 </div>
  97 </div>
  98 </div>
  99 <div class="sect1">
 100 <h2 id="_configuration">2. Configuration</h2>
 101 <div class="sectionbody">
 102 <div class="paragraph">
 103 <p>There is very little that must be configured to make EasyMotor work.
 104 In fact, the default configuration from the factory is typically
 105 sufficient without change.</p>
 106 </div>
 107 <div class="sect2">
 108 <h3 id="_connecting_to_a_unit">2.1. Connecting to a Unit</h3>
 109 <div class="paragraph">
 110 <p>To change any EasyMotor configuration, you need to attach
 111 a battery and a power switch, then use a micro USB cable
 112 to connect the board to a computer running AltosUI.</p>
 113 </div>
 114 </div>
 115 <div class="sect2">
 116 <h3 id="_changing_the_configuration">2.2. Changing the Configuration</h3>
 117 <div class="paragraph">
 118 <p>All available configuration options can be set using the
 119 “Configure Altimeter” menu selection within the AltosUI
 120 program.</p>
 121 </div>
 122 </div>
 123 </div>
 124 </div>
 125 <div class="sect1">
 126 <h2 id="_installation">3. Installation</h2>
 127 <div class="sectionbody">
 128 <div class="admonitionblock warning">
 129 <table>
 130 <tr>
 131 <td class="icon">
 132 <img src="./images/icons/warning.svg" alt="Warning">
 133 </td>
 134 <td class="content">
 135 Firmware versions prior to 1.9.13 used acceleration to detect
 136 launch.  Starting with 1.9.13, the firmware switched to using
 137 pressure to trigger recording. Altus Metrum strongly recommends
 138 upgrading all EasyMotor boards to current firmware, the
 139 behavior of which is described here.
 140 </td>
 141 </tr>
 142 </table>
 143 </div>
 144 <div class="paragraph">
 145 <p>EasyMotor needs to be rigidly attached in the airframe, in any
 146 convenient orientation.</p>
 147 </div>
 148 <div class="sect2">
 149 <h3 id="_trigger_to_start_recording">3.1. Trigger to Start Recording</h3>
 150 <div class="paragraph">
 151 <p>Starting with firmware version 1.9.13, a pressure sensor must
 152 be attached, and pressure change is used to initiate and conclude
 153 data recording.  Pressure and 3 axes of acceleration are recorded
 154 for later analysis.</p>
 155 </div>
 156 <div class="paragraph">
 157 <p>EasyMotor looks for a 50 psi rise in pressure from ambient to
 158 start recording.  Recording stops when the pressure drops
 159 below 50 psi and shows variation of less than 30 psi for at
 160 least 10 seconds. These conditions are intended to capture all
 161 actual burn data including anomalies such as "chuffs".</p>
 162 </div>
 163 </div>
 164 <div class="sect2">
 165 <h3 id="_power_switch_and_battery">3.2. Power Switch and Battery</h3>
 166 <div class="paragraph">
 167 <p>In addition to the circuit board itself, EasyMotor needs
 168 a power switch and battery to operate.  Like many Altus
 169 Metrum products, EasyMotor requires a single-cell LiPo
 170 battery, and has an on-board charging circuit.  The 5V
 171 needed for inexpensive pressure sensors is generated
 172 onboard using a switching regulator to boost the voltage.</p>
 173 </div>
 174 <div class="paragraph">
 175 <p>Because he often mounts EasyMotor to the motor&#8217;s forward
 176 bulkhead instead of to the airframe itself, Bdale often
 177 uses a length of “shooter wire” from an e-match or used
 178 motor igniter as a power switch, routing the wire out of
 179 the typical fin can vent hole and using “twist and tape”
 180 to power up the board. Whatever works!</p>
 181 </div>
 182 </div>
 183 <div class="sect2">
 184 <h3 id="_pressure_sensor">3.3. Pressure Sensor</h3>
 185 <div class="paragraph">
 186 <p>The primary motivation for designing EasyMotor was to have
 187 a reliable way of recording motor chamber pressure during
 188 flight. To that end, EasyMotor supports attachment of a
 189 low-cost analog pressure sensor. The board provides 5V
 190 to power the sensor, and an input for measuring and
 191 logging the output voltage from the sensor.</p>
 192 </div>
 193 <div class="paragraph">
 194 <p>The kind of sensor EasyMotor is designed to work with
 195 takes 5V in and has a linear analog output that ranges
 196 from 0.5V at 0 to 4.5V at the maximum pressure supported
 197 by the sensor. Very inexpensive sensors that have a
 198 “1/8 NPT” threaded input, a “Buick-style” 3-pin connector,
 199 and typically ship with a short cable and mating
 200 connector, are readily available through various vendors
 201 including Amazon, eBay, and AliExpress.</p>
 202 </div>
 203 <div class="paragraph">
 204 <p>To log in-flight chamber pressure, a typical approach
 205 might be to drill a 1/8" sampling hole all the way
 206 through the center of the motor&#8217;s forward closure, then
 207 drill and tap partially through the closure with a “1/8
 208 NPT” pipe tap. Fill the touch hole with grease, screw in
 209 the pressure sensor, and attach the sensor leads to
 210 EasyMotor.</p>
 211 </div>
 212 <div class="paragraph">
 213 <p>If you aren&#8217;t up for machining closures yourself,
 214 <a href="http://lokiresearch.com">Loki Research</a> sells
 215 54mm and 75mm "experimental bulkheads" with threaded
 216 sensor ports that can be used with snap ring cases.</p>
 217 </div>
 218 </div>
 219 </div>
 220 </div>
 221 <div class="sect1">
 222 <h2 id="_operation">4. Operation</h2>
 223 <div class="sectionbody">
 224 <div class="paragraph">
 225 <p>Operating an EasyMotor board is pretty easy. Turn the power on
 226 before launch, typically during the usual pre-flight electronics
 227 checklist after the rocket is installed on a launch rail.</p>
 228 </div>
 229 <div class="paragraph">
 230 <p>The board will beep out a Morse code “P” every few seconds
 231 indicating that it&#8217;s in pad mode and ready to detect launch.
 232 Once launch is detected, the board logs pressure and acceleration
 233 data 100 times per second throughout the flight.</p>
 234 </div>
 235 <div class="paragraph">
 236 <p>After flight, AltosUI can be used to download the flight data,
 237 view a quick graph of acceleration and pressure with pan and
 238 zoom capabilities, then export it to a comma separated values
 239 (CSV) file. Such a file can easily be loaded into a spreadsheet
 240 for analysis.</p>
 241 </div>
 242 </div>
 243 </div>
 244 </div>
 245 <div id="footer">
 246 <div id="footer-text">
 247 Version v1.9.15<br>
 248 Last updated 2023-02-19 18:39:00 -0700
 249 </div>
 250 </div>
 251 </body>
 252 </html>