Testutstyr for programmerbar ammunisjon.

Testutstyr for programmerbar ammunisjon.

C. K. 19. august 2019

Dette har vært min bacheloroppgave i elektronikk. Den er utført i samarbeid med Nammo Raufoss AS og deres utviklingsavdeling for elektronikk. Denne oppgaven har også blitt videreutviklet sommeren 2019, etter ønske fra Nammo. Oppgaven omhandler utvikling av embedded elektronikk som kommuniserer med programmerbar ammunisjon og en iOS applikasjon som skal utføre og forenkle programmeringen av ammunisjonen. Dette har vært en oppgave med en stor andel av både hardware og software.

Forord

Dette er uten tvil en komplisert oppgave det kan være vanskelig å helt forstå med det første. Det krever innsikt i et emne ikke så mange driver med, programmerbar ammunisjon. På grunn av dette har jeg prøvd å fremstille oppgaven så enkelt og oversiktlig som mulig uten å gå i for mye detaljer. Hvis det ønskes mer detaljer kan man lese rapporten fra bacheloroppgaven eller kommentere under. Det er heller ikke all informasjon som kan deles på grunn av taushetsplikt.

Beskrivelse

Programmerbar ammunisjon er ammunisjon som kan detonere etter en gitt tid, utifra den programmeringen den mottar. Nammo utfører denne programmeringen i luften etter utskyting. Ammunisjonen kan for eksempel være en granat skutt ut fra en stridsvogn. For å verifisere at granaten programmeres på korrekt måte, har vi utviklet elektronikk som kan kommunisere med granaten og en iOS applikasjon til iPad/iPhone som kan kommunisere over Bluetooth med elektronikken. Dermed kan vi bruke en iOS enhet til å verifisere at det blir programmert korrekt.

En videreutvikling av dette ble gjort i sommeren 2019 hvor det også ble laget en skytecomputer. Dette betyr i prinsippet at iOS applikasjonen utfører beregningene som skal til for å programmere granaten, etter ønsket tid eller lengde, og dermed programmerer den. Dermed er testutstyret vårt blitt et fullverdig testutstyr som kommuniserer begge veier.

Det er dermed utviklet to fysiske elektroniske enheter som har hver sin Bluetooth tilkobling. Disse kobles begge til iOS enheten samtidig, slik at applikasjonen kan opprettholde to Bluetooth tilkoblinger på samme tid. Da skiller vi verifisering og programmering, slik at disse blir uavhengige enheter som ikke påvirker hver andre.

Det har vært 3 deloppgaver i dette prosjektet.

  • Applikasjon
  • Elektronikk
  • Kapsling

Applikasjonen

Oppstartsvinduet for applikasjonen er vist i dette bildet. Her kan man velge om man skal motta data for verifisering, eller programmere ammunisjon som en skytecomputer. Det er også mulighet for å se tidligere mottatt informasjon og teste styrken på bluetooth tilkoblingen. Bluetooth tilkobles øverst i venstre hjørne. Batterispenningen for elektronikken, samt RSSI verdien på bluetooth tilkoblingen er vist øverst i høyre hjørne.

Her er det vist skytecomputeren. Denne regner ut tid til detonering av ammunisjonen ut i fra ulike variabler. Her er det korrigering ut i fra vind, hastighet, kaliber og andre. Det blir derfor utført beregninger i bakgrunn og kalkulert en datapakke som sendes til elektronikkenheten. Denne enheten sender så datapakken til ammunisjonen å programmerer den.

Elektronikken

I elektronikkenhetene var det nødvendig med radiokommunikasjon med granaten, Bluetooth kommunikasjon med iOS enheten, batteri og mikrokontroller. Det ble brukt ARM-baserte mikrokontrollere. Full liste over komponenter finnes i rapporten. Det ble laget kretskort til komponentene, som er modulbaserte. Begrunnelsen bak dette er at det skal være enkelt å prototype, ved å kunne bytte ut komponenter uten å måtte re-designe kretskortet. Det ble CNC-millet kretskort og det var utviklet i Eagle CAD. Kretskortet montert i kapslingen er vist i bildet under.

Kretskort montert i kapsling.

Mikrokontrolleren ble programmert i Arduino på grunn av dens fleksibilitet med open source biblioteker og støtte online. Bluetooth modulen måtte etter hvert oppgraderes. Vi valgte å gå for en Nordic nRF52840 chip på grunn av dens fleksibilitet. Denne ble programmert i Nordic sin egen SDK som skrives i C. Ferdig loddet kretskort med påmonterte komponenter er vist i bilde under. Batteriet er et lithium-ion batteri som ligger nedfelt i bunnen av kapslingen.

Ferdig montert elektronikk.

Kapslingen

Elektronikken er fastmontert i en kapsling som ble modellert i Solidworks og 3D printet. Denne kapslingen er robust, har utgang for lading og programmering samt uttak til radiosender som kommuniserer med ammunisjonen. Kapslingen er vist i bildet under.

Kapsling for elektronikk

Nedlastning

Rapporten for bacheloroppgaven kan leses om ønskelig. Den finnes på nedlastningssiden her: https://www.mariusck.com/nedlastninger/.

Bidrag

Prosjektet er utført av meg i samarbeid med Eirik P. Velta. Vi jobbet også sammen sommeren 2019 hos Nammo, under videreutvikling av dette prosjektet. Eirik har utført størsteparten av apputviklingen og jeg har gjort det meste av elektronikken.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *