Cubesat õhukvaliteedi anduri ja Arduinoga: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

CubeSati loojad: Reghan, Logan, Kate ja Joan

Sissejuhatus

Kas olete kunagi mõelnud, kuidas luua Marsi orbiit, et koguda andmeid Marsi atmosfääri ja õhukvaliteedi kohta? Kogu selle aasta jooksul oleme oma füüsikatunnis õppinud, kuidas programmeerida Arduinosid Marsi andmete kogumiseks. Alustasime aastat õppides, kuidas maade aptomosfäärist välja pääseda, ja oleme aeglaselt hakanud kavandama ja ehitama CubeSatsi, mis võiksid tiirutada ümber Marsi ja koguda andmeid Marsi pinna ja selle atmosfääri kohta.

Samm: vajalikud materjalid

• MQ 9 gaasiandur
• Metallist robotdetailid
• Arduino
• leivalaud
• kruvid ja mutrid

2. samm: tööriistad ja ohutus

• Dremel
• Poldilõikur
• Tangid
• Ratta lihvmasin
• Veski
• Saag
• Liivapaber
• Lint ja nöör anduri, Arduino jms kinnitamiseks CubeSati (vajadusel)
• Kaitseprillid
• Kindad

Samm: kuidas luua Cubesat & Wire Arduino

Fritzing Diagrammid traadi Arduino ja anduri jaoks

MQ-9 on pooljuht CO/põleva gaasi jaoks.

Cubesati piirangud:

1. 10x10x10
2. Kaal ei ületa 1,3 kg (umbes 3 naela)

Cubesati ehitamine:

ETTEVAATUST: Metalli lõikamiseks kasutage lintsaagi või hakksaega ning kandke prille ja kindaid.

1. Lõika 2 metallist lehte 10x10 cm ruudukujuliseks või kui sul pole õiget metallist suurust, ühenda 2 metallitükki, kasutades plastikust pistikut ja mõnda kruvi ja mutrit.

2. Lõika 4 tükki 10 cm kõrguseid nurgatükke metallist. Need on Cubesati nurgad.

3. Lõika metallist 8 tükki 10 pikka lamedat kitsast pulka.

4. Alustage nurgatükkide ühendamisest ühe tasase 10x10 cm ruuduga, mis lõigati 1. etapis. Laske kruvid Cubesati välispinna poole.

5. Lisage nurgatükkidele 4 horisontaalset tuge (pikad lamedad pulgad), need peaksid nurgatükkidel olema umbes poole peal. Neid peaks olema neli, üks mõlemal küljel.

6. Lisage 4 vertikaalset tuge (pikad lamedad pulgad), need ühendatakse keskel asuvate horisontaalsete tugedega.

7. Kasutage kuuma liimi vertikaalsete tugede ühendamiseks alusega, kus nurgaosad on ühendatud.

8. Asetage teine 10x10 cm ruut peale, kinnitage see 4 kruviga (üks igas nurgas). Ärge kinnitage enne, kui arduino ja andurid on CubeSatis.

MQ-9 anduri kood:

#include // (jadaperifeerne liides, mis suhtleb seadmetega lühikestel vahemaadel)

#include // (saadab ja ühendab andmed sd -kaardiga)

#include // (kasutab juhtmeid andmete ja teabe ühendamiseks ja teisaldamiseks)

ujukandurPinge; // (loe anduri pinget)

float sensorValue; // (prindige välja loetud anduri väärtus)

Faili andmed; // (muutuja faili kirjutamiseks)

// lõpetage eelhäälestus

void setup () // (toimingud tehakse seadistamisel, kuid teavet/andmeid ei salvestata) //

{

pinMode (10, VÄLJUND); // peab määrama tihvti 10 väljundiks, isegi kui seda ei kasutata

SD algus (4); // alustab SD -kaarti, kui CS on seatud pin 4 -le

Seriaalne algus (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (analoogpingel on null)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5,0;

}

void loop () // (käivitage tsükkel uuesti ja ärge salvestage teavet/andmeid)

{

Andmed = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // avab faili nimega "Logi"

kui (andmed) {// puhkab ainult siis, kui fail on edukalt loodud

Serial.print ("anduri pinge ="); // (printimise/salvestamise anduri volatage)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (printige andmed volatiilselt)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

viivitus (1000); // (viivitus 1000 millisekundit ja seejärel andmete kogumise taaskäivitamine)

}

}

4. samm: tulemused ja saadud õppetunnid

Tulemused:

Füüsika Laiendasime oma teadmisi Newtoni seadustest, täpsemalt tema esimesest seadusest. See seadus sätestab, et liikuv objekt jääb liikuma, kui seda ei mõjuta välisjõud. Sama mõiste kehtib ka puhkeolekus olevate objektide kohta. Kui meie CubeSat tiirles, oli see ühtlase kiirusega.. nii liikumises. Kui nöör peaks katkema, oleks meie CubeSat lendanud sirgjooneliselt oma orbiidi konkreetses kohas, kus see napsas.

Kvantitatiivne Kui orbiit algas, saime korraks 4.28, siis muutus see 3.90 -ks. See määrab pinge

Kvalitatiivne Meie CubeSat tiirles ümber Marsi ja kogus andmeid atmosfääri kohta. Kasutasime oma MQ-9 anduri atmosfääri lisamiseks propaani (C3H8) erinevuse tuvastamiseks ja mõõtmiseks. Lennukatset läks Marsi orbiidi mahajäämuse tõttu tõesti hästi. CubeSat lendas ringikujuliselt, tsensor oli suunatud Marsi poole sissepoole.

Õppetunnid:

Selle projekti suurim õppetund oli meie võitlustes püsimine. Selle projekti kõige raskem osa oli ilmselt nuputamine, kuidas seadistada ja kodeerida SD -kaart meie andmete kogumiseks. See tekitas meile palju probleeme, sest see oli pikk katse-eksituse protsess, mis oli natuke masendav, kuid lõpuks saime sellest aru.

Õppisime olema loomingulised ja kasutama tööriistu, et luua 10x10x10 CubeSat, mis aitab mõõta õhusaastet gaasianduri MQ-9 abil. Me kasutasime metalli õige suurusega lõikamiseks selliseid elektrilisi tööriistu nagu Dremel, poltlõikur, suur ratasveski ja rauasaag. Samuti õppisime, kuidas oma disaini õigesti kavandada, alates meie peas olevatest ideedest kuni paberini, ja seejärel plaani ellu viia. Muidugi mitte ideaalselt, kuid planeerimine aitas meil rajal püsida.

Teine oskus, mille õppisime, oli MQ-9 anduri kodeerimine Arduinose. Kasutasime gaasiandurit MQ-9, kuna meie peamine eesmärk oli valmistada CubeSat, mis oleks võimeline mõõtma õhukvaliteeti Mar'i atmosfääris.