„Cubesat“su oro kokybės jutikliu ir „Arduino“: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

„CubeSat“kūrėjai: Reghan, Logan, Kate ir Joan

Įvadas

Ar kada susimąstėte, kaip sukurti Marso orbitą, kad būtų surinkti duomenys apie Marso atmosferą ir oro kokybę? Per visus šiuos metus mūsų fizikos pamokoje išmokome programuoti „Arduinos“, kad galėtume rinkti duomenis apie Marsą. Metus pradėjome mokydamiesi apie tai, kaip išeiti iš žemės aptomosferos, ir pamažu pradėjome kurti ir kurti „CubeSats“, galinčius skrieti aplink Marsą ir rinkti duomenis apie Marso paviršių ir jo atmosferą.

1 žingsnis: reikalingos medžiagos

• MQ 9 dujų jutiklis
• Metalinės robotų dalys
• Arduino
• Bandomoji Lenta
• varžtai ir veržlės

2 žingsnis: įrankiai ir sauga

• „Dremel“
• Varžtų pjoviklis
• Replės
• Ratų šlifuoklis
• Šlifuoklis
• Pjūklas
• Smėlio popierius
• Juosta ir virvelė, skirta jutikliui, „Arduino“ir kt. Pritvirtinti prie „CubeSat“(jei reikia)
• Apsauginiai akiniai
• Pirštinės

3 žingsnis: Kaip sukurti „Cubesat & Wire Arduino“

„Fritzing“diagramos prie „Arduino“ir jutiklio

MQ-9 yra puslaidininkis CO/degiosioms dujoms.

„Cubesat“apribojimai:

1. 10x10x10
2. Negali sverti daugiau kaip 1,3 kg (apie 3 svarus)

Kaip sukurti „Cubesat“:

ATSARGIAI: Norėdami pjauti metalą, naudokite juostinį pjūklą arba pjautinį pjūklą ir mūvėkite akinius bei pirštines.

1. Iškirpkite 2 metalo lakštus į 10x10 cm kvadratą arba, jei neturite tinkamo dydžio metalo, prijunkite 2 metalo gabalus, naudodami plastikinę jungtį ir kai kuriuos varžtus bei veržles.

2. Iškirpkite 4 metalo gabalus 10 cm aukščio. Tai bus „Cubesat“kampai.

3. Iškirpkite 8 gabalus iš 10 ilgų plokščių siaurų metalo lazdelių.

4. Pradėkite nuo kampinių dalių sujungimo su vienu iš plokščių 10x10 cm kvadratų, kurie buvo nupjauti 1 veiksme.

5. Prie kampinių dalių pridėkite 4 horizontalias atramas (ilgas plokščias lazdeles), jos turėtų būti maždaug iki pusės kampinių dalių. Jų turėtų būti keturi, po vieną kiekvienoje pusėje.

6. Pridėkite 4 vertikalias atramas (ilgas plokščias lazdeles), jos bus prijungtos prie horizontalių atramų centre.

7. Naudodami karštus klijus, vertikalias atramas prijunkite prie pagrindo, kur yra sujungtos kampinės dalys.

8. Ant viršaus uždėkite kitą 10x10 cm kvadratą, pritvirtinkite jį 4 varžtais (po vieną kiekviename kampe). Negalima tvirtinti, kol „arduino“ir jutikliai nėra „CubeSat“.

MQ-9 jutiklio kodas:

#include // (nuosekli periferinė sąsaja, bendraujanti su įrenginiais nedideliais atstumais)

#include // (siunčia ir prijungia duomenis prie SD kortelės)

#include // (naudoja laidus duomenims ir informacijai sujungti ir perkelti)

plūdės jutiklisĮtampa; // (skaityti jutiklio įtampą)

float sensorValue; // (išspausdinkite nuskaitytą jutiklio vertę)

Failo duomenys; // (kintamasis rašymui į failą)

// baigti išankstinę sąranką

void setup () // (veiksmai atliekami atliekant sąranką, bet informacija/duomenys neįtraukiami) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // turi nustatyti 10 kaištį į išvestį, net jei jis nenaudojamas

SD. Pradžia (4); // prasideda SD kortelė, kai CS nustatytas į 4 kaištį

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (analoginis kaištis nustatytas į nulį)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5,0;

}

void loop () // (paleiskite ciklą dar kartą ir neįrašykite informacijos/duomenų)

{

Duomenys = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // atidaro failą pavadinimu „Žurnalas“

jei (duomenys) {// ilsėsis tik sėkmingai sukūręs failą

Serial.print ("jutiklio įtampa ="); // (spausdinimo/įrašymo jutiklio volatage)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (spausdinti duomenis skirtingais būdais)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

vėlavimas (1000); // (vėlavimas 1000 milisekundžių, tada iš naujo paleiskite duomenų rinkimą)

}

}

4 žingsnis: Rezultatai ir išmoktos pamokos

Rezultatai:

Fizika Mes išplėtėme savo žinias apie Niutono dėsnius, ypač jo pirmąjį įstatymą. Šiame įstatyme teigiama, kad judantis objektas liks judėti, nebent jo veiks išorinė jėga. Ta pati sąvoka taikoma ir ramybės būsenoje esantiems objektams. Kai mūsų „CubeSat“skriejo aplink orbitą, jis buvo pastoviu greičiu.. todėl judėjo. Jei eilutė nutrūktų, mūsų „CubeSat“būtų skridęs tiesia linija konkrečiame savo orbitos taške, kur jis užsifiksavo.

Kiekybinė Kai prasidėjo orbita, kurį laiką gavome 4,28, tada ji pasikeitė į 3,90. Tai nustato įtampą

Kokybinis „CubeSat“skriejo aplink Marsą ir rinko duomenis apie atmosferą. Mes panaudojome propaną (C3H8), kad mūsų MQ-9 jutiklis pridėtų atmosferą, kad aptiktų ir išmatuotų skirtumą. Skrydžio bandymas pavyko tikrai gerai dėl Marso orbitos atsilikimo. „CubeSat“skriejo sukamaisiais judesiais, cenzorius nukreiptas į vidų Marso link.

Pamokos:

Didžiausia šio projekto pamoka buvo ištverti mūsų kovas. Sunkiausia šio projekto dalis tikriausiai buvo išsiaiškinti, kaip nustatyti ir koduoti SD kortelę, kad būtų renkami mūsų duomenys. Tai suteikė mums daug rūpesčių, nes tai buvo ilgas bandymų ir klaidų procesas, kuris buvo šiek tiek varginantis, tačiau galiausiai mes tai supratome.

Mes išmokome būti kūrybingi ir naudoti įrankius kuriant 10x10x10 „CubeSat“, kuris padės išmatuoti oro taršą naudojant MQ-9 dujų jutiklį. Mes panaudojome elektrinius įrankius, tokius kaip „Dremel“, varžtų pjaustytuvas, didelis ratų šlifuoklis ir metalo pjūklas, kad supjaustytume reikiamo dydžio metalą. Mes taip pat sužinojome, kaip teisingai suplanuoti savo dizainą nuo mūsų galvoje esančių idėjų iki popieriaus ir tada įgyvendinti planą. Žinoma, ne tobulai, tačiau planavimas padėjo mums išlikti teisingame kelyje.

Kitas mūsų išmoktas įgūdis buvo koduoti MQ-9 jutiklį į „Arduinos“. Mes naudojome dujų jutiklį MQ-9, nes pagrindinis mūsų tikslas buvo sukurti „CubeSat“, kuris galėtų išmatuoti oro kokybę Mar atmosferoje.