Cubesat օդի որակի տվիչով և Arduino- ով ՝ 4 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

CubeSat- ի ստեղծողներ ՝ Ռեգան, Լոգան, Քեյթ և anոան

Ներածություն

Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչպես ստեղծել Մարս ուղեծիր ՝ Մարսի մթնոլորտի և օդի որակի վերաբերյալ տվյալներ հավաքելու համար: Այս ամբողջ տարվա ընթացքում մեր ֆիզիկայի դասին մենք սովորեցինք, թե ինչպես ծրագրավորել Արդուինոսին, որպեսզի կարողանանք հավաքել տվյալներ Մարսի մասին: Մենք տարին սկսեցինք սովորելով, թե ինչպես կարելի է դուրս գալ երկրային ապտոմոլորտից և կամաց -կամաց առաջ գնացինք CubeSats- ի նախագծման և կառուցման վրա, որոնք կարող էին պտտվել Մարսի շուրջը և հավաքել տվյալներ Մարսի մակերեսի և նրա մթնոլորտի մասին:

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր

• MQ 9 գազի ցուցիչ
• Մետաղական ռոբոտի մասեր
• Արդուինո
• հացի տախտակ
• պտուտակներ և ընկույզներ

Քայլ 2: Գործիքներ և անվտանգություն

• Դրեմել
• Հեղույս կտրիչ
• Տափակաբերան աքցան
• Անիվի սրբիչ
• Սրճաղաց
• Սղոցող սղոց
• Ավազի թուղթ
• Կասետային և լարային ՝ սենսորը ապահովելու համար, Arduino և այլն ՝ CubeSat- ին (անհրաժեշտության դեպքում)
• Անվտանգության ակնոցներ
• Ձեռնոցներ

Քայլ 3. Ինչպես կառուցել Cubesat & Wire Arduino

Fritzing Diagrams to Wire Arduino & Sensor

MQ-9- ը կիսահաղորդիչ է CO/այրվող գազի համար:

Cubesat սահմանափակումներ

1. 10x10x10
2. Չի կարող կշռել ավելի քան 1.3 կգ (մոտ 3 ֆունտ)

Ինչպես կառուցել Cubesat:

Ո CAՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Մետաղը կտրելու համար օգտագործեք ժապավեն կամ սղոց և կրեք ակնոցներ և ձեռնոցներ:

1. Կտրեք 2 թիթեղ 10x10 սմ քառակուսի կամ եթե մետաղի ճիշտ չափսեր չունեք, միացրեք 2 կտոր մետաղ `օգտագործելով պլաստիկ միակցիչ և պտուտակներ և ընկույզներ:

2. Կտրեք 4 կտոր 10 սմ բարձրությամբ մետաղի անկյունային կտորներ: Սրանք կլինեն Cubesat- ի անկյունները:

3. Կտրեք 8 հատ 10 երկար հարթ նեղ ձողիկներ մետաղից:

4. Սկսեք ՝ անկյունային կտորները միացնելով 10x10 սմ հարթ քառակուսիներից մեկին, որոնք կտրված էին 1 -ին փուլում: Պտուտակները դեմքով նայեք Կուբեսատի դրսին:

5. Անկյունի կտորներին ավելացրեք 4 հորիզոնական հենարան (երկար հարթ ձողիկներ), դրանք պետք է մոտ կեսով բարձրանան անկյունային կտորների վրա: Դրանցից չորսը պետք է լինեն ՝ մեկը յուրաքանչյուր կողմում:

6. Ավելացրեք 4 ուղղահայաց հենարան (երկար հարթ ձողիկներ), դրանք կկապվեն կենտրոնում գտնվող հորիզոնական հենարանների հետ:

7. Օգտագործեք տաք սոսինձ `ուղղահայաց հենարանները հիմքին միացնելու համար, որտեղ միացված են անկյունային մասերը:

8. Մյուս 10x10 սմ քառակուսին դրեք վերևում, ամրացրեք սա 4 պտուտակով (յուրաքանչյուրը յուրաքանչյուր անկյունում): Մի ամրացրեք մինչև arduino- ն և տվիչները CubeSat- ում չլինեն:

MQ-9 տվիչի կոդ

#ներառել // (Սերիական ծայրամասային միջերես, որը շփվում է կարճ հեռավորությունների սարքերի հետ)

#include // (տվյալները ուղարկում և միացնում է sd քարտին)

#ներառել // (օգտագործում է լարեր ՝ տվյալների և տեղեկատվության միացման և տեղափոխման համար)

բոց սենսոր Լարման; // (կարդալ սենսորի լարումը)

float sensorValue; // (տպեք կարդացած սենսորի արժեքը)

Ֆայլի տվյալներ; // (փոփոխական ֆայլում գրելու համար)

// ավարտել նախնական կարգավորումը

void setup () // (գործողությունները կատարվում են տեղադրման ընթացքում, բայց ոչ մի տեղեկատվություն/տվյալ չի վերականգնվում) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // պետք է ելքի 10 -ը դնի ելքի վրա, նույնիսկ եթե այն չի օգտագործվում

SD. սկիզբ (4); // սկսում է sd քարտը CS- ով, որը սահմանվել է 4 -ի կապում

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (անալոգային քորոցը զրոյական է)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (նորից գործարկել օղակը և չարձանագրել տեղեկատվություն/տվյալներ)

{

Տվյալներ = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // բացում է «Մատյան» կոչվող ֆայլը

if (Տվյալները) {// հանգիստ կլինի միայն այն դեպքում, երբ ֆայլը հաջողությամբ ստեղծվի

Serial.print ("տվիչի լարումը ="); // (տպիչ/ձայնագրման տվիչի փոփոխականություն)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (տպել տվյալները ցնդումներով)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

ուշացում (1000); // (1000 միլիվայրկյան ուշացում, ապա վերսկսեք տվյալների հավաքումը)

}

}

Քայլ 4. Արդյունքներ և քաղված դասեր

Արդյունքներ:

Ֆիզիկա Մենք ընդլայնեցինք մեր գիտելիքները Նյուտոնի օրենքների, մասնավորապես նրա առաջին օրենքի մասին: Այս օրենքը սահմանում է, որ շարժվող առարկան կմնա շարժման մեջ, եթե արտաքին ուժի կողմից չի գործում: Նույն հասկացությունը գործում է հանգստի վիճակում գտնվող օբյեկտների դեպքում: Երբ մեր CubeSat- ը պտտվում էր, այն գտնվում էր հաստատուն արագության մեջ.. այնպես որ շարժման մեջ էր: Եթե լարը կոտրվեր, մեր CubeSat- ը ուղիղ գծով կթռչեր իր ուղեծրի կոնկրետ կետում, որտեղից այն կտրվել էր:

Քանակական Երբ ուղեծիրը սկսվեց, մենք որոշ ժամանակով ստացանք 4.28, այնուհետև այն փոխվեց մինչև 3.90: Սա որոշում է լարումը

Որակական Մեր CubeSat- ը պտտվեց Մարսի շուրջը և հավաքեց տվյալներ մթնոլորտի վերաբերյալ: Մենք օգտագործեցինք պրոպան (C3H8) `MQ-9 սենսորի մթնոլորտ ավելացնելու համար` տարբերությունը հայտնաբերելու և չափելու համար: Թռիչքի փորձարկումն իսկապես լավ ստացվեց մարսի ուղեծրի ուշացման պատճառով: CubeSat- ը թռավ շրջանաձև շարժումներով, իսկ գրաքննիչը ուղղված էր դեպի ներս դեպի Մարս:

Քաղված դասերը:

Այս նախագծի ընթացքում քաղած ամենամեծ դասը մեր պայքարներում համառություն ցուցաբերելն էր: Այս նախագծի ամենադժվար մասը հավանաբար պարզելն էր, թե ինչպես կարգավորել և ծածկագրել SD քարտը ՝ մեր տվյալները հավաքելու համար: Դա մեզ շատ դժվարություններ տվեց, քանի որ դա երկար փորձաշրջան էր, որը մի փոքր հիասթափեցնող էր, բայց ի վերջո մենք դա պարզեցինք:

Մենք սովորեցինք, թե ինչպես լինել ստեղծագործ և գործիքներ օգտագործել 10x10x10 CubeSat ստեղծելու համար, որը կօգնի չափել օդի աղտոտվածությունը MQ-9 գազի սենսորով: Մենք օգտագործեցինք էլեկտրական գործիքներ, ինչպիսիք են Dremel- ը, պտուտակ կտրողը, մեծ անիվի սրիչը և սղոցը `մեր մետաղը ճիշտ չափի կտրելու համար: Մենք նաև սովորեցինք, թե ինչպես ճիշտ պլանավորել մեր դիզայնը ՝ մեր գլխում եղած գաղափարներից մինչև թուղթ, այնուհետև իրականացնել ծրագիրը: Իհարկե, անթերի չէ, բայց պլանավորումը մեզ օգնեց մնալ ուղու վրա:

Մեկ այլ հմտություն, որը մենք սովորեցինք, այն էր, թե ինչպես կոդավորել MQ-9 սենսորը Arduinos- ում: Մենք օգտագործեցինք MQ-9 գազի սենսորը, քանի որ մեր հիմնական նպատակը CubeSat- ի պատրաստումն էր, որը կկարողանար չափել օդի որակը Մառի մթնոլորտում: