Studiul Arduino Dust: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Cum ar fi să trăiești pe Marte? Aerul este respirabil? Este sigur? Cât praf există? Cât de frecvente sunt furtunile? V-ați întrebat vreodată răspunsul la oricare dintre aceste întrebări?

Pasul 1: Introducere

Numele noștri sunt Christian, Brianna și Emma. Am abordat multe subiecte în timpul petrecut la ora noastră de fizică. Am învățat despre electricitate, diferite tipuri de forțe, rachete, robotică, programare, mișcare și multe altele.

Scopul nostru pentru acest proiect este de a crea un CubeSat funcțional sau un satelit miniaturizat pentru cercetarea spațiului, care conține un senzor de praf programat, pentru a afla mai multe despre modelele furtunilor de praf de pe Marte.

Acest CubeSat trebuie să poată rezista atmosferei lui Marte. Pentru a testa durabilitatea, a suportat un test de agitare pentru a vă asigura că CubeSat este suficient de puternic.

Principala noastră constrângere pentru acest proiect a fost cerințele de dimensiune ale CubeSat. Avem o mulțime de piese și fire și a fost dificil să le potrivim pe toate în interior. O altă constrângere pe care o aveam a fost timpul. Aveam încorporate multe componente, cum ar fi construirea CubeSat, programare și codificare. Continuați să citiți Instrucțiunile noastre pentru a afla mai multe!

Pasul 2: Materiale

Pentru Arduino și programare:

1. Senzor de praf

2. Arduino Uno

3. Cablu HDMI

4. 2 fire

5. Pinii

6. Calculator pentru programare

7. Card SD

8. Suportul cardului SD

9. Cititor card SD

10. Acumulator

11. Cablul bateriei

12. Pâine *

13. Condensator de 470uF *

Pentru CubeSat:

12. Bastoane de gheață (cel puțin 120)

13. Pistolul cu lipici fierbinte

14. Velcro

15. Instrumentul Dremel

16. Șmirghel

Pentru testare:

17. Prosoape de hârtie

18. Filtre de cafea

20. Spargător mare de sticlă

21. Mănuși / Mitts pentru cuptor

22. Brichetă / Chibrituri

Pasul 3: Instrumente necesare și utilizate și practici de siguranță

- Primul instrument pe care l-am folosit a fost un pistol cu adeziv fierbinte. A fost folosit pentru a adera bastoanele noastre de gheață la construirea CubeSat. Aveți mare grijă să nu primiți niciun adeziv pe mâini sau să atingeți duza pistolului, deoarece va fi foarte cald.

- De asemenea, am folosit tăietoare de sârmă pentru a tăia o gaură în CubeSat, astfel încât senzorul de praf să poată colecta date. Acest instrument a funcționat bine cu bastoanele de gheață și a fost ușor de utilizat. Atunci când utilizați acest instrument, aveți grijă să nu vă ciupiți degetul sau să tăiați altceva ceea ce nu doriți.

- Un alt instrument pe care l-am folosit a fost șmirghelul. După tăierea găurii din CubeSat, era esențial să netezim marginile ascuțite. Acest instrument nu necesită nicio măsură de precauție specială, dar probabil va crea un pic de mizerie pentru a vă curăța.

- Am folosit și un instrument Dremel. L-am folosit pentru a șlefui rapid colțurile largi ale CubeSat. Utilizarea acestui instrument necesită precauție extremă și este esențial să purtați ochi. De asemenea, va face o mizerie de praf și bucăți mici, așa că asigurați-vă că vă curățați spațiul de lucru!

- Instrumentul final pe care l-am folosit a fost o brichetă. L-am folosit pentru a aprinde filtre de cafea și prosoape de hârtie, pentru a crea praf și fum pentru ca Arduino să simtă. În timp ce utilizați acest instrument, asigurați-vă că legați părul înapoi, evitați să purtați haine largi și să purtați ochi. Asigurați-vă că păstrați întotdeauna un ochi atent asupra flăcării pentru a vă asigura că rămâne cuprinsă. De asemenea, ar fi inteligent să ai supravegherea unui adult sau a unui profesor!

Pasul 4: Cum să construiți un CubeSat

Pentru a construi Cubesat sunt necesare aproximativ 120 de bețe de gheață. Videoclipul de mai sus demonstrează modul în care am stivuit bețele unul peste celălalt lipind fiecare bețișor pentru a ne asigura că nu se vor sparge..

Cubesatul are 1 raft și un blat. Raftul și partea superioară sunt doar șase bastoane de gheață lipite la cald.

În partea de jos a bateriei și a cardului SD sunt introduse Velcro. Pe partea superioară a raftului, placa de prindere este ținută de Velcro, iar Arduino se află deasupra plăcii de prindere.

Pentru senzorul de praf, utilizați tăietori de sârmă pentru a tăia o gaură în partea laterală a Cubesat pentru ca senzorul de praf să se potrivească. Am folosit niște bandă de rață pentru a menține senzorul de praf în poziție.

În cele din urmă, utilizați Velcro pentru a fixa partea de sus pe Cubesat.

Puteți vedea schița noastră de design finală mai sus.

Pasul 5: Cum să conectați un Arduino și un senzor de praf

1. Pentru a conecta colectorul de praf și arduino
2. Luați un fir și conectați-l la pinul de la sol (GND) de pinul de 5v.
3. Acum, luați celălalt capăt al firului și conectați-l la firul NEGRU de pe senzorul de praf
4. Luați celălalt fir și conectați-l la pinul de 5v
5. Acum luați celălalt capăt al firului și conectați-l la firul ROȘU de pe senzorul de praf
6. Apoi luați pixurile și puneți-le în pinii digitali: GND, 13, 12, ~ 11, ~ 10, ~ 9, 8
7. Conectați firul ALBASTRU la știftul de la 13
8. Apoi, conectați firul GALBEN la știftul de la 8

Cod pentru senzorul de praf (cod de la

sursa

Pasul 6: Cum să faci portabil senzorul Arduino și Dust

Pentru proiectul nostru, aveam nevoie de o modalitate de a colecta date atunci când senzorul nostru cubesat și de praf era în mișcare. Am decis că un card SD va face trucul. Iată cablarea și codul cardului SD.

Cum să conectați un card SD dacă este necesar (* rețineți că culoarea firelor s-a schimbat în fotografie și nu sunt necesare pinii suplimentari)

1. Sârma albastră din senzorul de praf se îndreaptă în orice loc de pe placa de pâine
2. Firul roșu de pe cititorul de card SD (VCC) merge în orice loc din același rând cu firul albastru de pe placa de pâine
3. acum luați un fir suplimentar (fir alb în fotografie), conectați-l la același rând ca firele albastre și roșii și celălalt capăt al firelor se conectează la GND pe Arduino
4. Firul portocaliu de pe senzorul de praf se atașează la A5
5. Firul verde se atașează la pinul digital 7
6. Firul purpuriu de pe cardul SD (CS) se atașează la pinul digital 4
7. Firul negru de pe cardul SD (MOSI) se atașează la pinul digital 11
8. Firul portocaliu de pe cardul SD (MISO) se atașează la pinul digital 12
9. Firul albastru de pe cardul SD (SCK) se atașează pinului digital 13
10. Firul galben de pe cardul SD (GND) se atașează la un pin de masă (GND)
11. Puneți condensatorul în placa de pâine
12. Firul roșu de pe senzorul de praf se atașează la placa de pâine în același rând cu piciorul scurt al condensatorului.
13. În cele din urmă, luați un fir suplimentar (roșu în fotografie) și conectați un capăt în același rând cu piciorul lung al condensatorului, iar celălalt capăt al firului ajunge la 5v.

Cod pentru cardul SD și senzorul de praf

Pasul 7: Rezultate și lecții învățate

* Cubesat a fost evaluat și verificat de doamna Wingfield (profesor)

Demensiuni și Liturghie

Masă: 2,91 kg. Lățime: 110mm. de fiecare parte

Lungime: 106 mm. de fiecare parte

Teste preliminare:

Test de zbor- Finalizat

În timpul acestui test, Cubesat a rămas în tact

Senzorul s-a confruntat cu „Marte” pentru jumătate din timp și în alte direcții în cealaltă jumătate a timpului.

Teste de vibrații - complete

Am făcut aceste teste de vibrații pentru a ne asigura că satelitul poate rezista mediului de lansare și poate funcționa în continuare.

Rezultatele testelor de vibrații

.12 secunde per shake

Perioada - 2,13 secunde pe ciclu

Toți conectorii electrici au rămas conectați și asigurați. Cubesatul nu s-a putut încadra în cutie, așa că am folosit bandă pentru a fixa cubul în jos. Instrumentul dermic și hârtia de nisip au fost folosite pentru a șlefui părțile laterale ale Cubesat pentru a se potrivi în cutie și a rezolvat problema.

Rezultatele finale ale zborului

Frecvență - 0,47 cicluri pe secundă

Viteza - 3,39 metri pe secundă

Accelerare- 9,99 m / s ^ 2

Forța centripetă - 29,07 kg / s ^ 2

Lungimea coardei- 1,26 m.

Am aflat că senzorul de praf a captat fumul produs de foc și ne-a oferit cele mai bune date. De asemenea, am învățat cum să rezolvăm problemele

De-a lungul acestui proiect, am învățat cu toții multe lecții valoroase. Lecțiile adevărate pe care le-am învățat au fost să rezolvăm totul, chiar dacă devine greu de făcut. Am lucrat cu un cubesat și un senzor de praf. Cel mai ușor dintre cele două a fost cubesatul, proiectându-l și construindu-l în câteva zile. Cubesat a fost un design foarte bun folosit pentru a păstra toți senzorii noștri. Senzorul de praf și Arduino erau foarte greu de calculat. La început, codul nu funcționa, totuși, în timp ce am început să funcționăm, cablarea sa dovedit a fi incorectă. Câțiva profesori au venit în salvarea noastră pentru a ne ajuta cu amândoi să ne ajute să găsim datele noastre. Odată cu învățarea lecțiilor de viață, am aflat și lucruri noi despre cubezate și senzori. Înainte, nu știam ce este un cubesat și nici nu știam cum funcționează senzorii și cablajul. De-a lungul acestui proiect, Brianna a devenit un expert în cablare și codificare, în timp ce Emma și Christian au devenit clădiri uimitoare, în timp ce învață și informații noi despre codare și cablare. Una peste alta, am învățat atât de multe lucruri noi și ne-am distrat în timp ce o făceam. Vă mulțumim doamnei Wingfield pentru că a proiectat acest proiect pentru noi și că ați fost un profesor care adoră cu adevărat să predea și să se distreze cu elevii ei.

Pasul 8: date despre senzorul de praf

Graficul din dreapta este datele pe care le-a primit senzorul de praf. Fotografia din stânga este cum ar fi trebuit să arate graficul.

Senzorul întâmpina probleme la colectarea de date excelente.

Dacă cineva are mai multe cunoștințe despre senzorul de praf și despre cum să obțineți datele adecvate, vă rugăm să comentați acest intestinabil.