Cubesat Me Sensor të Cilësisë së Ajrit dhe Arduino: 4 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Krijuesit e CubeSat: Reghan, Logan, Kate dhe Joan

Prezantimi

A keni menduar ndonjëherë se si të krijoni një orbiter të Marsit për të mbledhur të dhëna në lidhje me atmosferën dhe cilësinë e ajrit të Marsit? Gjatë gjithë këtij viti në klasën tonë të fizikës, ne kemi mësuar se si të programojmë Arduinos që të jetë në gjendje të mbledhë të dhëna në Mars. Ne e filluam vitin duke mësuar se si të dilnim nga aptomosfera e tokës dhe ngadalë kemi përparuar në hartimin dhe ndërtimin e CubeSats që mund të orbitojnë rreth Marsit dhe të mbledhin të dhëna për sipërfaqen e Marsit dhe atmosferën e tij.

Hapi 1: Materialet e nevojshme

• Sensori i gazit MQ 9
• Pjesë robotike metalike
• Arduino
• dërrasë buke
• vida & arra

Hapi 2: Mjetet dhe Siguria

• Dremel
• Prestar rrufe në qiell
• Pincë
• Sander rrota
• Mulli
• Sharrë hekuri
• Letër rëre
• Shirit & varg për të siguruar sensorin, Arduino, etj. Në CubeSat (nëse është e nevojshme)
• Syze sigurie
• Doreza

Hapi 3: Si të Ndërtoni Cubesat & Wire Arduino

Diagramet e ngrirjes në tela Arduino & Sensor

MQ-9 është një gjysmëpërçues për CO/gaz të djegshëm.

Kufizimet e Cubesat:

1. 10x10x10
2. Nuk mund të peshojë më shumë se 1.3 kg (rreth 3 kg.)

Si të ndërtoni një Kubesat:

KUJDES: Për të prerë metalin përdorni një sharrë ose një sharrë, dhe vishni syze dhe doreza.

1. Pritini 2 fletë metalike në një katror 10x10 cm ose nëse nuk keni madhësinë e duhur të metalit lidhni 2 copë metal duke përdorur një lidhës plastik dhe disa vida dhe arra.

2. Pritini 4 copa metali 10 cm të larta qoshe. Këto do të jenë qoshet e Kubesatit.

3. Pritini 8 copë 10 shkopinj të gjatë të rrafshët të ngushtë prej metali.

4. Filloni duke i lidhur pjesët e qosheve me njërin nga sheshet e sheshta 10x10cm që janë prerë në hapin 1. Vidhosjet vërini në pjesën e jashtme të Kubesatit.

5. Shtoni 4 mbështetëse horizontale (shkopinj të gjatë të sheshtë) në pjesët e qosheve, këto duhet të shkojnë rreth gjysmës së pjesës së qoshes. Duhet të ketë katër prej tyre, një në secilën anë.

6. Shtoni 4 mbështetëse vertikale (shkopinj të gjatë të sheshtë), këto do të lidhen me mbështetëset horizontale në qendër.

7. Përdorni zam të nxehtë për të lidhur mbështetëset vertikale me bazën, ku pjesët e qosheve janë të lidhura.

8. Vendoseni katrorin tjetër 10x10 cm në majë, bashkojeni këtë me 4 vida (një në çdo cep). Mos e lidhni derisa arduino dhe sensorët të jenë në CubeSat.

Kodi për sensorin MQ-9:

#include // (Ndërfaqe serike periferike që komunikon me pajisje në distanca të shkurtra)

#include // (dërgon dhe lidh të dhënat me kartën sd)

#include // (përdor telat për të lidhur dhe lëvizur të dhënat dhe informacionin)

sensor floatTensioni; // (lexoni tensionin e sensorit)

sensor notuesVlera; // (printoni leximin e vlerës së sensorit)

Të dhënat e skedarit; // (ndryshore për shkrimin në skedar)

// përfundoni konfigurimin paraprak

void setup () // (veprimet kryhen në konfigurim, por asnjë informacion/të dhëna nuk rikuperohet) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // duhet të vendosë pin 10 në dalje edhe nëse nuk përdoret

SD.filloj (4); // fillon kartën sd me CS të vendosur në pin 4

Serial.filloj (9600);

sensorVlera = analogRead (A0); // (kunja analoge e vendosur në zero)

sensorVoltage = sensorVlera/1024*5.0;

}

void loop () // (ekzekutoni përsëri lakun dhe mos regjistroni informacion/të dhëna)

{

Të dhënat = SD.hapur ("Log.txt", FILE_WRITE); // hap skedarin e quajtur "Regjistrohu"

nëse (Të dhënat) {// do të pushojë vetëm nëse skedari është krijuar me sukses

Serial.print ("tensioni i sensorit ="); // (printimi/regjistrimi i paqëndrueshmërisë së sensorit)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (printoni të dhëna në volatages)

Data.println (sensorVoltage);

Të dhënat. Mbyll ();

vonesa (1000); // (vonesë për 1000 milisekonda pastaj rinis mbledhjen e të dhënave)

}

}

Hapi 4: Rezultatet dhe mësimet e nxjerra

Rezultatet:

Fizikë Ne zgjeruam njohuritë tona për ligjet e Njutonit, veçanërisht ligjin e tij të parë. Ky ligj thotë se një objekt në lëvizje do të qëndrojë në lëvizje, nëse nuk veprohet nga një forcë e jashtme. I njëjti koncept vlen edhe për objektet në qetësi. Kur CubeSat ynë ishte në orbitë, ishte me shpejtësi konstante.. pra në lëvizje. Nëse vargu do të thyhej, CubeSat -i ynë do të kishte fluturuar në një vijë të drejtë në pikën specifike të orbitës së tij ku u këput.

Sasiore Kur filloi orbita, ne morëm 4.28 për një kohë, pastaj ajo ndryshoi në 3.90. Kjo përcakton tensionin

Cilësore CubeSat ynë orbitoi Marsin dhe mblodhi të dhëna mbi atmosferën. Ne përdorëm propan (C3H8) për t'i shtuar atmosferës sensorit tonë MQ-9 për të zbuluar dhe matur ndryshimin. Testi i fluturimit shkoi vërtet mirë për shkak të vonesës së orbitës së marsit. CubeSat fluturoi në një lëvizje rrethore, me censurën e drejtuar nga brenda drejt Marsit.

Mesimet e mesuara:

Mësimi më i madh i mësuar gjatë këtij projekti ishte të këmbëngulnim në përpjekjet tona. Pjesa më e vështirë e këtij projekti ishte ndoshta zbulimi se si të konfiguroni dhe kodoni për kartën SD për të mbledhur të dhënat tona. Na dha shumë telashe sepse ishte një proces i gjatë provë-gabimi, i cili ishte pak frustrues, por përfundimisht e kuptuam.

Mësuam se si të jemi krijues dhe të përdorim mjete për të krijuar një CubeSat 10x10x10 që do të ndihmojë në matjen e ndotjes së ajrit me sensorin e gazit MQ-9. Ne përdorëm mjete elektrike si një Dremel, prerës rrufe, mulli me rrota të mëdha dhe sharrë hekuri për të prerë metalin tonë në madhësinë e duhur. Ne gjithashtu mësuam se si të planifikojmë saktë modelin tonë nga idetë në kokën tonë në letër, dhe më pas të ekzekutojmë planin. Sigurisht jo në mënyrë perfekte, por planifikimi na ndihmoi të qëndronim në rrugën e duhur.

Një aftësi tjetër që mësuam ishte se si të kodojmë sensorin MQ-9 në Arduinos. Ne përdorëm sensorin e gazit MQ-9 sepse objektivi ynë kryesor ishte të krijonim një CubeSat që do të ishte në gjendje të masë cilësinë e ajrit në atmosferën e Marit.