Cubesat ауа сапасы сенсоры мен Arduino: 4 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

CubeSat авторлары: Регхан, Логан, Кейт және Джоан

Кіріспе

Марстың атмосферасы мен ауа сапасы туралы мәліметтерді жинау үшін Марсты қалай айналдыруға болатынын ойлап көрдіңіз бе? Осы жыл бойы физика сабағында біз Мардуда мәліметтер жинау үшін Arduinos бағдарламалауды үйрендік. Біз жерді аптомосферадан қалай шығу керектігін білетін жылды бастадық және Марстың айналасында айнала алатын және Марстың беті мен оның атмосферасы туралы мәліметтерді жинайтын CubeSats жобалау мен құруға біртіндеп өттік.

1 -қадам: Қажетті материалдар

• MQ 9 газ сенсоры
• Металл робот бөлшектері
• Ардуино
• нан тақтасы
• бұрандалар мен гайкалар

2 -қадам: Құралдар мен қауіпсіздік

• Дремель
• Болт кескіш
• Қысқыштар
• Дөңгелек тегістеуіш
• Тегістеуіш
• Hacksaw
• Құм қағаз
• Сенсорды, Arduino және т.б. CubeSat -қа бекіту үшін таспа мен жіп (қажет болса)
• Қауіпсіздік көзілдірігі
• Қолғаптар

3 -қадам: Cubesat & Wire Arduino қалай құрылады

Arduino мен сенсорды қосатын диаграммалар

MQ-9-CO/жанғыш газ үшін жартылай өткізгіш.

Cubesat шектеулері:

1. 10x10x10
2. Салмағы 1,3 кг -нан аспайды (шамамен 3 фунт).

Cubesat қалай құрылады:

НАЗАР АУДАРЫҢЫЗ: Металды кесу үшін таспалы араны немесе пышақты қолданыңыз, көзілдірік пен қолғап киіңіз.

1. 10х10 см шаршыға 2 металл парағын кесіңіз немесе егер сізде металл өлшемі дұрыс болмаса, пластмассалық қосқыш пен бірнеше бұрандалар мен гайкаларды қолданып 2 металды қосыңыз.

2. 10 см биіктіктегі 4 бұрыштық металл бөлігін кесіңіз. Бұл Cubesat бұрыштары болады.

3. 10 ұзын жалпақ тар металдан 8 дана кесіңіз.

4. Бұрыштарды 1 -қадамда кесілген 10x10 см тегіс квадраттардың біріне жалғаудан бастаңыз. Бұрандаларды Cubesat -тың сыртына қаратып қойыңыз.

5. Бұрыштық бөліктерге 4 көлденең тіреуді (ұзын жалпақ таяқшалар) қосыңыз, олар бұрыштық бөліктерге шамамен жартылай көтерілуі керек. Олардың төртеуі болуы керек, әр жағынан.

6. 4 тік тіректі қосыңыз (ұзын жалпақ таяқшалар), олар орталықтағы көлденең тіректерге қосылады.

7. Тік тіректерді негізге қосу үшін ыстық желімді қолданыңыз, онда бұрыштық бөліктер қосылған.

8. Басқа 10х10 см шаршыны үстіне қойыңыз, оны 4 бұрандамен бекітіңіз (әр бұрышта бір). Arduino мен сенсорлар CubeSat -те болмайынша бекітпеңіз.

MQ-9 сенсорының коды:

#include // (қысқа қашықтықтағы құрылғылармен байланысатын сериялық перифериялық интерфейс)

#include // (деректерді sd картасына жібереді және қосады)

#include // (деректер мен ақпаратты қосу және тасымалдау үшін сымдарды қолданады)

өзгермелі сенсор кернеуі; // (сенсор кернеуін оқу)

өзгермелі сенсордың мәні; // (сенсордың мәнін оқу үшін басып шығарыңыз)

Файлдық деректер; // (файлға жазуға арналған айнымалы)

// алдын ала орнатуды аяқтаңыз

void setup () // (әрекеттер орнату кезінде орындалады, бірақ ешқандай ақпарат/деректер жазылмайды) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // пайдаланылмаса да шығуға 10 түйреуішті орнату керек

SD.begin (4); // sd картасы 4 -ші нүктеге орнатылған CS -мен басталады

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (аналогтық түйреуіш нөлге орнатылған)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (циклды қайтадан іске қосыңыз және ақпаратты/деректерді жазбаңыз)

{

Деректер = SD.open («Log.txt», FILE_WRITE); // «Журнал» деп аталатын файлды ашады

if (Деректер) {// файл сәтті жасалған жағдайда ғана тынығады

Serial.print («сенсор кернеуі =»); // (датчиктің кернеуін басып шығару/жазу)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println («V»); // (деректерді көлемді түрде басып шығару)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

кешіктіру (1000); // (1000 миллисекундқа кідіріс, содан кейін деректерді жинауды қайта бастаңыз)

}

}

4 -қадам: Нәтижелер мен алынған сабақтар

Нәтижелер:

Физика Біз Ньютон заңдары, атап айтқанда оның бірінші заңы туралы білімдерімізді кеңейттік. Бұл заң қозғалыстағы объектіге сыртқы күш әсер етпесе, қозғалыста болатынын айтады. Дәл осындай ұғым тыныштықтағы объектілерге де қатысты. Біздің CubeSat орбитада жүргенде, ол тұрақты жылдамдықта болды. Егер жіп үзілсе, онда біздің CubeSat орбитаның белгіленген нүктесінде түзу сызықпен ұшатын еді.

Сандық Орбита басталғанда бізде 4.28 уақыт болды, содан кейін ол 3.90 -ға өзгерді. Бұл кернеуді анықтайды

Біздің CubeSat сапалы Марсты айналып шықты және атмосфера туралы мәліметтер жинады. Біз айырмашылықты анықтау және өлшеу үшін MQ-9 сенсорының атмосферасына қосылу үшін пропан (C3H8) қолдандық. Ұшу сынағы Марс орбитасының артта қалуына байланысты өте жақсы өтті. CubeSat дөңгелек қозғалыста ұшты, цензура ішке қарай Марсқа бағытталған.

Сабақтар:

Бұл жобаның ең үлкен сабағы - біздің күресімізде табанды болу. Бұл жобаның ең қиын бөлігі, біздің деректерді жинау үшін SD картасын қалай баптауды және кодтауды анықтау болды. Бұл бізге көп қиындықтар туғызды, себебі бұл ұзақ сынақ-қате процесі болды, бұл аздап көңілсіз болды, бірақ ақырында біз оны түсіндік.

Біз MQ-9 газ датчигінің көмегімен ауаның ластануын өлшеуге көмектесетін 10x10x10 CubeSat жасау үшін шығармашылықпен жұмыс жасауды және құралдарды қолдануды үйрендік. Біз металлды дұрыс мөлшерде кесу үшін Дремель, болт кескіш, үлкен дөңгелекті тегістеуіш және арка тәрізді электр құралдарын қолдандық. Біз сондай -ақ басымыздағы идеялардан қағазға дейін өз дизайнымызды дұрыс жоспарлауды, содан кейін жоспарды орындауды үйрендік. Әрине, жақсы емес, бірақ жоспарлау бізге жолда қалуға көмектесті.

Біз білген тағы бір дағды-MQ-9 сенсорын Arduino-ға қалай кодтау керек. Біз MQ-9 газ сенсорын қолдандық, өйткені біздің негізгі мақсатымыз-CubeSat жасау, ол Мар атмосферасындағы ауа сапасын өлшеуге болатын еді.