Arduino por tanulmány: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Milyen lenne a Marson élni? A levegő lélegző? Biztonságos? Mennyi por van? Milyen gyakoriak a viharok? Gondolkozott már azon, hogy ezekre a kérdésekre választ kap?

1. lépés: Bevezetés

Nevünk Christian, Brianna és Emma. Fizikaóránk során sok témát érintettünk. Megtanultuk az elektromosságot, a különböző típusú erőket, rakétákat, robotikát, programozást, mozgást és még sok mást.

Célunk ebben a projektben egy funkcionális CubeSat vagy egy miniatürizált műhold létrehozása az űrkutatáshoz, amely programozott porérzékelőt tartalmaz, hogy többet megtudjon a Mars viharmintáiról.

Ennek a CubeSatnek ellen kell állnia a Mars légkörének. Annak érdekében, hogy tesztelje tartósságát, rázkódásvizsgálaton esett át, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a CubeSat elég erős.

A projekt fő akadálya a CubeSat méretre vonatkozó követelménye volt. Sok darabunk és vezetékünk van, és nehéz volt mindegyiket beilleszteni. A másik korlátunk az idő volt. Sok összetevőt beépítettünk, például a CubeSat felépítését, programozást és kódolást. Olvassa tovább Instructable -t, hogy többet megtudjon!

2. lépés: Anyagok

Arduino és programozás:

1. Porérzékelő

2. Arduino Uno

3. HDMI kábel

4. 2 vezeték:

5. Tűk

6. Számítógép a programozáshoz

7. SD kártya

8. SD kártya tartó

9. SD kártyaolvasó

10. Akkumulátor

11. Akkumulátor kábel

12. Kenyértábla*

13. Kondenzátor 470uF*

CubeSat esetén:

12. Popsicle botok (legalább 120)

13. Forró ragasztópisztoly

14. Tépőzár

15. Dremel Tool

16. Csiszolópapír

Teszteléshez:

17. Papírtörlők

18. Kávé szűrők

20. Nagy üvegtörő

21. Kesztyű / Sütőkesztyű

22. Öngyújtó / Gyufák

3. lépés: Szükséges és használt eszközök és biztonsági gyakorlatok

- Az első szerszámunk egy forró ragasztópisztoly volt. A popsicle botjaink összeragasztására használták a CubeSat építése közben. Legyen nagyon óvatos, nehogy ragasztó kerüljön a kezére, és ne érintse meg a pisztoly fúvókáját, mert nagyon forró lesz.

- Drótvágókkal is lyukat vágtunk a CubeSat -ba, hogy a porérzékelő adatokat tudjon gyűjteni. Ez az eszköz jól működött a popsicle botokkal, és könnyen használható volt. Az eszköz használatakor ügyeljen arra, hogy ne csípje össze az ujját, vagy más módon ne vágjon le valamit, amit nem akar.

- Egy másik eszköz, amit használtunk, a csiszolópapír volt. A CubeSat lyuk kivágása után elengedhetetlen volt, hogy kisimítsuk az éles széleket. Ez az eszköz nem igényel különleges biztonsági óvintézkedéseket, de valószínűleg egy kis rendetlenséget okoz a tisztításhoz.

- Dremel szerszámot is használtunk. Ezzel gyorsan lecsiszoltuk a CubeSat széles sarkát. Ennek az eszköznek a használata rendkívül óvatos, és feltétlenül viseljen szemvédőt. Ezenkívül por és apró darabok rendetlenségét okozza, ezért ügyeljen arra, hogy tisztítsa meg a munkaterületet!

- Az utolsó eszköz, amit használtunk, egy öngyújtó volt. Arra használtuk, hogy tűzre gyújtsuk a kávészűrőket és a papírtörlőket, hogy por és füst keletkezzen az Arduino számára. Az eszköz használata során ügyeljen arra, hogy a haját kösse vissza, kerülje a laza ruházat viselését és viseljen szemvédőt. Ügyeljen arra, hogy mindig figyelje a lángot, hogy biztosítsa a láng visszatartását. Továbbá okos lenne felnőtt vagy tanári felügyelet!

4. lépés: A CubeSat építése

A Cubesat építéséhez körülbelül 120 Popsicle botra van szükség. A fenti videó bemutatja, hogyan raktuk egymásra a pálcákat, és ragasztottuk mindegyiket, hogy biztosan ne törjenek össze.

A kockának 1 polca és teteje van. A polc és a teteje mindössze hat popsicle bot, melegen összeragasztva.

Alul az akkumulátor és az SD -kártya tépőzáras. A polc tetején a kenyértáblát tépőzár tartja, az Arduino pedig a kenyértábla tetején.

A Porérzékelő esetében a drótvágókkal vágjon lyukat a Cubesat oldalán, hogy a porérzékelő beilleszkedjen. A kapocsszalaggal tartottuk a porérzékelőt a helyén.

Végül a tépőzár segítségével rögzítse a tetejét a Cubesat -ra.

Végső tervezési vázlatunkat fent láthatja.

5. lépés: Az Arduino és a porérzékelő bekötése

1. A porgyűjtő és az arduino bekötésére
2. Fogjon egy vezetéket, és csatlakoztassa a földelő (GND) tűhöz az 5 V -os tűn keresztül.
3. Most fogja meg a vezeték másik végét, és dugja be a porérzékelő FEKETE vezetékébe
4. Fogja a másik vezetéket, és csatlakoztassa az 5 V -os csatlakozóhoz
5. Most fogja meg a vezeték másik végét, és dugja be a porérzékelő PIROS vezetékébe
6. Ezután vegye a tollakat, és tegye őket a digitális tűkbe: GND, 13, 12, ~ 11, ~ 10, ~ 9, 8
7. Csatlakoztassa a KÉK vezetéket a 13 -as csaphoz
8. Ezután dugja be a SÁRGA vezetéket a 8 -as csapba

A porérzékelő kódja (kód:

forrás

6. lépés: Az Arduino és a porérzékelő hordozhatóvá tétele

A projektünkhöz szükségünk volt arra, hogy adatokat gyűjtsünk, amikor a cubesat és a porérzékelő mozgásban van. Úgy döntöttünk, hogy egy SD -kártya teszi a trükköt. Itt található az SD kártya bekötése és kódja.

Szükség esetén az SD -kártya bekötése (*vegye figyelembe, hogy a vezetékek színe megváltozott a fotón, és nincs szükség további tűkre)

1. A porérzékelőben lévő kék vezeték a kenyértábla bármely pontjára megy
2. Az SD -kártyaolvasó (VCC) piros huzalja bárhová megy ugyanabban a sorban, mint a kenyértáblán lévő kék vezeték
3. most vegyen egy extra vezetéket (fehér vezeték a fotón), csatlakoztassa ugyanabba a sorba, mint a kék és a piros vezetéket, és a vezeték másik végét dugja be az Arduino GND -jébe
4. A porérzékelő narancssárga vezetéke az A5 -hez csatlakozik
5. A zöld vezeték a 7 -es digitális csaphoz csatlakozik
6. Az SD -kártya (CS) lila vezetéke a 4 -es digitális tűhöz csatlakozik
7. Az SD -kártya (MOSI) fekete vezetéke a 11 -es digitális tűhöz csatlakozik
8. Az SD -kártya (MISO) narancssárga vezetéke a 12 -es digitális tűhöz csatlakozik
9. Az SD -kártya (SCK) kék huzalja a 13 -as digitális tűhöz csatlakozik
10. Az SD -kártya (GND) sárga vezetéke a földelt csaphoz (GND) csatlakozik
11. Tegye a kondenzátort a kenyértáblába
12. A porérzékelő piros huzalja a kondenzátor rövid lábával azonos sorban a kenyértáblához csatlakozik.
13. Végül vegyen egy extra vezetéket (piros a fotón), és csatlakoztassa az egyik végét ugyanabba a sorba, mint a kondenzátor hosszú lábát, a másik végét pedig 5V -ra.

Az SD -kártya és a porérzékelő kódja

7. lépés: Eredmények és tanulságok

*A Cubesat -ot Mrs. Wingfield (tanár) értékelte és ellenőrizte

Demenziók és mise

Tömeg: 2,91 kg. Szélesség: 110 mm. mindkét oldalon

Hossz: 106 mm. mindkét oldalon

Előzetes tesztek:

Repülési teszt- kész

E teszt során a Cubesat tapintatban maradt

Az érzékelő a fél idő alatt szembefordult a „Marsunkkal”, a másik felében pedig oldalirányban.

Rezgésvizsgálatok - kész

Ezeket a rezgésvizsgálatokat azért végeztük, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a műhold ellenáll az indítási környezetnek, és képes lesz működni utána.

A vibrációs tesztek eredményei

.12 másodperc rázásonként

Időszak- 2,13 másodperc ciklusonként

Az összes elektromos csatlakozó csatlakoztatva és rögzítve maradt. A kockák nem tudtak beilleszkedni a dobozba, ezért ragasztószalaggal rögzítettük a kockát. A dermális szerszámmal és csiszolópapírral csiszolták le a Cubesat oldalait, hogy illeszkedjenek a dobozba, és ez megoldotta a problémát.

Végleges repülési eredmények

Frekvencia- 0,47 ciklus másodpercenként

Sebesség- 3,39 méter másodpercenként

Gyorsulás- 9,99 m/s ^2

Centripetális erő- 29,07 kg/s ^2

A húr hossza- 1,26 m.

Megtudtuk, hogy a porérzékelő felszívta a tűz által keletkező füstöt, és a legjobb adatokat szolgáltatta nekünk. Megtanultuk a problémák megoldását is

A projekt során mindannyian sok értékes tanulságot tanultunk. A valós élet tanulságai az voltak, hogy mindent át kell dolgozni, még akkor is, ha nehéz lesz. Cubeatat és porérzékelővel dolgoztunk. A kettő közül a könnyebb a cubesat volt, pár nap alatt megtervezték és megépítették. A cubesat egy igazán jó kialakítás volt, amelyet az összes érzékelőnk tartására használtak. A porérzékelőt és az Arduino -t nagyon nehéz volt kiszámítani. Eleinte a kód nem működött, azonban amíg a kódot működésbe hoztuk, a huzalozás hibásnak bizonyult. Pár tanár jött segítségünkre, hogy segítsenek mindketten, hogy segítsenek megtalálni az adatainkat. Az életleckék tanulásával új dolgokat is megtudtunk a kockákról és az érzékelőkről. Korábban nem tudtuk, mi az a cubesat, és azt sem, hogyan működnek az érzékelők és a vezetékek. A projekt során Brianna a kábelezés és a kódolás szakértőjévé vált, míg Emma és Christian csodálatos épületek lettek, miközben új információkat is megtanultak a kódolásról és a vezetékekről. Mindent összevetve rengeteg új dolgot tanultunk és szórakoztunk közben. Köszönöm Mrs. Wingfieldnek, hogy megtervezte nekünk ezt a projektet, és olyan tanár volt, aki őszintén szeret tanítani és szórakozni diákjaival.

8. lépés: Porérzékelő adatok

A jobb oldali grafikon a porérzékelő által kapott adatokat tartalmazza. A bal oldali fotónak így kellett kinéznie a grafikonnak.

Az érzékelőnek gondjai voltak a nagyszerű adatok összegyűjtésével.

Ha valaki többet tud a porérzékelőről és arról, hogyan szerezheti be a megfelelő adatokat, kérjük, írja meg ezt a lehetőséget.