Arduino Dust Study: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Какво би било да живееш на Марс? Въздухът диша ли? Безопасно ли е? Колко прах има? Колко чести са бурите? Чудили ли сте се някога отговора на някой от тези въпроси?

Стъпка 1: Въведение

Имената ни са Кристиан, Бриана и Ема. Ние разглеждахме много теми през нашето време в нашия час по физика. Научихме за електричеството, различни видове сили, ракети, роботика, програмиране, движение и много други.

Нашата цел за този проект е да създадем функционален CubeSat или миниатюрен сателит за космически изследвания, който съдържа програмиран сензор за прах, за да научим повече за моделите на праховите бури на Марс.

Този CubeSat трябва да издържа на атмосферата на Марс. За да провери неговата издръжливост, той издържа тест на разклащане, за да се увери, че CubeSat е достатъчно здрав.

Основното ни ограничение за този проект бяха изискванията за размера на CubeSat. Имаме много парчета и проводници и беше трудно да ги поставим всички вътре. Друго ограничение, което имахме, беше времето. Включихме много компоненти, като изграждане на CubeSat, програмиране и кодиране. Продължете да четете нашата инструкция, за да научите повече!

Стъпка 2: Материали

За Arduino и програмиране:

1. Сензор за прах

2. Arduino Uno

3. HDMI кабел

4. 2 проводника

5. Пинове

6. Компютър за програмиране

7. SD карта

8. Притежател на SD карта

9. Четец на SD карти

10. Батерия

11. Кабел на акумулатора

12. Табла за хляб*

13. Кондензатор от 470uF*

За CubeSat:

12. Пръчици за сладкиши (най -малко 120)

13. Пистолет за горещо лепило

14. Велкро

15. Инструмент Dremel

16. Шкурка

За тестване:

17. Хартиени кърпи

18. Филтри за кафе

20. Голям стъклен чупец

21. Ръкавици / Фурни

22. Запалка / Кибрит

Стъпка 3: Необходими и използвани инструменти и практики за безопасност

- Първият инструмент, който използвахме, беше пистолет за горещо лепило. Той беше използван за залепване на нашите слепващи слепи заедно, докато изграждахме нашия CubeSat. Бъдете много внимателни, за да не получите лепило по ръцете си или да докоснете дюзата на пистолета, тъй като ще бъде много горещо.

- Използвахме и ножове за тел, за да изрежем дупка в CubeSat, така че сензорът за прах да събира данни. Този инструмент работи добре с пръчките за сладкиши и беше лесен за използване. Когато използвате този инструмент, внимавайте да не прищипете пръста си или да отрежете по друг начин нещо, което не искате.

- Друг инструмент, който използвахме, беше шкурка. След като изрязахме дупката в CubeSat, беше важно да изгладим острите ръбове. Този инструмент не изисква специални предпазни мерки, но вероятно ще създаде малко бъркотия, за да почистите.

- Използвахме и инструмент Dremel. Използвахме го за бързо шлифоване на широките ъгли на CubeSat. Използването на този инструмент изисква изключително внимание и е от съществено значение да носите предпазни очила. Освен това ще направи каша от прах и малки парченца, така че не забравяйте да почистите работното си пространство!

- Последният инструмент, който използвахме, беше запалка. Използвахме го за запалване на филтри за кафе и хартиени кърпи, за да създадем прах и дим, за да усети нашето Arduino. Докато използвате този инструмент, не забравяйте да завържете косата назад, избягвайте да носите широки дрехи и носете предпазни средства за очите. Винаги следете внимателно пламъка, за да сте сигурни, че той остава задържан. Също така би било умно да има надзор на възрастни или учители!

Стъпка 4: Как да изградите CubeSat

За изграждането на Cubesat са необходими около 120 пръчици от Popsicle. Видеоклипът горе показва как подреждаме пръчките една върху друга с горещо залепване на всяка пръчка, за да сме сигурни, че няма да се счупят.

Кубът има 1 рафт и плот. Рафтът и горната част са само шест лепенки, залепени горещо.

В долната част батерията и SD картата са с велкро. В горната част на рафта дъската се държи от велкро, а Arduino седи отгоре на дъската.

За сензора за прах използвайте ножовете за рязане, за да изрежете дупка отстрани на Cubesat, за да се впише сензорът за прах. Използвахме патешка лента, за да задържим сензора за прах на място.

Накрая използвайте велкро, за да фиксирате горната част на Cubesat.

Можете да видите нашата окончателна скица на дизайна по -горе.

Стъпка 5: Как да свържете Arduino и сензор за прах

1. За свързване на прахоуловителя и arduino
2. Вземете проводник и го включете в щифта за заземяване (GND) чрез щифта 5v.
3. Сега вземете другия край на този проводник и го включете в ЧЕРНИЯ проводник на сензора за прах
4. Вземете другия проводник и го включете към 5V щифта
5. Сега вземете другия край на проводника и го включете в ЧЕРВЕНИЯ проводник на сензора за прах
6. След това вземете химикалките и ги поставете в цифровите щифтове: GND, 13, 12, ~ 11, ~ 10, ~ 9, 8
7. Включете СИНИЯТ проводник в щифта на 13
8. След това включете ЖЪЛТА жица в щифта на 8

Код за сензора за прах (код от

източник

Стъпка 6: Как да направим Arduino и сензор за прах преносим

За нашия проект се нуждаехме от начин за събиране на данни, когато нашият кубсат и сензор за прах са в движение. Решихме, че SD картата ще свърши работа. Ето окабеляването и кода на SD картата.

Как да свържете SD карта, ако е необходимо (*имайте предвид, че оцветяването на проводниците се е променило на снимката и не са необходими допълнителни щифтове)

1. Синият проводник в сензора за прах отива до всяко място на дъската за хляб
2. Червеният проводник на четеца на SD карти (VCC) отива навсякъде в същия ред като синия проводник на дъската за хляб
3. сега вземете допълнителен проводник (бял проводник на снимка), включете го в същия ред като сините и червените проводници, а другият край на проводника се включва в GND на Arduino
4. Оранжевият проводник на сензора за прах се прикрепя към A5
5. Зеленият проводник се прикрепя към цифров щифт 7
6. Лилавият проводник на SD картата (CS) се прикрепя към digitalpin 4
7. Черният проводник на SD картата (MOSI) се прикрепя към цифров щифт 11
8. Оранжевият проводник на SD картата (MISO) се прикрепя към цифров щифт 12
9. Синият проводник на SD картата (SCK) се прикрепя към цифров щифт 13
10. Жълтият проводник на SD картата (GND) се прикрепя към заземяващ щифт (GND)
11. Поставете кондензатора в дъската за хляб
12. Червеният проводник на сензора за прах се прикрепя към дъската за хляб в същия ред като късия крак на кондензатора.
13. Накрая вземете допълнителен проводник (червен на снимката) и включете единия край в същия ред като дългия крак на кондензатора, а другият край на проводника отива към 5v.

Код за SD картата и сензора за прах

Стъпка 7: Резултати и научени уроци

*Cubesat е оценен и проверен от г -жа Wingfield (учител)

Деменсии и маса

Тегло: 2,91 кг. Ширина: 110 мм. от всяка страна

Дължина: 106 мм. от всяка страна

Предварителни тестове:

Полетен тест- завършен

По време на този тест Cubesat остана в такт

Сензорът беше изправен пред нашия „Марс“половината от времето, а през другата половина от страни.

Тестове за вибрации - Пълни

Направихме тези вибрационни тестове, за да установим увереност, че сателитът може да издържи на стартовата среда и все още да може да функционира след това.

Резултати от вибрационни тестове

.12 секунди на разклащане

Период- 2,13 секунди на цикъл

Всички електрически съединители остават свързани и обезопасени. Кубът не можеше да се побере в кутията, затова използвахме лента, за да закрепим кубчета надолу. Дермалният инструмент и шкурка бяха използвани за шлайфане на страните на Cubesat, за да се поберат в кутията и това реши проблема.

Окончателни резултати от полета

Честота- 0,47 цикъла в секунда

Скорост- 3,39 метра в секунда

Ускорение- 9,99 m/s ^2

Центростремителна сила- 29,07 кг/сек ^2

Дължина на струната- 1,26 м.

Научихме, че сензорът за прах улавя дим, произведен от огън, и ни дава най -добрите данни. Научихме и как да решаваме проблеми

По време на този проект всички научихме много ценни уроци. Истинските уроци, които научихме, бяха да преодолеем всичко, дори и да стане трудно. Работихме с кубсат и сензор за прах. По -лесният от двата беше кубсатът, проектирането и изграждането му за няколко дни. Кубът беше наистина добър дизайн, използван за съхранение на всички наши сензори. Сензорът за прах и Arduino беше много трудно да се изчисли. Първоначално кодът не работеше, но докато работехме с кода, окабеляването се оказа неправилно. Няколко учители ни дойдоха на помощ, за да помогнат и с двамата, за да ни помогнат да намерим данните си. С изучаването на житейски уроци открихме и нови неща за кубиците и сензорите. Преди това не знаехме какво е кубсат, нито знаехме как работят сензорите и окабеляването. По време на този проект Бриана стана експерт по окабеляване и кодиране, докато Ема и Кристиан станаха невероятни сгради, като същевременно научиха и нова информация за кодирането и окабеляването. Като цяло научихме толкова много нови неща и се забавлявахме, докато го правехме. Благодаря на г -жа Уингфийлд, че проектирахте този проект за нас и да бъдете учител, който искрено обича да преподава и да се забавлява с учениците си.

Стъпка 8: Данни от сензора за прах

Графиката вдясно е данните, получени от сензора за прах. Снимката вляво е как трябва да изглежда графиката.

Сензорът имаше проблеми при събирането на страхотни данни.

Ако някой има повече познания за сензора за прах и как да получи правилните данни, моля да коментира този интеструктивен.