Как да изградим Cubesat с Arduino и акселерометър .: 5 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

Нашите имена са Брок, Еди и Дрю. Основната цел на нашия клас по физика е да пътуваме от Земята до Марс, докато симулираме орбитата около Марс, използвайки Cube Sat и събираме данни. Целта на нашите групи за този проект е да събира данни, използвайки сензор за акселерометър, който ще бъде прикрепен към нашия Arduino вътре в куб сат, който ще обикаля около "Марс", за да намери гравитационната сила на тази планета. Някои възможни ограничения за тази конкретна задача биха били кодът, който не работи по правилния начин, акселерометърът не събира данни и границата, която CubeSat може да претегли. Въпреки че има много други, с които всеки човек може да се сблъска, те бяха тези, с които нашата група се сблъска. Видеоклип на нашия окончателен проект и тестване можете да намерите тук https://www.youtube.com/embed/u1_o38KSrEc -Eddie

Стъпка 1: Списък на материалите

ВСИЧКИ СПИСАНИ МАТЕРИАЛИ ВЪВ ВЪТРЕШНИТЕ CUBESAT

1. Arduino и захранващ кабел https://www.amazon.com/Elegoo-EL-CB-001-ATmega328…: arduino е предназначен да направи електрониката по-достъпна за художници, дизайнери, любители и всеки, който се интересува от създаването на интерактивни обекти или среди

: разрешете захранването на и от вашия Arduino и компютър

2. Макетна платка

: платка за изработване на експериментален модел на електрическа верига

МАТЕРИАЛИ, ПРИЛОЖЕНИ КЪМ КРЪСТНАТА КАРТА

1. Arceino акселерометър

: инструмент за измерване на ускорението или за откриване и измерване на вибрации

2. Модул за SD карта Arduino

: позволява ви да добавите масово съхранение и регистриране на данни към вашия проект

3. Arduino Wires

: прехвърля код в Arduino и макет

4. LED светлина

: LED е малка светлина (тя означава "светодиод"), която работи със сравнително малка мощност

-Дрю

Стъпка 2: Необходими инструменти и практики за безопасност

ИНСТРУМЕНТИТЕ НЕОБХОДИМИ

1. Екзакто нож

- използвахме точен нож, за да изрежем и проследим формата на Arduino и Breadboard през стиропор, за да защитим Arduino и Breadboard в случай, че има инциденти

2. Пистолет за горещо лепило

- използвахме пистолет за горещо лепило, за да залепим стиропора отстрани на нашия Cubesat, за да гарантираме, че нашите Arduino и Breadboard са сигурни

3. Стиропор

- използвахме парчета стиропор, за да закрепим Arduino и дъската отстрани на нашия Cubesat, също така, за да позволим възглавница, ако Cubesat падне или се разклати наоколо

ПРАКТИКИ ЗА БЕЗОПАСНОСТ

1. първата практика за безопасност, която приложихме, беше да се уверим, че не докосваме 3D принтера, докато той отпечатва Cubesat. 3D принтерът ще стане много горещ и е важно да запомните да не го докосвате.

2. когато използвахме точния нож за изрязване на парчетата стиропор, трябваше да поставим картон отдолу, за да сме сигурни, че масите не са повредени. ние също трябваше да носим очила, когато използваме кутията с ножове, каквото и да е хвърчало в лицето ни или около работното ни пространство.

3. когато използвате инструменти, които изискват тежък труд, не забравяйте да носите очила от съображения за безопасност.

4. след като прикрепите Cubesat към орбитата, уверете се, че предупреждавате хората около орбитата, че ще тествате своя Cubesat и носете очила, за да сте сигурни, че всички части на тялото и хората са в безопасност.

-Дрю

Стъпка 3: Как да:

Как да изградим CubeSat

1. за да започнете процеса на изграждане на CubeSat, трябва да потърсите модели на CubeSat, които са 10x10x10 и имат удобен STL файл.

2. когато намерите модел, който ще работи безопасно за държане на макет и Arduino, трябва да изтеглите файловете на флаш устройство, за да имате достъп до файловете на 3D принтера.

3. след като правилните файлове са изтеглени на флаш устройството, можете да свържете флаш устройството към компютъра, който е свързан към 3D принтера.

4. когато печатате, уверете се, че сте избрали правилните файлове и всички проводници, кодове и входове са правилно свързани между компютъра и 3D принтера. това ще гарантира, че CubeSat е отпечатан правилно и всичко върви по план.

5. задайте на всеки член на групата определено време за ефективна проверка на принтера и напредъка на CubeSat, за да улови всички проблеми, които може да срещнете. възможността да накарате член на екипа да проверява напредъка на всеки 2-3 часа, ще осигури достатъчно помощ за отстраняване на всички проблеми и ще наблюдава напредъка, който ще бъде постигнат.

-Еди

КОДЪТ:

#включи #включи #включи #включи

const int MPU = 0x68; int16_t AcX, AcY, AcZ, Tmp, GyX, GyY, GyZ; двойна стъпка, ролка;

Файлови данни;

void setup () {

pinMode (10, OUTPUT); // трябва да зададете извод 10, дори да не се използва; // настройка на щифт 7, за да светне LED SD.begin (4); // започва SD карта с CS, зададен на пин 4 Serial.begin (9600); Serial.println (F ("BMP280 тест")); Wire.begin (); Wire.beginTransmission (MPU); Wire.write (0x6B); Wire.write (0); Wire.endTransmission (вярно); Serial.begin (9600); } void loop () {Wire.beginTransmission (MPU); Wire.write (0x3B); Wire.endTransmission (невярно); Wire.requestFrom (MPU, 14, вярно);

int AcXoff, AcYoff, AcZoff, GyXoff, GyYoff, GyZoff; int temp, toff; двойно t, tx, tf;

// Корекция на данните за ускорението AcXoff = -950; AcYoff = -300; AcZoff = 0;

// Температурна корекция toff = -1600;

// Гирокорекция GyXoff = 480; GyYoff = 170; GyZoff = 210;

// прочетете данните за ускорение AcX = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcXoff; AcY = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcYoff; AcZ = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcYoff;

// четене на температурни данни temp = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + toff; tx = temp; t = tx/340 + 36,53; tf = (t * 9/5) + 32;

// четене на данни за жироскопи GyX = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyXoff; GyY = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyYoff; GyZ = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyZoff;

Данни = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // отваря файл, наречен "Log"

// получавам pitch/roll getAngle (AcX, AcY, AcZ);

// изпращаме данните през серийния порт Serial.print ("Angle:"); Serial.print ("Pitch ="); Serial.print (стъпка); Serial.print ("| Roll ="); Serial.println (ролка);

Serial.print ("Temp:"); Serial.print ("Temp (F) ="); Serial.print (tf); Serial.print ("| Temp (C) ="); Serial.println (t);

Serial.print ("Акселерометър:"); Serial.print ("X ="); Serial.print (AcX); Serial.print ("| Y ="); Serial.print (AcY); Serial.print ("| Z ="); Serial.println (AcZ);

Serial.print ("Жироскоп:"); Serial.print ("X ="); Serial.print (GyX); Serial.print ("| Y ="); Serial.print (GyY); Serial.print ("| Z ="); Serial.println (GyZ); Serial.println ("");

Data.print (стъпка); Data.println (ролка);

Data.print (tf); Data.println (t); Data.print (AcX); // записва acel данни във файл Data.print (","); // отпечатва запетая във файл Data.print (AcY); Data.print (","); Data.print (AcZ); Data.print (","); Data.print (GyX); Data.print (","); Data.print (GyY); Data.print (","); Data.println (GyZ);

забавяне (1000); }

// преобразуваме данните за ускорение в pitch/roll void getAngle (int Vx, int Vy, int Vz) {double x = Vx; двойно y = Vy; двойно z = Vz;

}

}

КОДЪТ (ПРОДЪЛЖЕНИЕ):

-това е кодът, който използвахме за събиране на данни от акселерометъра и SD картата.

-След като окабелявахме нашите Arduino и Breadboard, за да изглеждат като тези на диаграмата, ние включихме SD картата в адаптерния модул на SD картата и продължихме да се подготвяме за последното ни тестване.

-имахме проблеми с кода за дълго време, но кодът, даден по -горе, е крайният код, който използвахме, който ни даде данните, които използвахме за нашата презентация.

-този код събира данните от акселерометъра и прехвърля информацията в SD картата.

-SD картата е включена в USB и към компютъра. оттам информацията беше вкарана в нашия компютър.

-Брок

СВЪРЗВАНЕ НА ARDUINO:

- докато свързвахме Arduino, се борихме с тъпи проводници и тъпи Arduinos.

- трябваше да коригираме окабеляването на нашия Arduino няколко пъти поради неправилно окабеляване.

- за да осигурите правилното окабеляване и кодиране, уверете се, че кабелите ви са обезопасени изцяло и кодът ви е обработен правилно.

ФРИЦИРУВАЩА СХЕМА:

- диаграмата за фризиране беше права и лесна за следване

- срещнахме проблеми с диаграмата, когато модулът SD карта не беше част от програмата за фриттинг. поради това трябваше да търсим онлайн част за изтегляне, която да включим в диаграмата

- бяхме завършили диаграмата, като включихме правилните части и програми в диаграмата

-Дрю

Стъпка 4: Резултати/извлечени уроци

Нашата графика показва ясно покачване на температурата, вероятно поради необходимостта на нагревателя да достигне максималната температура.

За този проект физиката, с която се сблъскахме, беше центростремителната сила, поддържаща CubeSat в орбита.

-Брок