Havo sifati sensori va Arduino bilan Cubesat: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

CubeSat yaratuvchilari: Reghan, Logan, Keyt va Joan

Kirish

Mars atmosferasi va havo sifati haqida ma'lumot to'plash uchun Mars orbitasini qanday yaratishni hech o'ylab ko'rganmisiz? Bu yil davomida fizika darsimizda biz Arduinosni Marsda ma'lumotlarni yig'ish uchun dasturlashni o'rgandik. Biz yilni aptomosferadan erdan qanday chiqish haqida bilib oldik va asta -sekin Mars atrofida aylanib, Mars yuzasi va uning atmosferasi haqida ma'lumot to'playdigan CubeSatsni loyihalash va qurishni boshladik.

1 -qadam: kerakli materiallar

• MQ 9 gaz sensori
• Metall robot qismlari
• Arduino
• non taxtasi
• vintlardek va yong'oqlar

2 -qadam: asboblar va xavfsizlik

• Dremel
• Bolt kesuvchi
• Pense
• G'ildirak silliqlash mashinasi
• Tegirmonni
• Temir arra
• Qum qog'oz
• Sensor, Arduino va boshqalarni CubeSat -ga mahkamlash uchun lenta va sim (agar kerak bo'lsa)
• Xavfsizlik ko'zoynaklari
• Qo'lqoplar

3 -qadam: Cubesat & Wire Arduino -ni qanday yaratish kerak

Arduino va datchiklarni simli ulash sxemalari

MQ-9-CO/Yonuvchan gaz uchun yarimo'tkazgich.

Cubesat cheklovlari:

1. 10x10x10
2. Og'irligi 1,3 kg dan oshmaydi (taxminan 3 funt.)

Cubesat qanday yaratiladi:

OGOHLANTIRISH: Metallni kesish uchun tasma yoki arra ishlating, ko'zoynak va qo'lqop taqing.

1. 2 ta metall varaqni 10x10 sm o'lchamdagi kvadratga kesib oling yoki agar sizda to'g'ri o'lchamli metall bo'lmasa, plastmassa ulagich va 2 vint va yong'oq yordamida 2 ta metallni ulang.

2. 10 sm balandlikdagi burchakdan 4 dona metall bo'lakni kesib oling. Bu Cubesat -ning burchaklari bo'ladi.

3. 10 ta uzun yassi tor metall tayoqchalardan 8 dona kesib oling.

4. Burchak qismlarini 1 -qadamda kesilgan 10x10 sm o'lchamdagi tekis kvadratlardan biriga ulashdan boshlang. Vintlarni Cubesat tashqi tomoniga qarating.

5. Burchak qismlariga 4 ta gorizontal tayanchlarni (uzun tekis tayoqlar) qo'shing, ular burchak qismlarida taxminan yarmigacha ko'tarilishi kerak. Ulardan to'rttasi bo'lishi kerak, har tomondan.

6. 4 ta vertikal tayanchni (uzun tekis tayoqlar) qo'shing, ular markazdagi gorizontal tayanchlarga ulanadi.

7. Vertikal tayanchlarni taglikka ulash uchun issiq elimdan foydalaning, bu erda burchak qismlari ulanadi.

8. Boshqa 10x10 sm kvadratni tepaga qo'ying, uni 4 vint bilan mahkamlang (har bir burchakda bittadan). Arduino va sensorlar CubeSat -da bo'lmaguncha biriktirmang.

MQ-9 sensori uchun kod:

#include // (qisqa masofadagi qurilmalar bilan aloqa qiladigan ketma -ket periferik interfeys)

#include // (ma'lumotlarni SD -kartaga yuboradi va ulaydi)

#include // (ma'lumotlar va ma'lumotlarni ulash va ko'chirish uchun simlardan foydalanadi)

suzish sensori kuchlanish; // (sensor kuchlanishini o'qing)

suzish sensori qiymati; // (o'qilgan sensor qiymatini chop eting)

Fayl ma'lumotlari; // (faylga yozish uchun o'zgaruvchi)

// oldindan sozlashni tugatish

void setup () // (harakatlar sozlashda amalga oshiriladi, lekin hech qanday ma'lumot/ma'lumot yozilmaydi) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // ishlatilmasa ham chiqish uchun 10 -pinni o'rnatish kerak

SD.begin (4); // sd -kartani CS 4 -pin bilan o'rnatishni boshlaydi

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (analog pin nolga o'rnatilgan)

sensorVoltaj = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (loopni qayta ishga tushiring va ma'lumot/ma'lumotlarni yozmang)

{

Ma'lumotlar = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // "Jurnal" deb nomlangan faylni ochadi.

if (Ma'lumotlar) {// faqat fayl muvaffaqiyatli yaratilganda dam oladi

Serial.print ("sensor kuchlanish ="); // (bosim/yozish sensori voltaji)

Ketma -ket chop etish (sensor kuchlanish);

Serial.println ("V"); // (ma'lumotlarni katta hajmda chop etish)

Data.println (sensor kuchlanish);

Data.close ();

kechikish (1000); // (1000 millisekundga kechikish, keyin ma'lumotlarni yig'ishni qayta boshlash)

}

}

4 -qadam: Natijalar va o'rganilgan darslar

Natijalar:

Fizika Biz Nyuton qonunlari, xususan uning birinchi qonuni haqidagi bilimimizni kengaytirdik. Bu qonunga ko'ra, harakatlanayotgan narsa, agar tashqi kuch ta'sir qilmasa, harakatda qoladi. Xuddi shu tushuncha dam olayotgan ob'ektlar uchun ham amal qiladi. Bizning CubeSat orbitada bo'lganida, u doimiy tezlikda edi.. shunday harakatda edi. Agar sim uzilib qolsa, bizning CubeSat o'z orbitasining aniq nuqtasida, u uzilgan joyda to'g'ri chiziqda uchar edi.

Miqdoriy orbitani boshlaganimizda, biz bir muddat 4.28 ga ega bo'ldik, keyin u 3.90 ga o'zgardi. Bu kuchlanishni aniqlaydi

Bizning CubeSat sifatli Mars atrofida aylanib, atmosfera haqidagi ma'lumotlarni to'pladi. Biz farqni aniqlash va o'lchash uchun MQ-9 sensori uchun atmosferani qo'shish uchun propan (C3H8) dan foydalanganmiz. Mars orbitasining orqada qolishi tufayli parvoz sinovi juda yaxshi o'tdi. CubeSat dumaloq harakatda uchdi, tsenzura ichkariga qarab Marsga qaratildi.

Olingan darslar:

Loyiha davomida o'rganilgan eng katta saboq - bu kurashlarimiz davomida sabr -toqat qilish edi. Loyihaning eng qiyin qismi, ehtimol, ma'lumotlarni to'plash uchun SD -kartani qanday sozlash va kodlashni aniqlash edi. Bu bizga juda ko'p muammo tug'dirdi, chunki bu uzoq sinov va xato jarayoni edi, bu biroz asabiylashtirdi, lekin oxir-oqibat biz buni tushundik.

Biz MX-9 gaz sensori yordamida havo ifloslanishini o'lchashga yordam beradigan 10x10x10 CubeSat yaratish uchun qanday ijodkor bo'lish va asboblardan foydalanishni o'rgandik. Metallni to'g'ri o'lchamda kesish uchun biz Dremel, murvat, katta g'ildirak maydalagich va arra kabi elektr asboblardan foydalanardik. Biz o'z dizaynimizni boshimizdagi g'oyalardan qog'ozgacha to'g'ri rejalashtirishni va keyin rejani bajarishni o'rgandik. Albatta, mukammal emas, lekin rejalashtirish bizni yo'lda qolishimizga yordam berdi.

Biz o'rgangan yana bir ko'nikma-MQ-9 sensorini Arduinosga qanday kodlash. Biz MQ-9 gaz sensoridan foydalandik, chunki bizning asosiy maqsadimiz Mar atmosferasida havo sifatini o'lchaydigan CubeSat ishlab chiqarish edi.