Hava keyfiyyəti sensoru və Arduino ilə Cubesat: 4 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

CubeSat yaradıcıları: Reghan, Logan, Kate və Joan

Giriş

Marsın atmosferi və hava keyfiyyəti haqqında məlumat toplamaq üçün bir Mars orbiterinin necə yaradılacağını heç düşünmüsünüzmü? Bu il ərzində fizika dərsimizdə Arduinoları Marsda məlumat toplaya bilmək üçün necə proqramlaşdırmağı öyrəndik. Aptomosferdən Yer kürəsindən necə çıxacağımızı öyrənməyə başladıq və yavaş -yavaş Marsın ətrafında fırlana bilən və Mars səthi və atmosferi haqqında məlumat toplaya biləcək CubeSats layihələndirməyə və qurmağa başladıq.

Addım 1: Lazım olan materiallar

• MQ 9 qaz sensoru
• Metal robot hissələri
• Arduino
• çörək taxtası
• vintlər və qoz -fındıq

Addım 2: Alətlər və Təhlükəsizlik

• Dremel
• Bolt kəsici
• Kəlbətinlər
• Təkər zımpara
• Bülövçü
• Testere
• Qum kağızı
• Sensoru, Arduino və s. CubeSat -a bağlamaq üçün bant və sim (lazım olduqda)
• Təhlükəsizlik gözlükləri
• Əlcəklər

Addım 3: Cubesat & Wire Arduino necə qurulacaq

Arduino və Sensoru Silmək üçün Dondurucu Diaqramlar

MQ-9, CO/Yanan qaz üçün yarımkeçiricidir.

Cubesat məhdudiyyətləri:

1. 10x10x10
2. Ağırlığı 1,3 kq -dan çox ola bilməz (təxminən 3 lb.)

Cubesat necə qurulur:

DİQQƏT: Metal kəsmək üçün bantlı mişar və ya mişar maşını istifadə edin, eynək və əlcək geyin.

1. 10x10 sm ölçüsündə 2 təbəqə metal kəsin və ya düzgün ölçülü metalınız yoxdursa, plastik bir bağlayıcı və bəzi vintlər və qoz -fındıq istifadə edərək 2 ədəd metal birləşdirin.

2. 10 sm uzunluğunda 4 ədəd künc metal parçasını kəsin. Bunlar Cubesat'ın küncləri olacaq.

3. 8 ədəd 10 uzun düz dar metal çubuqdan kəsin.

4. Künc hissələrini 1 -ci addımda kəsilmiş 10x10 sm ölçülü düz kvadratlardan birinə bağlayaraq başlayın. Vidaları Cubesat -ın kənarına yönəldin.

5. Künc hissələrinə 4 üfüqi dayaq (uzun düz çubuqlar) əlavə edin, bunlar künc parçalarının təxminən yarısına qədər getməlidir. Bunlardan hər biri bir tərəfdən dörd olmalıdır.

6. 4 şaquli dayaq (uzun düz çubuqlar) əlavə edin, bunlar mərkəzdəki üfüqi dayaqlara qoşulacaq.

7. Şaquli dayaqları künc hissələrinin birləşdirildiyi bazaya bağlamaq üçün isti yapışqan istifadə edin.

8. Digər 10x10 sm ölçülü kvadratı üstünə qoyun, bunu 4 vida ilə bağlayın (hər küncdən biri). Arduino və sensorlar CubeSat -da olana qədər bağlamayın.

MQ-9 sensoru üçün kod:

#include // (Qısa məsafələrdə cihazlarla ünsiyyət quran Serial Periferik İnterfeys)

#include // (məlumatları sd karta göndərir və bağlayır)

#include // (məlumatları və məlumatları birləşdirmək və daşımaq üçün tellərdən istifadə edir)

üzmə sensoru Gərginlik; // (sensorun gərginliyini oxuyun)

üzmə sensoruDəyər; // (oxunan sensor dəyərini çap edin)

Fayl məlumatları; // (fayla yazmaq üçün dəyişən)

// əvvəlcədən qurulmanı bitir

void setup () // (hərəkətlər quruluşda yerinə yetirilir, lakin heç bir məlumat/məlumat qeyd olunmur) //

{

pinMode (10, Çıxış); // istifadə edilməsə belə pin 10 -u çıxışa təyin etməlidir

SD.begin (4); // sd kartını CS 4 -ə təyin etməklə başlayır

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (analog pin sıfıra qoyulur)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (döngəni yenidən işlədin və məlumatı/məlumatı qeyd etməyin)

{

Məlumat = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // "Giriş" adlı faylı açır

if (Data) {// yalnız fayl uğurla yaradıldıqda istirahət edəcək

Serial.print ("sensor gərginliyi ="); // (çap/qeyd sensoru gərginliyi)

Serial. çap (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (məlumatları həcmlə çap edin)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

gecikmə (1000); // (1000 millisaniyə gecikmə sonra məlumatların toplanmasını yenidən başladın)

}

}

Addım 4: Nəticələr və öyrənilən dərslər

Nəticələr:

Fizika Newton qanunları, xüsusən onun ilk qanunu haqqında biliklərimizi genişləndirdik. Bu qanun, hərəkət edən bir cismin xarici qüvvə tərəfindən hərəkətə keçməyincə hərəkətsiz qalacağını bildirir. Eyni anlayış istirahətdə olan obyektlərə də aiddir. CubeSatımız orbitə çıxanda sabit sürətlə hərəkət edirdi. Simli qırılsaydı, CubeSatımız orbitinin kəsildiyi nöqtədə düz bir xətt üzrə uçacaqdı.

Kəmiyyət Orbit başladıqda bir müddət 4.28 əldə etdik, sonra 3.90 olaraq dəyişdi. Bu gərginliyi təyin edir

Keyfiyyətli CubeSatımız Marsın ətrafında fırlandı və atmosfer haqqında məlumatlar topladı. Fərqi aşkar etmək və ölçmək üçün MQ-9 sensorumuzun atmosferə əlavə edilməsi üçün propan (C3H8) istifadə etdik. Uçuş sınağı, Mars orbiterinin gecikməsi səbəbindən həqiqətən yaxşı keçdi. CubeSat dairəvi bir hərəkətlə uçdu, senzura içəriyə doğru doğru yönəldildi.

Öyrənilmiş dərslər:

Bu layihə boyunca əldə edilən ən böyük dərs, mübarizələrimizdə səbr etmək idi. Bu layihənin ən çətin hissəsi, yəqin ki, məlumatlarımızı toplamaq üçün SD kartın necə qurulacağını və kodlaşdırılacağını anlamaq idi. Uzun bir sınaq və səhv prosesi olduğu üçün bizə bir çox problem verdi, amma bir az da sinir bozucu idi, amma nəticədə başa düşdük.

Yaradıcı olmağı və MQ-9 qaz sensoru ilə hava çirkliliyini ölçməyə kömək edəcək 10x10x10 CubeSat yaratmaq üçün vasitələrdən istifadə etməyi öyrəndik. Metalımızı düzgün ölçüdə kəsmək üçün Dremel, bolt kəsici, böyük təkər dəyirmanı və demir testerəsi kimi elektrik alətlərindən istifadə etdik. Başımızdakı fikirlərdən kağıza qədər dizaynımızı necə düzgün planlaşdırmağı və sonra planı necə yerinə yetirməyi də öyrəndik. Əlbəttə mükəmməl deyil, amma planlaşdırma yolda qalmağımıza kömək etdi.

Öyrəndiyimiz başqa bir bacarıq MQ-9 sensorunu Arduinos-a necə kodlaşdırmaq idi. MQ-9 qaz sensorundan istifadə etdik, çünki əsas məqsədimiz Mar atmosferində havanın keyfiyyətini ölçə biləcək bir CubeSat hazırlamaq idi.