Cubesat ჰაერის ხარისხის სენსორით და არდუინოთი: 4 ნაბიჯი

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

CubeSat- ის შემქმნელები: რეგანი, ლოგანი, ქეითი და ჯოანი

შესავალი

გიფიქრიათ ოდესმე, როგორ შევქმნათ მარსის ორბიტა მარსის ატმოსფეროსა და ჰაერის ხარისხის შესახებ მონაცემების შესაგროვებლად? მთელი წლის განმავლობაში ფიზიკის გაკვეთილზე ჩვენ ვისწავლეთ არდუინოს პროგრამირება მარსზე მონაცემების შეგროვების მიზნით. ჩვენ დავიწყეთ სწავლა იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა გამოვიდეთ დედამიწის აპტომოსფეროდან და ნელნელა განვვითარდით CubeSats– ის დიზაინსა და მშენებლობაში, რომელსაც შეეძლო მარსის გარშემო ტრიალება და მონაცემების შეგროვება მარსის ზედაპირისა და მისი ატმოსფეროს შესახებ.

ნაბიჯი 1: საჭირო მასალები

• MQ 9 გაზის სენსორი
• ლითონის რობოტის ნაწილები
• არდუინო
• პურის დაფა
• ხრახნები და თხილი

ნაბიჯი 2: ინსტრუმენტები და უსაფრთხოება

• დრემელი
• ჭანჭიკის საჭრელი
• ფანქარი
• ბორბლის საჭრელი
• საფქვავი
• Hacksaw
• ქვიშის ქაღალდი
• ლენტი და სტრიქონი სენსორის უზრუნველსაყოფად, Arduino და ა.შ. CubeSat– ში (საჭიროების შემთხვევაში)
• Დამცავი სათვალე
• ხელთათმანები

ნაბიჯი 3: როგორ ავაშენოთ Cubesat & Wire Arduino

Fritzing Diagrams to Wire Arduino & Sensor

MQ-9 არის ნახევარგამტარი CO/აალებადი გაზისთვის.

Cubesat შეზღუდვები:

1. 10x10x10
2. ვერ იწონის 1.3 კგ -ზე მეტს (დაახლოებით 3 კილოგრამს.)

როგორ ავაშენოთ კუბესატი:

სიფრთხილე: ლითონის დასაჭრელად გამოიყენეთ სამაჯური ან ხერხი და ატარეთ სათვალე და ხელთათმანები.

1. გაჭერით 2 ფურცელი ლითონი 10x10 სმ კვადრატში ან თუ ლითონის სწორი ზომა არ გაქვთ დააკავშირეთ 2 ცალი ლითონი პლასტიკური კონექტორის გამოყენებით და რამდენიმე ხრახნი და თხილი.

2. გაჭერით 4 ცალი 10 სმ სიმაღლის კუთხის ლითონის ნაჭრები. ეს იქნება კუბესატის კუთხეები.

3. ლითონის 10 გრძელი ბრტყელი ვიწრო ჩხირის 8 ნაჭერი.

4. დაიწყეთ კუთხის ნაჭრების შეერთებით ერთ ბრტყელ 10x10 სმ კვადრატებთან, რომლებიც მოჭრილ იქნა საფეხურში 1. გადააკეთეთ ხრახნები კუბესატის გარედან.

5. დაამატეთ 4 ჰორიზონტალური საყრდენი (გრძელი ბრტყელი ჩხირი) კუთხის ნაჭრებს, ეს უნდა გაიაროს დაახლოებით ნახევარი კუთხის ნაჭრებზე. უნდა იყოს ოთხი მათგანი, თითო თითოეულ მხარეს.

6. დაამატეთ 4 ვერტიკალური საყრდენი (გრძელი ბრტყელი ჩხირები), ეს დაუკავშირდება ცენტრალურ ჰორიზონტალურ საყრდენებს.

7. გამოიყენეთ ცხელი წებო ვერტიკალური საყრდენების დასაკავშირებლად ბაზაზე, სადაც კუთხის ნაწილები არის დაკავშირებული.

8. მოათავსეთ სხვა 10x10 სმ კვადრატი თავზე, მიამაგრეთ ეს 4 ხრახნით (თითო თითოეულ კუთხეში). არ დაურთოთ სანამ arduino და სენსორები არ იქნება CubeSat.

კოდი MQ-9 სენსორისთვის:

#მოიცავს // (სერიული პერიფერიული ინტერფეისი, რომელიც ახორციელებს მოწყობილობებთან მოკლე დისტანციებზე)

#მოიცავს // (აგზავნის და აკავშირებს მონაცემებს sd ბარათთან)

#მოიცავს // (იყენებს სადენებს მონაცემებისა და ინფორმაციის დასაკავშირებლად და გადასატანად)

მცურავი სენსორი ძაბვა; // (წაიკითხეთ სენსორის ძაბვა)

მცურავი სენსორი ღირებულება; // (დაბეჭდეთ სენსორის მნიშვნელობა წაკითხული)

ფაილის მონაცემები; // (ცვლადი ფაილში ჩაწერისთვის)

// წინასწარ დაყენების დასრულება

void setup () // (მოქმედებები ხორციელდება კონფიგურაციაში, მაგრამ ინფორმაცია/მონაცემები არ არის აღდგენილი) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // უნდა დააყენოს pin 10 გამომავალი მაშინაც კი, თუ არ გამოიყენება

SD. დასაწყისი (4); // იწყებს sd ბარათს CS- ით დაყენებულია 4 პინზე

სერიული.დაწყება (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (ანალოგიური პინი დაყენებულია ნულზე)

სენსორი ძაბვა = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (კვლავ გაუშვით მარყუჟი და არ ჩაწეროთ ინფორმაცია/მონაცემები)

{

მონაცემები = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // ხსნის ფაილს სახელწოდებით "ჟურნალი"

if (მონაცემები) {// დაისვენებს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ფაილი წარმატებით შეიქმნა

Serial.print ("სენსორის ძაბვა ="); // (ბეჭდვა/ჩაწერა სენსორის ცვალებადობა)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (მონაცემების ამობეჭდვა ცვალებადობით)

Data.println (sensorVoltage);

მონაცემები. დახურვა ();

დაგვიანება (1000); // (შეფერხება 1000 მილიწამი, შემდეგ გადატვირთეთ მონაცემთა შეგროვება)

}

}

ნაბიჯი 4: შედეგები და გაკვეთილები

შედეგები:

ფიზიკა ჩვენ გავაფართოვეთ ცოდნა ნიუტონის კანონების, კერძოდ მისი პირველი კანონის შესახებ. ამ კანონში ნათქვამია, რომ მოძრავი ობიექტი დარჩება მოძრაობაში, თუკი გარე ძალა არ მოახდენს მოქმედებას. იგივე კონცეფცია ეხება დასვენების ობიექტებს. როდესაც ჩვენი CubeSat ორბიტაზე მოძრაობდა, ის მუდმივ სიჩქარეზე იყო.. ისე მოძრაობაში. სტრიქონი რომ გატეხილიყო, ჩვენი CubeSat პირდაპირ ფრენაში გაფრინდებოდა მისი ორბიტის კონკრეტულ წერტილში, სადაც ის იყო გატეხილი.

რაოდენობრივი როდესაც ორბიტა დაიწყო, ჩვენ მივიღეთ 4.28 ცოტა ხნით, შემდეგ ის შეიცვალა 3.90. ეს განსაზღვრავს ძაბვას

თვისებრივი ჩვენი CubeSat მარსის ორბიტაზეა და აგროვებს მონაცემებს ატმოსფეროს შესახებ. ჩვენ გამოვიყენეთ პროპანი (C3H8) ატმოსფეროს დასამატებლად ჩვენი MQ-9 სენსორისთვის განსხვავების გამოვლენისა და გასაზომად. ფრენის ტესტმა მართლაც კარგად ჩაიარა მარსის ორბიტერის ჩამორჩენის გამო. CubeSat გაფრინდა წრიული მოძრაობით, ცენზორი კი მარსისკენ იყო მიმართული.

ნასწავლი გაკვეთილები:

ამ პროექტის განმავლობაში მიღებული უდიდესი გაკვეთილი იყო ჩვენი ბრძოლების გამძლეობა. ამ პროექტის ყველაზე რთული ნაწილი იყო ალბათ იმის გარკვევა, თუ როგორ უნდა დაყენებულიყო და კოდირებულიყო SD ბარათი, რომ შეგროვებულიყო ჩვენი მონაცემები. ამან ბევრი უბედურება მოგვცა, რადგან ეს იყო გრძელი საცდელი და შეცდომის პროცესი, რაც ცოტა იმედგაცრუებული იყო, მაგრამ საბოლოოდ ჩვენ გავარკვიეთ.

ჩვენ ვისწავლეთ როგორ ვიყოთ კრეატიულები და გამოვიყენოთ ინსტრუმენტები 10x10x10 CubeSat– ის შესაქმნელად, რაც ხელს შეუწყობს ჰაერის დაბინძურების გაზომვას MQ-9 გაზის სენსორით. ჩვენ გამოვიყენეთ ელექტრული იარაღები, როგორიცაა დრემელი, ჭანჭიკის საჭრელი, დიდი ბორბლის საფქვავი და ხერხი, რომ ჩვენი ლითონი შევაჭრათ სწორ ზომას. ჩვენ ასევე ვისწავლეთ როგორ სწორად დავგეგმოთ ჩვენი დიზაინი ჩვენს თავში არსებული იდეებიდან ქაღალდზე და შემდეგ შევასრულოთ გეგმა. რა თქმა უნდა, არა სრულყოფილად, მაგრამ დაგეგმვა დაგვეხმარა გზის შენარჩუნებაში.

კიდევ ერთი უნარი, რომელიც ჩვენ ვისწავლეთ იყო, თუ როგორ უნდა დაერქვა MQ-9 სენსორი არდუინოსში. ჩვენ გამოვიყენეთ MQ-9 გაზის სენსორი, რადგან ჩვენი მთავარი მიზანი იყო CubeSat– ის შექმნა, რომელიც შეძლებდა ჰაერის ხარისხის გაზომვას მარის ატმოსფეროში.