Obsah:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58
Tvorcovia CubeSat: Reghan, Logan, Kate a Joan
Úvod
Rozmýšľali ste niekedy nad tým, ako vytvoriť orbiter Marsu na zber údajov o atmosfére a kvalite vzduchu na Marse? Celý tento rok sme sa na hodine fyziky naučili, ako programovať Arduinos, aby dokázal zbierať údaje o Marse. Začali sme rok učením sa o tom, ako sa dostať von z aptomosféry Zeme, a pomaly sme prešli k navrhovaniu a stavbe CubeSats, ktoré by mohli obiehať okolo Marsu a zbierať údaje o povrchu Marsu a jeho atmosfére.
Krok 1: Potrebný materiál
- Senzor plynu MQ 9
- Kovové diely robota
- Arduino
- chlebová doska
- skrutky a matice
Krok 2: Nástroje a bezpečnosť
- Dremel
- Rezač skrutiek
- Kliešte
- Brúska na kolieska
- Brúska
- Pílka na drevo
- Brúsny papier
- Páska a reťazec na zaistenie senzora, Arduina atď. K CubeSat (ak je to potrebné)
- Bezpečnostné okuliare
- Rukavice
Krok 3: Ako postaviť Cubesat & Wire Arduino
Fritzing diagramy na drôt Arduino a snímač
MQ-9 je polovodič pre CO/horľavý plyn.
Obmedzenia Cubesat:
- 10x10x10
- Nemôže vážiť viac ako 1,3 kg (asi 3 libry)
Ako postaviť Cubesat:
UPOZORNENIE: Na rezanie kovu používajte pásovú pílu alebo pílku a noste ochranné okuliare a rukavice.
1. Odrežte 2 listy kovu na štvorec 10x10 cm alebo ak nemáte správnu veľkosť kovu, spojte 2 kusy kovu pomocou plastového konektora a skrutiek a matíc.
2. Odrežte 4 kusy 10 cm vysokých rohových kúskov kovu. Toto budú rohy Cubesatu.
3. Odrežte 8 kusov 10 dlhých plochých úzkych tyčiniek z kovu.
4. Začnite prepojením rohových dielov s jedným z plochých štvorcov 10x10 cm, ktoré boli narezané v kroku 1. Skrutky smerujú von z Cubesatu.
5. K rohovým dielom pridajte 4 vodorovné podpery (dlhé ploché palice), ktoré by mali na rohových kusoch ísť približne do polovice. Mali by byť štyri z nich, po jednom na každej strane.
6. Pridajte 4 zvislé podpery (dlhé ploché palice), ktoré sa spoja s vodorovnými podperami v strede.
7. Horúcim lepidlom spojte zvislé podpery so základňou, kde sú spojené rohové časti.
8. Umiestnite druhý štvorec 10x10 cm na vrch a pripevnite ho 4 skrutkami (po jednom v každom rohu). Nepripájajte, kým arduino a senzory nie sú v CubeSat.
Kód pre snímač MQ-9:
#include // (Sériové periférne rozhranie komunikujúce so zariadeniami na krátke vzdialenosti)
#include // (odosiela a pripája údaje na kartu SD)
#include // (na prepojenie a presun údajov a informácií používa káble)
plavákový senzorNapätie; // (odčítajte napätie senzora)
plavákový senzorHodnota; // (vytlačte prečítanú hodnotu senzora)
Údaje súboru; // (premenná na zápis do súboru)
// koniec pred nastavením
void setup () // (akcie sa vykonávajú v inštalácii, ale nie sú zaznamenávané žiadne informácie/údaje) //
{
pinMode (10, VÝSTUP); // musí nastaviť pin 10 na výstup, aj keď sa nepoužíva
SD.begin (4); // začína SD karta s CS nastaveným na pin 4
Serial.begin (9600);
sensorValue = analogRead (A0); // (analógový pin nastavený na nulu)
sensorVoltage = sensorValue/1024*5,0;
}
void loop () // (znova spustite slučku a nezaznamenávajte informácie/údaje)
{
Údaje = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // otvorí súbor s názvom „Log“
if (Údaje) {// urobí odpočinok iba vtedy, ak bol súbor úspešne vytvorený
Serial.print ("napätie senzora ="); // (nestálosť snímača tlač/záznam)
Serial.print (sensorVoltage);
Serial.println ("V"); // (tlač údajov v kolísaní)
Data.println (sensorVoltage);
Data.close ();
oneskorenie (1000); // (oneskorenie 1000 milisekúnd, potom reštartujte zber údajov)
}
}
Krok 4: Výsledky a získané lekcie
Výsledky:
Fyzika Rozšírili sme naše znalosti o Newtonových zákonoch, konkrétne o jeho prvom zákone. Tento zákon uvádza, že predmet v pohybe zostane v pohybe, pokiaľ naň nebude pôsobiť vonkajšia sila. Rovnaký koncept platí pre objekty v pokoji. Keď náš CubeSat obiehal, bol konštantnou rýchlosťou.. takže v pohybe. Ak by sa reťazec zlomil, náš CubeSat by letel po priamke v konkrétnom bode svojej obežnej dráhy, kde praskla.
Kvantitatívne Keď sa dráha začala, na chvíľu sme dostali 4,28, potom sa to zmenilo na 3,90. To určuje napätie
Kvalitatívne Náš CubeSat obiehal okolo Marsu a zbieral údaje o atmosfére. Na detekciu a meranie rozdielu sme použili propán (C3H8) na pridanie do atmosféry nášho senzora MQ-9. Letový test prebehol naozaj dobre kvôli zaostávaniu Mars orbiter. CubeSat lietal kruhovým pohybom, pričom cenzor smeroval dovnútra k Marsu.
Ponaučenie:
Najväčšou lekciou získanou v rámci tohto projektu bolo vytrvať v našich zápasoch. Najťažšou súčasťou tohto projektu bolo pravdepodobne zistiť, ako nastaviť a kódovať kartu SD na zhromažďovanie našich údajov. Spôsobilo nám to veľa problémov, pretože to bol dlhý proces pokus-omyl, čo bolo trochu frustrujúce, ale nakoniec sme na to prišli.
Naučili sme sa byť kreatívni a používať nástroje na vytvorenie CubeSat 10x10x10, ktorý pomôže merať znečistenie ovzdušia pomocou plynového senzora MQ-9. Na rezanie kovu na správnu veľkosť sme použili elektrické náradie, ako je Dremel, fréza na skrutky, veľká brúska na kolieska a pílka na kov. Naučili sme sa tiež správne naplánovať náš návrh od myšlienok v našich hlavách po papier a potom plán vykonať. Nie úplne samozrejme, ale plánovanie nám pomohlo udržať sa na dobrej ceste.
Ďalšou zručnosťou, ktorú sme sa naučili, bolo kódovanie senzora MQ-9 do Arduinos. Použili sme plynový senzor MQ-9, pretože naším hlavným cieľom bolo vytvoriť CubeSat, ktorý by dokázal merať kvalitu vzduchu v Marovej atmosfére.