CubeSat Accelerometer заавар: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Cubesat бол 10x10x10 см хэмжээтэй шоо нэгжийн үржвэр, нэгж тутамд 1.33 кг -аас ихгүй хэмжээтэй хиймэл дагуулын төрөл юм. Cubesats нь маш олон тооны хиймэл дагуулыг сансарт илгээх боломжийг олгодог бөгөөд эзэмшигч нь дэлхийн хаана ч хамаагүй машиныг бүрэн хянах боломжийг олгодог. Cubesats нь одоогийн бусад загвараас хамаагүй хямд юм. Эцсийн эцэст кубууд нь сансарт шумбах боломжийг олгодог бөгөөд манай гариг, орчлон ертөнц ямар харагддаг тухай мэдлэгийг түгээдэг.

Arduino бол электроникийн төсөл боловсруулахад ашигладаг платформ эсвэл төрөл бүрийн компьютер юм. Arduino нь таны компьютер дээр ажилладаг, компьютерийн кодыг бичих, самбар дээр байршуулах зориулалттай програмчлагдах хэлхээний самбар болон програм хангамжаас бүрдэнэ.

Энэхүү төслийн хувьд манай багт Ангараг гаригийн бүтцийн тодорхой хэсгийг илрүүлэхийг хүссэн мэдрэгчийг сонгохыг зөвшөөрсөн. Бид хурдатгал хэмжигч буюу хурдатгалын хүчийг хэмжих цахилгаан механик төхөөрөмж ашиглахаар шийдсэн.

Эдгээр бүх төхөөрөмжийг хамтад нь ажиллуулахын тулд бид хурдасгуур хэмжигчийг Arduino -ийн талхны талбарт хавсаргаж, кубын дотор талд хоёуланг нь хавсаргаж, нислэгийн симуляци, чичиргээний туршилтыг тэсвэрлэх ёстой байв. Энэхүү зааварчилгаа нь бид үүнийг хэрхэн гүйцэтгэсэн болон Arduino -оос цуглуулсан өгөгдлүүдийн талаар ярих болно.

Алхам 1: Зорилгоо тодорхойлох (Алекс)

Энэхүү төслийн гол зорилго бол CubeSat дотор байрлуулсан акселерометр (санаа зоволтгүй, дараа нь энэ талаар тайлбарлах болно) Ангараг гариг дээрх таталцлын хүчний хурдатгалыг хэмжих явдал байв. Бид CubeSat бүтээж, түүний бат бөх чанарыг олон янзаар туршиж үзэх ёстой байсан. Зорилгоо тодорхойлох, төлөвлөхөд хамгийн хэцүү зүйл бол Arduino болон акселерометрийг CubeSat дотор хэрхэн аюулгүй хадгалахыг ухамсарлах явдал байв. Үүнийг хийхийн тулд бид сайн CubeSat загвар гаргаж, 10х10х10см хэмжээтэй, 1.3 кг -аас бага жинтэй эсэхийг шалгаарай.

Legos нь бат бөх, бат бөх байх болно гэдгийг бид тогтоосон. Легос бол бид ямар ч барилгын материалд мөнгө зарцуулахаас илүүтэй хэн нэгэнд байж болох зүйл байсан. Аз болоход, дизайн гаргах үйл явц тийм ч удаан үргэлжилсэнгүй, үүнийг дараагийн алхам дээр харах болно.

Алхам 2: Cubesat дизайн хийх

Энэхүү өвөрмөц кубын хувьд бид бүтээхэд хялбар, бэхэлгээ, бат бөх чанараараа лего ашигладаг байсан. Шоо дөрвөлжин нь 10х10х10 см хэмжээтэй, нэг U -д 1.33 кг -аас бага жинтэй байх ёстой. Легос нь кубын тавцангийн шал, тагны хоёр Lego суурийг ашиглахдаа яг 10x10x10 см хэмжээтэй байх боломжийг олгодог. Та хүссэнээрээ авахын тулд Lego баазуудыг доош нь харах хэрэгтэй болж магадгүй юм. Cubesat дотор та өөрийн хүссэн цавуугаар ардуино, талх, батерей, SD карт эзэмшигчийг хананд наалдана. Бид наалдамхай тууз ашиглан дотор нь ямар ч хэсэг суларч болохгүй. Шоо дөрвөлжин тойрог замд холбохын тулд бид утас, резинэн тууз, цахилгаан товч ашигласан. Резинэн туузыг бэлгийг ороосон тууз шиг шоо дөрвөлжин ороосон байх ёстой. Дараа нь утсыг тагны резинэн туузны төв хэсэгт холбоно. Дараа нь утсыг цахилгаан товчоор холбож, тойрог замд холбоно.

Алхам 3: Arduino бүтээх

Энэхүү CubeSat -ийн зорилго бол өмнө нь хэлсэнчлэн Ангараг гариг дээрх таталцлын хүчний хурдатгалыг хурдатгал хэмжигч ашиглан тодорхойлох явдал байв. Акселерометр бол хавсаргасан объектын хурдатгалыг хэмжихэд ашигладаг нэгдсэн хэлхээ эсвэл модулиуд юм. Энэ төсөлд би кодчилол, утастай холбоотой анхан шатны мэдлэг олж авсан. Би хурдатгалын хүчийг хэмжих цахилгаан механик төхөөрөмж болох mpu 6050 -ийг ашигласан. Динамик хурдатгалын хэмжээг мэдэрснээр та төхөөрөмж X, Y, Z тэнхлэг дээр хэрхэн хөдөлж байгааг шинжлэх боломжтой. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь дээш, доошоо эсвэл хажуу тийш хөдөлж байгаа эсэхийг та мэдэх боломжтой; хурдатгал хэмжигч болон зарим код нь уг мэдээллийг тодорхойлоход танд өгөгдлийг хялбархан өгч чадна. Мэдрэгч илүү мэдрэмтгий байх тусам өгөгдөл илүү нарийвчлалтай, нарийвчлалтай байх болно. Энэ нь хурдатгалын өөрчлөлтийн хувьд дохионы хувьд илүү том өөрчлөлт гарах болно гэсэн үг юм.

Би аль хэдийн акселерометрт холбогдсон байсан arduino -г нислэгийн туршилтын явцад хүлээн авсан өгөгдлийг хадгалах SD карт эзэмшигч рүү залгах ёстой байсан тул бид үүнийг компьютерт байршуулах боломжтой болсон. Ингэснээр бид X, Y, Z тэнхлэгийн хэмжилтийг харж агаарт куб хаана байгааг олж мэдэх боломжтой. Ардуиног акселерометр болон талхны самбарт хэрхэн холбохыг хавсаргасан зургуудаас үзэх боломжтой.

Алхам 4: Нисэх ба чичиргээний туршилт (Алекс)

Шоо бариулах бат бөх чанарыг хангахын тулд бид үүнийг сансарт хийх орчинг дуурайх хэд хэдэн туршилтыг хийх ёстой байсан.. Бид arduino -г тойрог зам гэж нэрлэдэг төхөөрөмжид холбож, улаан гаригийг тойрон нисэх замыг дуурайх ёстой байв. Бид шоо савыг холбох хэд хэдэн аргыг туршиж үзсэн боловч эцэст нь шоо дөрвөлжин савыг ороосон давхар резинэн туузан дээр тогтсон. Дараа нь резинэн туузанд утас бэхэлсэн байв.

Нислэгийн туршилт тэр даруй амжилттай болсонгүй, учир нь бидний анхны оролдлогоор соронзон хальснаас зарим хэсэг нь салж эхлэв. Дараа нь бид дизайныг өмнөх догол мөрөнд дурдсан резинэн туузны сонголт руу шилжүүлэв. Хэдийгээр бид хоёр дахь оролдлогоороо бамбаруушийг ямар ч асуудал гаралгүй 30 секундын турш шаардлагатай хурдаар нисгэж чадсан юм.

Дараагийн туршилт нь чичиргээний туршилт байсан бөгөөд энэ нь гаригийн агаар мандлаар явж буй шоо дөрвөлжин хэлбэрийг чөлөөтэй дуурайдаг байв. Бид кубыг чичиргээний ширээн дээр тавьж, хүчийг тодорхой хэмжээнд эргүүлэх ёстой байв. Дараа нь энэ куб түвшинд дор хаяж 30 секундын турш тайван байх ёстой байв. Аз болоход бид анхны туршилтаар тестийн бүх талыг давж чадсан. Одоо эцсийн мэдээлэл цуглуулах, турших л үлдлээ.

Алхам 5: Өгөгдлийг тайлбарлах

Эцсийн туршилтыг хийсний дараа олж авсан өгөгдлөөр та куб нь X, Y, Z тэнхлэг дээр хаашаа явж байгааг харж, нүүлгэн шилжүүлэлтээ цаг хугацаанд хувааж хурдатгалыг тодорхойлж болно. Энэ нь дундаж хурдыг танд өгөх болно. Одоо, объект жигд хурдасч байгаа л бол эцсийн хурдыг авахын тулд дундаж хурдыг 2 -оор үржүүлэхэд л хангалттай. Хурдатгалыг олохын тулд та эцсийн хурдыг авч, цаг хугацаанд нь хуваах хэрэгтэй.

Алхам 6: Дүгнэлт

Манай төслийн эцсийн зорилго бол Ангараг гаригийн таталцлын хурдатгалыг тодорхойлох явдал байв. Arduino ашиглан цуглуулсан өгөгдлөөр Ангараг гаригийг тойрон эргэх үед таталцлын хурдатгал тогтмол байдгийг тогтоож болно. Нэмж дурдахад Ангараг гаригийг тойрон аялахдаа тойрог замын чиглэл байнга өөрчлөгдөж байдаг.

Ерөнхийдөө манай багийн хамгийн том давуу тал бол код унших, бичих чадвар сайжирсан, сансрын хайгуулын хамгийн сүүлийн үеийн шинэ технологийн талаархи ойлголт, Arduino -ийн дотоод ажил, олон талын хэрэглээг мэддэг болсон явдал байв.

Хоёрдугаарт, төслийн туршид манай баг дээр дурдсан технологи, физикийн ойлголтуудыг сураад зогсохгүй төслийн менежментийн ур чадварыг эзэмшсэн. Эдгээр ур чадваруудын зарим нь эцсийн хугацааг биелүүлэх, дизайны хяналт, урьдчилан тооцоолоогүй асуудлуудыг зохицуулах, бүлгэмд хариуцлага тооцохын тулд өдөр бүр зогсолт хийх уулзалтуудыг зохион байгуулж, улмаар зорилгоо биелүүлэхийн тулд хүн бүрийг зам дээр байлгах явдал юм.

Дүгнэж хэлэхэд, манай баг туршилт, өгөгдлийн бүх шаардлагыг хангаж, ирээдүйд сургууль дээрээ болон бүлэгт чиглэсэн аливаа мэргэжлээр хийж чадах үнэлж баршгүй физик, багийг удирдах ур чадвар эзэмшсэн.