Arduino Dust Study: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Ангараг дээр амьдрахад ямар байх бол? Агаар амьсгалдаг уу? Аюулгүй байна уу? Тоос хэр их байна вэ? Хар салхи хэр олон удаа гардаг вэ? Эдгээр асуултуудын аль нэгний хариултыг та хэзээ нэгэн цагт бодож байсан уу?

Алхам 1: Танилцуулга

Бидний нэр бол Кристиан, Брайанна, Эмма. Бид физикийн хичээлд байхдаа олон сэдвийг хөндсөн. Бид цахилгаан, янз бүрийн хүч, пуужин, робот техник, програмчлал, хөдөлгөөн гэх мэт олон зүйлийг сурч мэдсэн.

Энэхүү төслийн бидний зорилго бол Ангараг гариг дээрх шороон шуурганы хэв маягийн талаар илүү ихийг мэдэхийн тулд програмчлагдсан тоос мэдрэгч агуулсан сансрын судалгаанд зориулагдсан функциональ CubeSat буюу хиймэл дагуулыг бүтээх явдал юм.

Энэхүү CubeSat нь Ангараг гаригийн агаар мандлыг тэсвэрлэх чадвартай байх ёстой. Бат бөх чанарыг нь шалгахын тулд CubeSat хангалттай хүчтэй эсэхийг шалгахын тулд чичиргээний туршилтыг давсан.

Энэ төслийн хувьд бидний гол хязгаарлалт бол CubeSat -ийн хэмжээтэй холбоотой шаардлага байв. Бидэнд маш олон ширхэг утаснууд байгаа бөгөөд бүгдийг нь дотор нь тааруулахад хэцүү байсан. Бидэнд тулгарч байсан өөр нэг бэрхшээл бол цаг хугацаа байв. Бидэнд CubeSat бүтээх, програмчлах, кодлох гэх мэт олон бүрэлдэхүүн хэсгүүд багтсан байсан. Илүү ихийг мэдэхийн тулд манай зааврыг үргэлжлүүлэн уншаарай!

Алхам 2: Материал

Arduino болон програмчлалын хувьд:

1. Тоосны мэдрэгч

2. Arduino Uno

3. HDMI утас

4. 2 утас

5. Зүү

6. Програмчлалын компьютер

7. SD карт

8. SD карт эзэмшигч

9. SD карт уншигч

10. Зайны багц

11. Батерейны кабель

12. Талхны самбар*

13. 470uF* багтаамжтай конденсатор

CubeSat -ийн хувьд:

12. Попикулик мод (дор хаяж 120)

13. Халуун цавуу буу

14. Velcro

15. Dremel хэрэгсэл

16. Зүлгүүр

Туршилтын хувьд:

17. Цаасан алчуур

18. Кофены шүүлтүүр

20. Том шилэн таслагч

21. Бээлий / Зуухны Миттс

22. Асаагуур / Тоглолт

Алхам 3: Шаардлагатай ба ашигласан багаж хэрэгсэл, аюулгүй ажиллагааны дадлага

- Бидний хэрэглэж байсан анхны хэрэгсэл бол халуун цавуу буу байв. Энэ нь бидний CubeSat -ийг бүтээх явцад бидний популяр савхыг хооронд нь наалдуулахад ашигладаг байсан. Маш халуун байх тул гартаа цавуу авахгүй байх, бууны хошуунд хүрэхээс болгоомжлох хэрэгтэй.

- Бид мөн CubeSat -ийн нүхийг таслахын тулд утсыг таслагч ашиглан тоосны мэдрэгч өгөгдлийг цуглуулж чадсан. Энэ хэрэгсэл нь модны модтой сайн ажилладаг байсан бөгөөд ашиглахад хялбар байсан. Энэ хэрэгслийг ашиглахдаа хуруугаа хавчихгүй байх, эсвэл огт хүсээгүй зүйлийг огтлохоос болгоомжил.

- Бидний ашигладаг өөр нэг хэрэгсэл бол зүлгүүр байв. CubeSat -ийн нүхийг хайчилж авсны дараа бид хурц ирмэгийг тэгшлэх нь нэн чухал байв. Энэ хэрэгсэл нь тусгай аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ шаарддаггүй боловч цэвэрлэхэд бага зэрэг эмх замбараагүй байдал үүсгэж болзошгүй юм.

- Бид бас Dremel хэрэгслийг ашигласан. Бид үүнийг ашиглан CubeSat -ийн өргөн буланг хурдан зүлгэжээ. Энэ хэрэгслийг ашиглах нь маш болгоомжтой байх шаардлагатай бөгөөд нүдний хамгаалалт зүүх нь нэн чухал юм. Мөн тоос шороо, жижиг хэсгүүдийг замбараагүй болгох тул ажлын байраа цэвэрлэж байгаарай!

- Бидний хэрэглэсэн эцсийн хэрэгсэл бол асаагуур байсан. Бид үүнийг кофены шүүлтүүр, цаасан алчуурыг асааж, тоос шороо, утаа үүсгэж Arduino -гоо мэдрэв. Энэ хэрэгслийг ашиглахдаа үсээ уяж, сул хувцас өмсөхгүй байх, нүдний хамгаалалт зүүх хэрэгтэй. Галын дөлийг хэвээр нь байлгахын тулд түүнийг үргэлж анхааралтай ажиглаж байгаарай. Түүнчлэн насанд хүрэгчид эсвэл багшийн хяналтанд байх нь ухаалаг хэрэг болно!

Алхам 4: CubeSat -ийг хэрхэн бүтээх вэ

Cubesat -ийг бүтээхэд 120 орчим попсикулик мод хэрэгтэй. Дээрх видеон дээр бид саваа хэрхэн эвдэхгүйн тулд саваа бие биенийхээ дээр халуунаар нааж байгааг харуулав.

Cubesat нь 1 тавиур, оройтой. Тавиур ба дээд хэсэг нь халуун наасан зургаан ширхэг ширхэг юм.

Доод талд нь батерей болон SD карт нь Velcro байна. Тавиурын дээд талд талхны хавтанг Velcro барьдаг бөгөөд Arduino талхны дээд талд байрладаг.

Тоосны мэдрэгчийн хувьд утас таслагч ашиглан Cubesat -ийн хажуугийн нүхийг огтолж, тоосны мэдрэгчийг тааруулна. Бид тоосны мэдрэгчийг байрлуулахын тулд нугас соронзон хальс ашигласан.

Cubesat дээр дээд талыг бэхлэхийн тулд хамгийн сүүлд Velcro ашиглана уу.

Та манай эцсийн дизайны тоймыг дээрээс харж болно.

Алхам 5: Arduino ба тоосны мэдрэгчийг хэрхэн холбох вэ

1. Тоос цуглуулагч болон arduino -г утсаар холбох
2. Утас аваад 5V зүүгээр газардуулга (GND) руу залгаарай.
3. Одоо тэр утасны нөгөө үзүүрийг аваад тоосны мэдрэгч дээрх ХАР утас руу залгаарай
4. Нөгөө утсыг аваад 5V зүү рүү залгаарай
5. Одоо утасны нөгөө үзүүрийг аваад тоосны мэдрэгч дээрх RED утас руу залгаарай
6. Дараа нь үзэг аваад дижитал тээглүүрт оруулна уу: GND, 13, 12, ~ 11, ~ 10, ~ 9, 8
7. Цэнхэр утсыг 13 -р зүү рүү залгаарай
8. Дараа нь 8 дахь зүү рүү ШАР утсыг залгаарай

Тоосны мэдрэгчийн код (https://www.instructables.com/id/How-to-Interface-… дээрх код)

эх сурвалж

Алхам 6: Arduino болон тоосны мэдрэгчийг хэрхэн зөөврийн болгох вэ

Төслийн хувьд бидэнд куб, тоосны мэдрэгчийг хөдөлгөж байх үед мэдээлэл цуглуулах арга хэрэгтэй байсан бөгөөд бид үүнийг SD карт хийх болно гэж шийдсэн. Энд SD картны утас, код байна.

Шаардлагатай бол SD картыг хэрхэн яаж залгах вэ

1. Тоосны мэдрэгч дэх цэнхэр утас нь талхны тавцангийн аль ч хэсэгт очдог
2. SD карт уншигч (VCC) дээрх улаан утас нь талхны тавцан дээрх цэнхэр утастай ижил эгнээнд ордог.
3. Одоо нэмэлт утас (зураг дээрх цагаан утас) аваад цэнхэр, улаан утастай ижил эгнээнд холбож, нөгөө үзүүрийг Arduino дээрх GND руу залгаарай.
4. Тоосны мэдрэгч дээрх улбар шар өнгийн утас нь A5 -тай холбогддог
5. Ногоон утас нь дижитал зүү 7 -т залгагддаг
6. SD карт (CS) дээрх ягаан утас нь digitalpin 4 -т залгагдсан
7. SD карт (MOSI) дээрх хар утас нь дижитал зүү 11 -т залгагддаг
8. SD карт (MISO) дээрх улбар шар утас нь дижитал зүү 12 -т залгагдсан байдаг
9. SD карт (SCK) дээрх цэнхэр утас нь дижитал зүү 13 -т залгагдсан
10. SD карт (GND) дээрх шар утас нь газардуулгын зүү (GND) дээр бэхлэгддэг
11. Конденсаторыг талхны тавцан дээр тавь
12. Тоосны мэдрэгч дээрх улаан утас нь конденсаторын богино хөлтэй ижил эгнээнд талхны хавтан дээр бэхлэгддэг.
13. Эцэст нь нэмэлт утсыг (зураг дээрх улаан) аваад конденсаторын урт хөлтэй ижил төгсгөлд нэг үзүүрийг холбож, нөгөө үзүүр нь 5 вольт руу орно.

SD карт ба тоосны мэдрэгчийн код

Алхам 7: Үр дүн ба сургамж

*Cubesat -ийг хатагтай Вингфилд (багш) үнэлж, шалгасан.

Ардчилал ба масс

Жин: 2.91 кг. Өргөн: 110 мм. тал бүр дээр

Урт: 106 мм. тал бүр дээр

Урьдчилсан туршилтууд:

Нислэгийн туршилт- дууссан

Энэ туршилтын үеэр Cubesat эелдэг хэвээр байв

Мэдрэгч манай "Ангараг гариг" -тай хагас удаа, нөгөө талдаа хажуу тийш харсан.

Чичирхийллийн туршилт - Бүрэн

Бид хиймэл дагуул хөөргөх орчныг тэсвэрлэж, дараа нь ажиллах боломжтой гэдэгт итгэлтэй байхын тулд эдгээр чичиргээний туршилтыг хийсэн.

Чичиргээний туршилтын үр дүн

Нэг чичиргээнд 12 секунд

Хугацаа- Нэг мөчлөгт 2.13 секунд

Бүх цахилгаан холболтууд холбогдож, бэхлэгдсэн байна. Cubsat нь хайрцагт багтахгүй байсан тул бид соронзон хальсны тусламжтайгаар доошоо доош нь бэхлэв. Арьсны багаж, элсний цаасыг Cubesat -ийн талыг хайрцагт багтахаар зүлгэж, асуудлыг шийдсэн.

Нислэгийн эцсийн үр дүн

Давтамж- секундэд 0.47 цикл

Хурд- секундэд 3.39 метр

Хурдатгал- 9.99 м/с ^2

Төвийн хүч- 29.07 кг/с ^2

Утасны урт- 1.26 м.

Тоосны мэдрэгч нь галаар хийсэн утаа авч, хамгийн сайн өгөгдлийг өгдөг болохыг бид мэдсэн. Бид мөн асуудлыг хэрхэн шийдвэрлэх талаар сурсан

Энэ төслийн туршид бид бүгд олон үнэ цэнэтэй сургамж авсан. Бидний сурсан бодит сургамж бол хэцүү байсан ч гэсэн бүх зүйлийг даван туулах явдал байв. Бид шоо, тоосны мэдрэгчтэй ажилладаг байсан. Энэ хоёрын хамгийн хялбар нь куб хийх, түүнийг хэдхэн хоногийн дотор төлөвлөж, бүтээх явдал байв. Cubesat бол бидний бүх мэдрэгчийг барихад ашигладаг үнэхээр сайн загвар байсан. Тоосны мэдрэгч ба Arduino -ийг тооцоолоход маш хэцүү байсан. Эхэндээ код ажиллахгүй байсан боловч бид кодыг ажиллуулж байх үед утас буруу байсан. Хэд хэдэн багш бидний өгөгдлийг олоход туслахын тулд хоёуланд нь туслахаар биднийг аврахаар ирэв. Амьдралын сургамж авснаар бид куб, мэдрэгчийн талаар шинэ зүйлийг олж мэдсэн. Өмнө нь бид шоо дөрвөлжин гэж юу болохыг, мэдрэгч, утас хэрхэн ажилладагийг мэддэггүй байсан. Энэхүү төслийн туршид Брайанна утас, кодчиллын чиглэлээр мэргэшсэн мэргэжилтэн болсон бол Эмма, Кристиан нар гайхамшигтай барилга болж, кодлох, утастай холбоотой шинэ мэдээлэл олж авав. Ерөнхийдөө бид маш олон шинэ зүйлийг сурч, үүнийг хийж байхдаа хөгжилтэй байсан. Хатагтай Вингфилд бидэнд зориулж энэхүү төслийг зохион бүтээсэн бөгөөд багш нартайгаа хамт заах, зугаацуулах үнэхээр дуртай багш болсонд баярлалаа.

Алхам 8: Тоосны мэдрэгчийн өгөгдөл

Баруун талын график нь тоосны мэдрэгчийн хүлээн авсан өгөгдөл юм. Зүүн талд байгаа зураг бол график ямар байх ёстой байсан юм.

Мэдрэгч гайхалтай мэдээлэл цуглуулахад асуудалтай байсан.

Хэрэв хэн нэгэн тоосны мэдрэгч, зохих өгөгдлийг хэрхэн яаж авах талаар илүү их мэдлэгтэй бол энэхүү бүтцийн талаар тайлбар бичнэ үү.