Агаарын чанарын мэдрэгч ба Arduino бүхий Cubesat: 4 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

CubeSat бүтээгчид: Регхан, Логан, Кейт, Жоан

Танилцуулга

Ангараг гарагийн агаар мандал, агаарын чанарын талаар мэдээлэл цуглуулахын тулд Ангараг гарагийг хэрхэн бүтээх талаар та бодож байсан уу? Энэ жилийн туршид физикийн хичээлээр бид Ангараг гариг дээр мэдээлэл цуглуулах чадвартай болохын тулд Arduinos програмчлалыг сурсан. Бид дэлхийн аптомосферээс хэрхэн яаж гарах талаар сурч эхэлсэн бөгөөд Ангараг гаригийг тойрч, Ангараг гаригийн гадаргуу ба түүний агаар мандлын талаар мэдээлэл цуглуулах боломжтой CubeSats -ийг зохион бүтээх ажлыг аажмаар ахиулсан.

Алхам 1: Шаардлагатай материал

• MQ 9 хийн мэдрэгч
• Металл роботын эд анги
• Ардуино
• талхны самбар
• эрэг ба самар

Алхам 2: Багаж хэрэгсэл ба аюулгүй байдал

• Дремел
• Боолт таслагч
• Бахө
• Дугуй зүлгүүр
• Нунтаглагч
• Hacksaw
• Элсний цаас
• CubeSat -д мэдрэгч, Arduino гэх мэтийг бэхлэх тууз ба мөр (шаардлагатай бол)
• Аюулгүй шил
• Бээлий

Алхам 3: Cubesat & Wire Arduino -ийг хэрхэн бүтээх вэ

Ардуино ба мэдрэгчийг холбох утаснуудын диаграммууд

MQ-9 нь CO/шатамхай хийн хагас дамжуулагч юм.

Cubesat хязгаарлалтууд:

1. 10x10x10 хэмжээтэй
2. 1.3 кг -аас ихгүй жинтэй (3 фунт орчим)

Cubesat хэрхэн бүтээх вэ:

АНХААРУУЛГА: Төмөр зүсэхийн тулд тууз хөрөө эсвэл ган хөрөө ашиглаж, нүдний шил, бээлий өмс.

1. 10х10 см хэмжээтэй дөрвөлжин хэлбэртэй 2 хуудас металл хайчилж ав, хэрвээ зөв хэмжээтэй металл байхгүй бол хуванцар холбогч, зарим боолт, самар ашиглан 2 ширхэг металл холбоно.

2. 10 см өндөр булангийн 4 ширхэг төмрийн зүслэгийг хайчилж ав. Эдгээр нь Cubesat -ийн булангууд байх болно.

3. 10 ширхэг урт хавтгай нарийн төмөр 8 ширхэг металл хайчилж ав.

4. Булангийн хэсгүүдийг 1 -р алхам дээр хайчилж авсан хавтгай дөрвөлжин хэмжээтэй 10х10 см хэмжээтэй дөрвөлжингийн нэгийг холбож эхэл.

5. Булангийн хэсгүүдэд 4 хэвтээ тулгуур (урт хавтгай саваа) нэмж оруулаарай. Эдгээр нь хоёр талдаа нэг байх ёстой.

6. Босоо 4 тулгуур (урт хавтгай саваа) нэмбэл эдгээр нь төв хэсэгт хэвтээ тулгууртай холбогдох болно.

7. Халуун цавуугаар босоо тулгуурыг сууринд холбож, булангийн хэсгүүдийг холбоно.

8. Нөгөө 10х10 см хэмжээтэй дөрвөлжин дээр тавиад 4 боолтоор бэхлээрэй (булан бүрт нэг ширхэг). Arduino болон мэдрэгчийг CubeSat -д оруулах хүртэл бүү холбоорой.

MQ-9 мэдрэгчийн код:

#include // (Богино зайд төхөөрөмжүүдтэй холбогддог цуваа захын интерфэйс)

#include // (өгөгдлийг sd карт руу илгээж, холбоно)

#include // (өгөгдөл, мэдээллийг холбох, зөөхдөө утас ашигладаг)

хөвөх мэдрэгч хүчдэл; // (мэдрэгчийн хүчдэлийг уншина уу)

хөвөх мэдрэгч Үнэ; // (уншсан мэдрэгчийн утгыг хэвлэх)

Файлын өгөгдөл; // (файлд бичих хувьсагч)

// урьдчилсан тохиргоог дуусгах

void setup () // (үйлдлийг тохиргоонд хийдэг боловч мэдээлэл/өгөгдлийг бүртгэдэггүй) //

{

pinMode (10, OUTPUT); // ашиглаагүй байсан ч гаралтыг 10 -р зүүгээр тохируулах ёстой

SD.begin (4); // 4 -р зүү дээр тохируулсан CS карттай SD картыг эхлүүлнэ

Цуваа эхлэх (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (аналог зүү тэг болгож тохируулсан)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop () // (давталтыг дахин ажиллуулж, мэдээлэл/өгөгдлийг бүртгэхгүй)

{

Өгөгдөл = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // "Бүртгэл" нэртэй файлыг нээнэ.

if (Data) {// файл амжилттай үүсгэгдсэн тохиолдолд л амрах болно

Serial.print ("мэдрэгчийн хүчдэл ="); // (хэвлэх/бичлэг мэдрэгчийн хүчдэл)

Цуваа хэвлэх (мэдрэгч хүчдэл);

Serial.println ("V"); // (өгөгдлийг тогтворгүй байдлаар хэвлэх)

Data.println (мэдрэгч хүчдэл);

Data.close ();

саатал (1000); // (1000 миллисекундын саатал, дараа нь мэдээлэл цуглуулах ажлыг дахин эхлүүлнэ)

}

}

Алхам 4: Үр дүн ба сургамж

Үр дүн:

Физик Бид Ньютоны хууль, ялангуяа түүний анхны хуулийн талаарх мэдлэгээ өргөжүүлсэн. Энэ хуульд гадны хүчээр нөлөөлөхгүй бол хөдөлж буй биет хөдөлгөөнд байх болно гэж заасан байдаг. Үүнтэй ижил ойлголт нь амарч буй объектуудад хамаарна. Манай CubeSat тойрог замд явж байхад энэ нь тогтмол хурдтай байсан.. тийм хөдөлгөөнтэй байсан. Хэрэв утас тасрах юм бол манай CubeSat тойрог замынхаа яг тодорхой цэг дээр шулуун шугамаар нисэх байсан.

Тоон тойрог зам эхлэхэд бид хэсэг хугацаанд 4.28 авсан бол 3.90 болж өөрчлөгдсөн. Энэ нь хүчдэлийг тодорхойлдог

Манай CubeSat чанарын ангараг гаригийг тойрч, агаар мандлын талаар мэдээлэл цуглуулсан. Бид пропан (C3H8) ашиглан MQ-9 мэдрэгчийн ялгааг илрүүлж хэмжихийн тулд агаар мандалд нэмсэн. Ангараг гаригийн тойрог зам хоцорсон тул нислэгийн туршилт үнэхээр амжилттай болсон. CubeSat дугуй хөдөлгөөнөөр нисч, цензурыг Ангараг руу чиглүүлэв.

Хичээл сурсан:

Энэхүү төслийн туршид олж авсан хамгийн том сургамж бол тэмцлээ тэвчих явдал байв. Энэ төслийн хамгийн хэцүү хэсэг нь бидний өгөгдлийг цуглуулахын тулд SD картыг хэрхэн тохируулах, кодлох талаар олж мэдэх явдал байв. Энэ нь бидэнд маш их бэрхшээл учруулсан, учир нь энэ нь туршилт, алдааны урт процесс байсан бөгөөд энэ нь бага зэрэг урам хугарсан боловч эцэст нь бид үүнийг олж мэдсэн юм.

Бид MQ-9 хийн мэдрэгч ашиглан агаарын бохирдлыг хэмжих 10x10x10 хэмжээтэй CubeSat бүтээхэд хэрхэн бүтээлч байх, багаж хэрэгслийг ашиглах талаар суралцсан. Дремель, боолт таслагч, том дугуй тээрэмдэх машин, бэхэлгээ гэх мэт цахилгаан хэрэгслийг ашиглан металлаа зөв хэмжээгээр хайчилж авав. Мөн бид өөрсдийнхөө толгой дээрх санаанаас цаасан дээр хийсэн загвараа хэрхэн зөв төлөвлөж, дараа нь төлөвлөгөөгөө хэрэгжүүлэх талаар сурсан. Мэдээжийн хэрэг төгс биш, гэхдээ төлөвлөлт нь замаа үргэлжлүүлэхэд бидэнд тусалсан.

Бидний олж мэдсэн бас нэг чадвар бол MQ-9 мэдрэгчийг Arduino-д хэрхэн кодлох явдал байв. Бид MQ-9 хийн мэдрэгчийг ашигласан, учир нь бидний гол зорилго бол Марийн агаар мандал дахь агаарын чанарыг хэмжих чадвартай CubeSat хийх явдал юм.