Temperature CubeSat Ben & Kaiti & Q Sat 1: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Jeste li ikada poželjeli sami napraviti nešto što se može poslati u svemir i izmjeriti temperaturu drugog planeta? Na satu fizike u srednjoj školi dobili smo zadatak izgraditi CubeSat s funkcionalnim arduinom s glavnim pitanjem Kako to postići da funkcionira na Marsu? Odlučili smo mjeriti temperaturu na planeti, jer tko ne bi htio znati koliko je vruć Mars? Međutim, morali smo ga napraviti od nečega pristupačnog, ali i izdržljivog. Stoga smo koristili Lego kocke. To je CubeSat učinilo izdržljivim i pomoglo nam da prilično lako dosegnemo dimenzije-čak i ako su svi komadi pomalo dosadni! Naš cilj je bio imati potpuno funkcionalan senzor koji može mjeriti temperaturu u okolici i zaštitni CubeSat oko njega.

Korak 1: Prikupljanje materijala/skiciranje CubeSat -a

Prva stvar koju ćete htjeti učiniti je skicirati CubeSat. Morat ćete imati ideju o tome što želite izgraditi prije nego što ga sagradite. Jedna od gornjih slika su CubeSat skice koje smo napravili. Zatim prikupite materijale. Za CubeSat koji gradimo koristimo Lego kocke. Odabrali smo Lego kocke jer ih je lako nabaviti i sastaviti, a istovremeno su izdržljivi i dobro će obavljati tražene zadatke. Dakle, morat ćete nabaviti neke Lego kockice. nabavite nekoliko širokih temeljnih komada dimenzija 10 cm X 10 cm X 10 cm ili nekoliko osnovnih dijelova koji se mogu sastaviti u komad 10 x 10. Za naš CubeSat morali smo nabaviti više osnovnih dijelova i sastaviti ih kako bismo napravili bazu 10 x 10 cm. Također ćete morati nabaviti Lego kockice za izradu krova iste veličine. Nakon što nabavite te Lego kockice, morat ćete nabaviti tonu malih Lego kockica za izgradnju zidova CubeSat -a. Provjerite jesu li ovi Lego kockice prilično mršavi kako ne bi zauzeli previše unutrašnjosti CubeSat -a.

Korak 2: Izgradnja Cubesat -a

Prvo smo izgradili ovu ljepotu 10x10x10. Bilo je potrebno mnogo različitih dizajna. Prvo smo imali policu u sredini, ali kasnije smo odlučili da to nije potrebno imati. Ako se odlučite za policu u sredini, preporučio bih samo jednu policu jer ćete je morati rastaviti svaki put kad stavite i izvadite svoj Arduino i senzor. Dodali smo male prozore kako bismo mogli brzo pogledati unutra dok je vrh zatvoren kako bismo mogli vidjeti kako sve radi glatko. Kako bismo CubeSat učinili stabilnijim, sastavili smo dva sloja Lega na dnu. Što je stabilniji to bolje, jer će ovaj CubeSat morati preživjeti mnoge različite prepreke.

Korak 3: Ožičenje i kodiranje Arduina

Drugi korak ovog projekta je mjesto gdje ćete morati spojiti arduino. Ovaj korak je vrlo važan jer, ako se to ne učini kako treba, kocka sat neće moći očitati temperaturu. Da biste dovršili ožičenje arduina, trebat će vam neki materijali. Ti su materijali baterija, arduino, SD kartica, kratkospojne žice, matična ploča, temperaturni senzor i računalo. Računalo će se koristiti za provjeru radi li ožičenje ispravno. Ovdje je web stranica koja nam je bila od velike pomoći pri usmjeravanju načina povezivanja arduina:

create.arduino.cc/projecthub/TheGadgetBoy/…

Gore navedene slike i dijagram frcanja također vam mogu pomoći. Kodiranje arduina također će se testirati na računalu kako bi se utvrdilo radi li. Ako sve radi, arduino se može izvaditi iz računala i spreman je za rad.

Kodirati:

// Podatkovna žica je priključena u port 2 na Arduinu

#define ONE_WIRE_BUS 2

File sensorData;

// Postavljanje instance OneWire -a za komunikaciju s bilo kojim OneWire uređajima (ne samo s IC -ovima temperature Maxim/Dallas)

OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS);

// Uključuje potrebne knjižnice

#uključi

#uključi

#uključi

// Prenesite našu referencu oneWire na Dallas Temperature.

Senzori temperature Dallas (& oneWire);

// nizovi za držanje adrese uređaja

Adresa uređaja unutarTermometar;

/*

* Funkcija postavljanja. Ovdje radimo osnove

*/

void setup (void)

{

pinMode (10, OUTPUT);

SD.početi (4);

// pokretanje serijskog porta

Serial.begin (9600);

Serial.println ("Dallas Temperature IC Control Library Library Demo");

// lociranje uređaja na sabirnici

Serial.print ("Lociranje uređaja …");

senzori.begin ();

Serial.print ("Pronađeno");

Serial.print (sensors.getDeviceCount (), DEC);

Serial.println ("uređaji.");

// prijaviti zahtjeve napajanja nametnika

Serial.print ("Moć parazita je:");

if (sensors.isParasitePowerMode ()) Serial.println ("UKLJUČENO");

else Serial.println ("OFF");

/*Ručno dodijelite adresu. Dolje navedene adrese bit će potrebno promijeniti

na valjane adrese uređaja na sabirnici. Adresa uređaja se može dohvatiti

pomoću oneWire.search (deviceAddress) ili pojedinačno putem

sensors.getAddress (deviceAddress, index) Imajte na umu da ćete ovdje morati upotrijebiti svoju određenu adresu

unutraTermometar = {0x28, 0x1D, 0x39, 0x31, 0x2, 0x0, 0x0, 0xF0};

Metoda 1:

Potražite uređaje na sabirnici i dodijelite ih na temelju indeksa. Idealno, to biste učinili da biste u početku otkrili adrese u autobusu, a zatim

upotrijebite te adrese i ručno ih dodijelite (pogledajte gore) nakon što saznate

uređaje na sabirnici (i pod pretpostavkom da se ne mijenjaju).

*/ if (! sensors.getAddress (insideThermometer, 0)) Serial.println ("Nije moguće pronaći adresu za uređaj 0");

// metoda 2: search ()

// search () traži sljedeći uređaj. Vraća 1 ako je bila nova adresa

// vraćen. Nula može značiti da je sabirnica kratka, nema uređaja, // ili ste ih već preuzeli. Možda bi to bila dobra ideja

// provjerite CRC kako biste bili sigurni da niste dobili smeće. Naredba je

// deterministički. Uvijek ćete dobiti iste uređaje istim redoslijedom

//

// Mora se pozvati prije pretraživanja ()

//oneWire.reset_search ();

// dodjeljuje prvu pronađenu adresu insideThermometru

// if (! oneWire.search (insideThermometer)) Serial.println ("Nije moguće pronaći adresu za insideThermometer");

// prikazujemo adrese koje smo pronašli u autobusu

Serial.print ("Adresa 0 adrese:");

printAddress (unutarTermometra);

Serial.println ();

// postavimo rezoluciju na 9 bita (Svaki Dallas/Maxim uređaj može imati nekoliko različitih rezolucija)

sensors.setResolution (unutarTermometra, 9);

Serial.print ("Rezolucija uređaja 0:");

Serial.print (sensors.getResolution (unutar termometra), DEC);

Serial.println ();

}

// funkcija ispisa temperature za uređaj

void printTemperature (DeviceAddress deviceAddress)

{

// metoda 1 - sporije

//Serial.print("Temp C: ");

//Serial.print(sensors.getTempC(deAdAdress));

//Serial.print ("Temp F:");

//Serial.print(sensors.getTempF(deAdAdress)); // Upućuje drugi poziv getTempC, a zatim se pretvara u Fahrenheit

// metoda 2 - brža

float tempC = sensors.getTempC (deviceAddress);

ako (tempC == DEVICE_DISCONNECTED_C)

{

Serial.println ("Pogreška: Nije moguće očitati podatke o temperaturi");

povratak;

}

sensorData = SD.open ("log.txt", FILE_WRITE);

if (sensorData) {

Serial.print ("Temp C:");

Serijski.ispis (tempC);

Serial.print ("Temp F:");

Serial.println (DallasTemperature:: toFahrenheit (tempC)); // Pretvara tempC u Fahrenheit

sensorData.println (tempC);

sensorData.close ();

}

}

/*

* Glavna funkcija. Zatražit će tempC od senzora i prikazati na Serial.

*/

void petlja (void)

{

// poziva senzore.requestTemperatures () za izdavanje globalne temperature

// zahtjev svim uređajima na sabirnici

Serial.print ("Zahtijevane temperature …");

senzori.requestTemperatures (); // Pošaljite naredbu za dobivanje temperature

Serial.println ("GOTOVO");

// Gotovo odmah reagira. Isprintajmo podatke

printTemperature (insideTermometer); // Ispis podataka pomoću jednostavne funkcije

}

// funkcija za ispis adrese uređaja

void printAddress (DeviceAddress deviceAddress)

{

za (uint8_t i = 0; i <8; i ++)

{

if (deviceAddress <16) Serial.print ("0");

Serial.print (deviceAddress , HEX);

}

}

Odgovori Proslijedi

Korak 4: Provjerite Cubesat

Sada kada su CubeSat, kôd i ožičenje Arduina gotovi, uskoro ćete pokrenuti testove. Ako ovi testovi ne uspiju, vaš CubeSat mogao bi biti potpuno uništen, zajedno s vašim Arduinom. Stoga ćete htjeti provjeriti je li vaš Arduino spreman za to. Tu dolazi do izražaja ovaj korak, provjera CubeSat -a. Prvo ćete morati sigurno postaviti Arduino unutar CubeSat -a i paziti da se ne pomakne. Zatim ćete morati provjeriti jesu li svi dijelovi CubeSat -a dobro postavljeni. Ne može biti labavih komada, ili će se CubeSat tijekom testova vjerojatnije rastaviti. Ako čvrsto provjerite svoj CubeSat, tada bi testovi koje prolazi trebali biti lako prošli.

Korak 5: Nizanje CubeSat -a

Ovaj korak bit će priprema za prvi test koji će CubeSat proći. U testu će se CubeSat brzo vrtjeti u krugu 30 sekundi. Morat ćete provjeriti je li CubeSat čvrsto navezan kako ne bi odletio. U potpunosti smo vezali 2 žice oko CubeSat -a i čvrsto ih vezali. Zatim smo dodali još jedan dugački niz koji je bio vezan oko prva dva. Ovaj smo niz više puta vezali na vrhu i dnu kako bi bio što sigurniji. To može potrajati više pokušaja jer želite žicu učiniti savršenom kako se ne bi olabavila tijekom leta.

Korak 6: Test zamaha

Radi sigurnosti u ovom koraku obavezno nosite naočale kako biste zaštitili oči. U ovom ćete koraku izvesti CubeSat kroz test kako biste provjerili štiti li Arduino dovoljno dobro da može obaviti svoj zadatak (pronalaženje temperature). Prvi test je onaj kojem je potrebno nizanje. U ovom testu, Arduino će se okretati (kao što je prikazano na gornjoj slici/videozapisu)- (ponekad se video ima problema pri učitavanju). Model Marsa može se postaviti u sredinu. Da bi uspješno završio ovaj test, Arduino će se morati okretati, a da pritom ne bude vezan, zbog čega ga treba dobro nanizati, a Arduino će morati biti u potpunosti funkcionalan nakon završetka testa. Zato morate biti sigurni da je Arduino dobro učvršćen u CubeSat -u.

Korak 7: Test #2- test protresanja

U ovom koraku vaš CubeSat će proći test #2. Ovaj test je test protresanja. U ovom testu, CubeSat će biti postavljen u držač kako je prikazano na slici/videozapisu (ponekad se video zapis ima problema pri učitavanju) gore i snažno će se tresti naprijed -nazad 30 sekundi. Kako bi prošli ovaj test, vaši CubeSat i Arduino morat će potpuno funkcionirati i nakon što se protrese.

Korak 8: Rezultati/Dovršena temperatura CubeSat

Na kraju, naš CubeSat uspio je uspješno zabilježiti temperaturu prolazeći svaki test. Podaci dosljedno očitavaju 26-30 stupnjeva Celzijusa u svakom testu. To je isto kao 78-86 stupnjeva celzijusa. Međutim, usput smo naišli na neke probleme. Na primjer, više puta kodiranje arduina nije radilo i čitalo je 126 stupnjeva Celzijusa. Bilo je potrebno više pokušaja da se postigne ispravna temperatura. Neki savjet koji bih dao svima koji rade na ovom projektu bio bi isprobati više varijacija koda i ožičenja te provjeriti da li se vaš arduino dobro uklapa u CubeSat. Možda ćete morati zategnuti jaz unutar CubeSat -a kako biste bili sigurni da arduino savršeno pristaje unutra. Imali smo problema s tim da je arduino previše labav u CubeSat -u.

U ovom projektu također ćete morati primijeniti svoje znanje iz fizike. Znanje tehnologije, energije i sile iz fizike morat će se primijeniti tijekom cijelog projekta. Tijekom cijelog projekta naučili smo više o Sunčevom sustavu i novim tehnologijama poput CubeSatsa. Također smo saznali o gravitacijskoj sili i kako bi ta sila mogla utjecati na CubeSat. Jedna vrlo važna tema ovog projekta bila je satelitsko kretanje. Učili smo o kretanju satelita koristeći brzinu, neto silu i gravitaciju. To bi nam pomoglo u pronalaženju projektila satelita.

Kad vaši CubeSat i arduino uspješno polože testove i rade ispravno, gotovi ste. Vaš CubeSat trebao bi preživjeti atmosferu Marsa. Provjerite je li senzor uspješno zabilježio i temperaturu tijekom svih testova. Vaš CubeSat spreman je za odlazak u svemir!