Cubesat met luggehalte sensor en Arduino: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

CubeSat -skeppers: Reghan, Logan, Kate en Joan

Inleiding

Het u al ooit gewonder hoe u 'n Mars -wentelbaan kan skep om data oor die atmosfeer en luggehalte van Mars te versamel? Gedurende hierdie jaar in ons fisika -klas het ons geleer hoe om Arduinos te programmeer om data op Mars te kan versamel. Ons het die jaar begin leer oor hoe om uit die aardomosfeer van die aarde te kom, en ons het stadig gevorder met die ontwerp en bou van CubeSats wat om Mars kan wentel en data oor Mars se oppervlak en sy atmosfeer kan versamel.

Stap 1: materiaal benodig

• MQ 9 gassensor
• Metaal robot onderdele
• Arduino
• broodbord
• moere en skroewe

Stap 2: Gereedskap en veiligheid

• Dremel
• Boutsnyer
• Tang
• Wielskuurder
• Grinder
• Ystersaag
• Sandpapier
• Band en tou om sensor, Arduino, ens. Aan CubeSat vas te maak (indien nodig)
• Veiligheidsbrille
• Handskoene

Stap 3: Hoe om Cubesat & Wire Arduino te bou

Fritzing -diagramme om Arduino en sensor te bedraad

Die MQ-9 is 'n halfgeleier vir CO/brandbare gas.

Beperkings vir Cubesat:

1. 10x10x10
2. Weeg nie meer as 1,3 kg nie

Hoe om 'n Cubesat te bou:

LET WEL: Om 'n metaal te sny, gebruik 'n lagsaag of 'n haksaag en dra 'n bril en handskoene.

1. Sny 2 velle metaal in 'n vierkant van 10x10 cm, of as u nie die regte metaalgrootte het nie, verbind 2 stukke metaal met 'n plastiekverbinder en 'n paar skroewe en moere.

2. Sny 4 stukke van 10 cm hoë hoekstukke metaal. Dit sal die hoeke van die Cubesat wees.

3. Sny 8 stukke van 10 lang plat smal stokkies metaal.

4. Koppel die hoekstukke aan een van die vierkantige vierkante van 10 x 10 cm wat in stap 1 gesny is. Draai die skroewe na die buitekant van die Cubesat.

5. Voeg 4 horisontale stutte (lang plat stokke) by die hoekstukke, dit moet ongeveer halfpad op die hoekstukke wees. Daar moet vier hiervan wees, een aan elke kant.

6. Voeg 4 vertikale stutte by (lang plat stokke), dit sluit aan by die horisontale stutte in die middel.

7. Gebruik warm gom om die vertikale stutte aan die voetstuk te koppel, waar die hoekdele verbind is.

8. Plaas die ander vierkant van 10x10 cm bo -op, maak dit vas met 4 skroewe (een in elke hoek). Moet dit nie aanheg totdat die arduino en sensors in die CubeSat is nie.

Kode vir die MQ-9 sensor:

#include // (Seriële perifere koppelvlak wat oor kort afstande met toestelle kommunikeer)

#include // (stuur en verbind data met die SD -kaart)

#include // (gebruik drade om data en inligting te verbind en te skuif)

dryf sensor Voltage; // (lees die sensorspanning)

float sensorValue; // (druk die sensorwaarde gelees uit)

Lêerdata; // (veranderlike vir skryf na lêer)

// einde vooraf opstel

ongeldige opstelling () // (aksies word uitgevoer tydens die opstelling, maar geen inligting/data word opgesom nie) //

{

pinMode (10, UITGANG); // moet pen 10 stel om af te lewer, selfs al word dit nie gebruik nie

SD.begin (4); // begin sd -kaart met CS ingestel op pen 4

Serial.begin (9600);

sensorValue = analogRead (A0); // (analoog pen op nul gestel)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

leegte () // (loop weer lus en moenie inligting/data opneem nie)

{

Data = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // maak lêer oop met die naam "Log"

as (Data) {// slegs rus as die lêer suksesvol geskep is

Serial.print ("sensorspanning ="); // (druk/opname sensor volatasie)

Serial.print (sensorVoltage);

Serial.println ("V"); // (druk data in volatages)

Data.println (sensorVoltage);

Data.close ();

vertraging (1000); // (vertraging vir 1000 millisekondes en herlaai dan data -insameling)

}

}

Stap 4: Resultate en lesse geleer

Resultate:

Fisika Ons het ons kennis van Newton se wette, spesifiek sy eerste wet, uitgebrei. Hierdie wet bepaal dat 'n voorwerp in beweging sal bly, tensy dit deur 'n eksterne mag opgetree word. Dieselfde konsep geld vir voorwerpe in rus. Toe ons CubeSat om 'n wentelbaan was, was dit teen konstante spoed.. so in beweging. As die tou breek, sou ons CubeSat in 'n reguit lyn op die spesifieke punt van sy wentelbaan gevlieg het waar dit geknak het.

Kwantitatief Toe die wentelbaan begin, kry ons 'n rukkie 4,28, dan verander dit na 3,90. Dit bepaal die spanning

Kwalitatief Ons CubeSat wentel om Mars en versamel data oor die atmosfeer. Ons het propaan (C3H8) gebruik om die atmosfeer by te voeg vir ons MQ-9 sensor om die verskil op te spoor en te meet. Die vlugtoets het baie goed gegaan weens die agterstand van die Mars -wentelbaan. Die CubeSat vlieg in 'n sirkelbeweging, met die sensor binne na mars toe.

Lesse geleer:

Die grootste les wat ons tydens hierdie projek geleer het, was om te volhard in ons stryd. Die moeilikste deel van hierdie projek was waarskynlik om uit te vind hoe om die SD -kaart op te stel en te kodeer om ons data te versamel. Dit het ons baie probleme gegee, want dit was 'n lang proef-en-fout-proses, wat 'n bietjie frustrerend was, maar uiteindelik het ons dit reggekry.

Ons het geleer hoe om kreatief te wees en gereedskap te gebruik om 'n 10x10x10 CubeSat te skep wat sal help om lugbesoedeling te meet met die MQ-9 gassensor. Ons het elektriese gereedskap soos 'n Dremel, 'n boutsnyer, 'n groot wielslyper en 'n ystersaag gebruik om ons metaal in die regte grootte te sny. Ons het ook geleer hoe om ons ontwerp korrek te beplan van die idees in ons kop tot die koerant, en dan die plan uit te voer. Natuurlik nie perfek nie, maar die beplanning het ons gehelp om op koers te bly.

'N Ander vaardigheid wat ons geleer het, was hoe om die MQ-9-sensor in die Arduinos te kodeer. Ons het die MQ-9 gassensor gebruik omdat ons hoofdoel was om 'n CubeSat te maak wat die luggehalte in Mar se atmosfeer kan meet.