Telemetría Ambiental Con Cohete De Agua: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Soortgelyk Fabián Picado García y quiero mostrarles cómo elaborar un system of the telemetría ambiental mediante el empleo de un cohete de agua, lo cual implica que nos enfocaremos and la construcción de dos componentes:

a) primero, un cohete y su base de lanzamiento; y

b.

De esta forma, concretaremos el principal objetivo de este proyecto, consistente en:

- Die konsentrasie van koolstof (CO) kan 'n hoë vlak van geográfico mediante en kohete vir ons bied.

As ons dit kan verwesenlik, kan ons dit ook realiseer. Para hacerlo debemos recolectar diferentes datos (por ejemplo las variaciones de presión y en la aceleración) y, finalmente, identifierar la concentración and el aire del citado gas (CO), para así establecer sus efectos.

Una cosa si es segura, al terminar contaremos with un sistema de telemetría with un costo aproximado de sesenta mil colones y de gran interés ambiental, sea para aportar con la preservación de nuestro hogar: el planeta Tierra.

Ahora sí, ¡manos a la obra!

Stap 1: Materiale onontbeerlik

Materiaal:

1. Un sensor de presión barométrica.* Ver:

2. On acelerómetro.* Ver:

3. Een sensor van gas vir monoksidasie van koolstof. Ver:

4. Arduino UNO. Ver:

5. Un Adafruit Featther MO.* Ver:

6. Ontvanger en reseptor (2 kabels van kabels*). Ver:

7. Broodplanke (met die volgende afmetings: 1,5 x 2 cm breed en 83 x 54,5 cm). Ver: a) https://www.crcibernetica.com/clear-breadboard-8-3… b)

8. Láminas MDF de 3 mm de grosor para los cortes láser.

9. Tornillos M3X25 y M2X12.

10. Una pantalla LCD. Ver:

11. Dra kabels USB (tip B y tipo Micro USB).

12. Dos botellas de plástico de 3 litros (usadas para refreshcos).

13. Una botella de plástico de 2.5 litros (usada para refreshco).

14. La mitad de una esfera plástica, hueca y de 45 mm de diámetro.

15. Una bolsa plástica para basura.

16. Un rollo de pábilo.

17. Una cinta adhesive en un rollo de tape eléctrico.

18. Dos litros de agua.

19. Una tarjeta memoria Micro SD en SD -adapter.

20. Para la base de lanzamiento del cohete, ocuparemos: 2 tubos of PVC de 1/2 "de 6 metros, 3 uniones tipo T de 1/2" PVC, 3 tapones of 1/2 "PVC for salear tubos, unión de PVC de 2”(lanzador), 8 gazas plásticas, 2 gazas metálicas, trozo de botella plástica de 2.5 litros (sobrante de la utilizada), pegamento para PVC and válvula para aro de carro.

*Nota: estas piezas requieren de soldadura previa en sus pines.

1. Herramientas: 1. Cautín y soldadura de estaño. 2. Desatornillador. 3. Alicate. 4. Tijeras. 5. Regla. 6. Llave Allen (para ajustar tornillos). 7. Sny o cuchilla. 8. Marcador. 9. Computadora (aanbevole portátil). 10. Ontsteking van 100 PSI.

Stap 2: Cortar El Cohete

En esta etapa construiremos los módulos, el cono y el paracaídas del cohete. Empezaremos por el compartimiento denominado módulo 2 de mediciones porque aquí se almacenará el sistema de telemetría. Para su elaboración tomamos una de las dos botellas de 3 litros (preferiblemente estas botellas deben tener el cilindro con una superficie lisa) y cortamos con la cuchilla donde termina la superficie plana, en la parte inferior; dit kan ongeveer 31 cm lank wees, en 'n kort beskrywing en 'n alrededor van alles wat u moet doen. Lo que nos interesa conservar es el cilindro pues la parte inferior cortada se desecha. Dit is 'n spesiale funksie vir 'n sensor, wat 'n groot afstand van 2 cm en 'n afstand van 13 cm kan lewer. La ventana se hace en forma rectangular, dibujándose con marcador el contorno with una dimensionión of 4.5 cm x 7 cm y fora realizar los cuatro cortes con la cuchilla les recomiendo introducir dentro de la botella una base or apoyo sólido y encima de este una hoja blanca para que se pueda differir el rectángulo marcado. Después cubrimos los bordes con tape eléctrico para evitar ongelukke.

Ons bied 'n verskeidenheid van onderdele in 1 portefeulje. Ons kan ook 'n eenvoudige porselein vir ons gebruik, maar ons kan dit ook verander. Eso sí, es fundamental cerciorarse que no contenga ningún tipo de agujero or filtración porque aquí se vaciarán los 2 litros de agua antes del despegue; líquido que funcionará como combustible del cohete.

Cono del cohete: se elabora con la tercera botella de 2.5 litros, midiéndose 12 cm desde la boca de la botella hacia su base, punto en el cual se realiza un corte con la cuchilla en línea recta y alrededor de todo el diámetro (como se muestra en la imagen). Posteriormente, tomamos la pieza que contiene la boca de la botella (la restante se puede utilizar en la base de lanzamiento) y tapamos la última con la mitad de la esfera de 45 mm de dimetro. La esfera se adhiere a la tapa con tape eléctrico, dándole dos vueltas para que se sujete bien.

Paracaídas: es el componente que amortigua el aterrizaje, para su construcción usamos una bolsa plástica para basura rectangular of 45 cm x 50 cm, la cual en mi caso difiere de las comunes debido a su forma distinta en la parte inferior (ver beeld). Sy embargo is 'n uiteindelike versekering van 'n tipiese opmerking, 'n oplossing vir 'n groot hoeveelheid supermercado y cuyo tamaño van ongeveer 29 cm x 47 cm (insluitend 'n la mediaproses). Primero, acomodan la bolsa introduciendo los pliegues de los lados para que quede con la forma rectangular indicada (conforme viene empacada cuando todavía no ha sido usada y se aprecia en la foto). Después le cortan las asas o las agarraderas, doblan la bolsa a la mitad, unen con cinta adhesiva ambas partes por el borde inferior y la voltean de afuera hacia adentro, the manera tal que la unión realizada quede a lo interno de la bolsa y list para ser usada. (Verlas foto's)

Luego nos ubicamos en la parte superior de la bolsa (por donde usualmente se introducen los objetos en esta) y hacemos cinco aberturas, de modo que el perímetro de la bolsa (que por cierto es mayor en ese borde que en el inferior debido a las porciones dobladas no ha sido utilizada) se verdeel en identifiseer ons met die marcador en cinco fracciones, as vir 'n ander aspek van die werklikheid. Die bolsa que empleo mide 90 cm de perímetro (lengte in lengte a la que presenta la bolsa adaptada), por lo que marqué 18 cm de espaciado. Además, cada abertura se efectúa con la tijera, de modo que iniciamos el corte en el borde superior hacia el borde inferior de la bolsa, hasta alcanzar 20 cm de longitud; por lo que, una vez cortadas todas las aberturas, se generan 5 franjas en la bolsa. Después, tomamos el pábilo y cortamos un segmento de 70 cm, el cual atamos en el extremo superior de la primera franja de la bolsa, Para hacerlo enrollamos la base inferior de la franja, colocamos el pábilo a una distancia de 7 cm del borde, lo pasamos alrededor del rollo, le hacemos un nudo; ons kan nie meer van ons verwag nie. Seguimos este procedimiento con las cuatro franjas restantes (según la secuencia fotográfica).

Vir meer as 60 segmente kan ons segmente van verskillende segmente gebruik. Ons kan dit nie eers doen nie, maar dit is ook 'n algemene oplossing. Die uiterste finale deel van die boek kan ons twee jaar lank toelaat, sowel as 'n ander deel van die medisyne.

Stap 3: Conexiones Eléctricas (reseptor)

Ons kan die werklike aspekte van die LCD -paneel en die paneel van die broodplank, die resibir van die nuwe medisyne, herwin.

Ons primêre funksie is om kabels van die LCD -paneel met die Arduino -eenheid en die beskermingsplatform (video) te vertoon. Al die belangrikste aspekte van die opmerking:

a) As ons die teks kan lees: "El libro de proyectos de Arduino" (2014, p.116) en para la conexión de cada pin consultamos la hoja de datos del receptor. Ver:

b) En la conexión de la pantalla seguiremos la identificación del Arduino UNO (como se ve en la imagen adjunta); sin embargo, les recomiendo cambiar el potenciómetro por una resistencia fija con un valor de 10 k y conectamos a GND (divisor de tensión), por lo que no les aconsejo utilizar el elemento propuesto en el citado libro, cuyo ajuste es manual. Lo anterior con el fin de que el brillo de la pantalla se mantenga constante sin requerir ajustes.

Ons kan ook 'n beskermende en beskermende plek vir die prototipado met ons koneksies gebruik, en ons kan ook 'n 'caja receptora', 150 x 80 x 80 mm se vorm vorm. El procedimiento para construir la caja descrita es mediante los cortes en láser de las láminas MDF (de 3 mm de grosor). Laai die volgende argiewe af, sodat ons die vorme met die korting en die laers kan sien. Debo indicar que el contorno de las caras del prisma está basado en el diseño elaborado deur Thomas de Camino. Ver:

Argief:

Ons kan ook 'n lys van 150 x 80 mm van die LCD -paneel gebruik, maar ook primêre kabels vir 'n rechthoekige hoek, met 'n hoekopening (met M3) en 'n pantalon (kyk na video). As 'n prototipado kan ons 'n terminale proses, 'n reseptor of 'n reseptor, gebruik. La última debemos hacerla manualmente porque si bien en la hoja de datos sí se visualiza como parte del kit de emisor y receptor, lo cierto es que no venía en el producto comprado y por ello, tenemos que construirla. Ons kan 'n volledige rekord van 5 mm in die vorm van 'n porselein en 'n porselein (ook vir 'n porselein) gebruik. Die antenna es de 21 espiras y se deja un espacio de 2 cm para soldarla en el receptor y así lograr mejor manipulación y funcionamiento (ver el detalle en la secuencia fotográfica).

Para la instalación de la antena al receptor tomé como modelo la hoja de datos antes referida, pero conectando el pin de "data" en la entrada digital 8 del Arduino UNO porque en la hoja lo ubican en el pin 2, el cual ya está ocupado.

Habiendo colocado el receptor y la antena, introducimos la placa del prototipado que debe quedar al frente de los pines de las salidas de alimentación del Arduino UNO; es decir, en posición paralela a la pared donde se empotró la pantalla dentro de la caja receptora, para lo cual se engranan las restantes paredes de la caja. En la pared posterior se debe dejar la prevista para la conexión de USB en la ranura cuadrada y el rechthoekige para la salida de la antena. (Kyk na die video).

Stap 4: Conexiones Eléctricas (A Bordo Del Cohete)

Ons kan ook 'n samestelling van die telemetrie -stelsel voorstel om die vorige en tweede deel van die kohesie bekend te stel.

Inisieer die mikrokontrolor van die Adafruit-veer M0, die sensor de presión barométrica, die sensor van die gas MQ-7 en die korrespondente broodbord, die see vir die vestiging van 'n koneksie in die telefoon.

Ons bied 'n unieke struktuur aan en voldoen aan die komponente. Con este propósito diseñe una con forma cilíndrica integrada por dos discos of 115 mm di dimetro y una pieza rectangular of 70 x 50 mm; adjuntándose el archivo para el corte láser. Argief:

Tomamos la pieza reghoekige y con la ayuda de los tornillos M2 sujetamos cada uno de los componentes en su respectivo espacio. Para ello sujetamos la pieza de MDF de forma tal que las aberturas de los dos rectángulos paralelos se posicionen en el borde superior izquierdo y seguidamente, colocamos el microcontrolador con el USB hacia abajo, agregándole cuatro espaciadores para lo cualo nutz también pueden usarse tuercas o cualquier otro elemento funcional. Die esta manera se le da la separación necesaria para facilitar su posterior conexión. Ons kan die presiese en asemhalende sensore van die komponente, die resensies van die komponente, sowel as die opname van die beeld, oplos. Les sugiero pegar las breadboard con tape eléctrico (aunque igual puede emplearse goma, silicona o similares) y colocar la memoria antes del microcontrolador porque, de lo contrario, la tapa inferior no lo permite.

Luego tomamos una de las dos tapas circulares, específicamente la que tiene varios agujeros, y la ponemos en la parte superior, o sea por encima del Adafruit veer M0. En los agujeros de dicha tapa adherimos el acelerómetro y, posteriormente, las respectivas breadboards con las conexiones del circuito. La breadboard blanca y la primera breadboard verde en la pieza reghoekig. La segunda breadboard verde en la tapa superior junto al acelerómetro.

Die laaibord van die kleur blanco conectamos el pin de tierra del microcontrolador a la parte negativea de la tabla y el pin USB lo conectamos a la parte positiva. El pin SDA lo conectamos a una de las filas de la bread board color verde; de igual manera, con el pin SCL.

Para conectar el sensor de presión el pin Vcc lo insertamos en la columna positiva. De igual manera, con el pin GND en la columna negativea. Uiteindelik kan SDA en SCL los conectamos en sus respectivas columnas de la breadboard verde.

As 'n gas sensor, is die pin Vcc ook 'n positiewe positiewe en 'n negatiewe PIN. Ons kan ook die pin A0 met behulp van 'n mikrobord in die kolom op die broodbord verdeel.

Para el acelerómetro conectamos el pin GND en la columna negativea y el pin Vcc lo conectamos en una de las filas de alimentación de la breadboard verde, luego of aquí al pin 3.3 V de micro controlador. Después, los pines SDA y SCL se unen con la respectiva columna de la breadboard verde.

Por otro lado, en la breadboard que colocamos en la parte superior conectamos el emisor. Die pin Vcc en die pin GND het 'n positiewe kleur en 'n negatiewe negatiewe kleur. Ons kan ook die gegewens in die mikroskontroleerder 11 invoer.

En resumen, las conexiones en una de las dos breadboard verdes puede observarse en la imagen adjunta.

USB -aansluitings en vierkantige vierkantige vertikale posisies. Dit is 'n tyd wat ons in staat sal stel om die struktuur van 'n twee -eenheid saam te stel, en dit kan ook gelees word en ons kan 'n datum herwin. La forma de ingresarla es ubicando la parte donde está la antena de primero. Después debe alinearse con la ventana que abrimos en este compartimiento y así lograr la ventación necesaria pues al quedar de frente a tal ventana permitirá que el sensor de presión and the gas puedan efectuar las correctas mediciones de altitud and the concentración de CO en el aire.

Stap 5: Aflaai Los Programas

Ons kan ook programme en mikrobeheerders vir 'n funksie aflaai. Con este proposito ingrese en la siguiente página y descargue los archivos denominados: a) emisión de datos, b) recepción de datos yc) las librerías necesarias (I2Cdev.zip, MPU6050.zip, Adafruit_BMP280_Library-master.zip y Adafruit_zip). Argief:

Dentro de cada programa se incorporan, a manera de comentario, las correspondientes explicaciones sobre el funcionamiento general de cada uno de ellos.

Vir die aflaai van die program en die mikrobeheerder kan u die volgende dinge doen:

-Arduino UNO: aansluit die USB -kabel vir die ontvanger en die USB -verbinding van die rekenaar. Een van die sagteware Arduino IDE desde la pestaña de Herramientas seleccionamos el puerto COM donde el Arduino UNO se conectó (la computadora le indicará dicho puerto). Igual, dentro de la pestaña Herramientas, entramos of Placa y seleccionamos Arduino/Genuino UNO (ver captura de pantalla). Uiteindelik kan ons klik op 'n subir y se realiza la descarga.

-Adafruit veer M0: 'n USB -kabel met 'n USB -verbindingskabel en 'n unieke USB -verbinding. Ingresamos al software Arduino IDE y desde la pestaña de Herramientas seleccionamos el puerto COM, donde el Adafruit veer M0 se conectó. Nos mantenemos en Herramientas, ahí nos dirigimos a Placa y seleccionamos Adafruit veer M0 (ver captura de pantalla). Vir afhandeling, klik hier en onder.

U kan ook die sagteware vir die monitering van 'n reeks instrumente vir die konstruksie en verifikasie van gegewens en datums verwerk.

Stap 6: Ensamblar El Cohete Y La Base Del Lanzamiento

Una de las partes más fáciles y emocionantes del proyecto es cuando unimos todas las piezas del cohete for laego there inicio a la medición of los dataos requeridos.

Comenzamos con el empaque del paracaídas, para lo cual doblamos la bolsa a la mitad y luego dividimos la franja que se nos forma en tres porciones. La primera se dobla hacia donde están amarrados los pábilos, luego se dobla la segunda parte en la misma dirección. Ons kan nie meer as een van die belangrikste aspekte van die registrasie gebruik nie. El paquete formado se coloca tapando la boca de la botella del módulo 2, al cual antes habíamos atado el paracaídas. Dit is moontlik om die vorm van 'n porselein te sien (kyk na waarnemings en afbeeldings).

Posteriormente, corresponde ensamblar el módulo 1 pero aquí en forma provisional pues, de manera definitiva, se realizará cuando ya se va a efectuar el despegue y hayamos cargado el líquido que funciona como "combustible" (como se explica en el siguiente paso). Para realizar este ensamble la parte inferior de la botella se introduce a presión, sea que quede sujeta por sí misma; dentro del módulo 2. Finalmente, deberá reforzarse con tape eléctrico pero está acción -como se ha dicho- se realizará como último paso, sea poco antes de iniciar el vuelo.

Met 'n samesmelting kan ons nie 'n enkele konstruksie van die basiese ontwerp opbou nie. para cuyo procedimiento pueden visitar las siguientes páginas:

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Además, en la imagen adjunta en el siguiente paso se detallan las partes y medidas que deben tomarse en cuenta para la construcción de una base similar a la que aquí utilizada.

Finalisada la base de lanzamiento, ajustamos el inflador con la válvula.

Stap 7: Recolección De Datos (Despegue Del Cohete)

Antes de colocar el cohete en la base de lanzamiento llenamos con dos litros de agua, como combustible (según se observa en la imagen), el model 1 de propulsión. Ons kan die boto de la botella del moddul 1 bekendstel. Dit is 'n volledige samestelling van twee medisyne, wat 'n groot aantal kleutermaatreëls vir een of meer tye kan gee. Uiteindelik kan ons 'n ander formule vir u verduidelik, maar u kan ook die resep vir twee dae sien. Ons kan dit vir ons moontlik maak om 'n regstreekse kenmerk van 'n eenheid te gee.

Preparado el cohete en la base de lanzamiento (cuyas medidas y componentes se observan en la imagen anexa), esperamos la señal enviada por el sistema de telemetría que nos indicará cuando todo esté listo para el despegue; esto con el fin de asegurarnos que el equipo funcione correctamente para poder recolectar los datos deseados.

Aansluitings vir rekenaar- en ingebruikneming van sagteware van Arduino IDE, kies van Arduino/Genuino UNO, van die COM -korrespondent en die reeks van monitors. Ons kan 'n rekenaar saam met 'n LCD -skerm vir die ontvangs van 'n gegewe stelsel gebruik.

Con el cohete colocado en la parte superior de la base de lanzamiento (como se visualiza en el video) se pedalea el inflador hasta alcanzar 30 PSI, se acciona el lanzador bajando la pieza de PVC (donde lo indica la flecha) y se produce el despegue (kyk video).

Ons kan ook 'n stelsel vir ewig gebruik, maar ook 'n samestelling van 'n nuwe geheue en 'n geheue vir 'n rekenaar. Ons kan hierdie data verwerk en verwerk in 'n rekenaar en 'n gratis boek om die inligting in die geheue te bewaar.

Stap 8: Análisis De Los Datos Recolectados

Terminado el vuelo del cohete, podemos realizar varias tareas, entre otras:

- Dit kan gebruik word om die presión van die hoogte van die alcanzada por el cohete te bepaal.

- Identificeer die konsentrasie van die koolstof en die koolstof.

Con esta finalidad, concluido el aterrizaje del cohete se introduce the memoria del sistema de telemetría en la computadora. Ons kan ook die “datalogger.txt” van die kopieë van ons data weergee. Ons bied meer inligting oor die gegewens in die "Análisis de datos". Ons kan die gegewens in die oorspronklike weergawe van die funksies van die reis, sowel as die klik op 'n lys van voorbeelde, klik.

Una vez descargada la hoja, hallaremos dos tablas, una denominada “Mediciones sin processar”, en ons kan ook inligting oor die “Mediciones procesadas”, en la cual se registra la concentración de monóxido de carbono (CO) en partes por millón (ppm), la aceleración en cada uno de los ejes (g), la altitud (msnm) y el ángulo con respecto a los ejes “x” y “y”. Ons kan meer as een van die dokumente sien, maar ons kan ook die konsentrasie van die CO en die funksie van die altaar en die funksie van die temas beskryf. En la siguiente página descargue el archivo de Excel (“Análisis de datos”).

Met die verwerking van die data kan ons uiteindelik 'n moontlike impak op ons omgewing gee. Ons kan ook 'n gasstof vir gas, gas en gas insink, maar ook 'n groot refleksie vir die opsporing van die burgemeester.

Vir meer inligting oor die tema kan u baie besoeke aan die volgende inligting gee:

- Reglemento sobre la calidad del aire in Costa Rica

www.digeca.go.cr/sites/default/files/reglam…

- Aanvullende inligting:

www.estadonacion.or.cr/files/biblioteca_vir…

www.ministeriodesalud.go.cr/index.php/noti…

Dit is 'n goeie idee dat ons 'n menslike toestand in 'n flora en fauna kan hê, en dat ons 'n groter lokaliteit kan kry as 'n groot oppervlakte van die tierra, met 'n groot deteksie en 'n groot hoogte, donde podría ser burgemeester incidencia en animales que usualmente ocupan estos espacios, como ocurre –por ejemplo- con las aves. Además, la telemetría nos permitirá valorar si las concentraciones de CO son constantes, Independientemente de la altitud; o si, por el contrario, se presentan variaciones conforme a la altura alcanzada y a la trayectoria del cohete.