Tutorial Accelerometer CubeSat: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

A cubesat adalah sejenis satelit miniatur untuk penyelidikan ruang angkasa yang terdiri daripada gandaan unit padu 10x10x10 cm dan jisim tidak lebih dari 1,33 kilogram per unit. Cubesats membolehkan sejumlah besar satelit dihantar ke angkasa dan membolehkan pemiliknya mengawal sepenuhnya mesin tidak kira di mana sahaja mereka berada. Cubesats juga lebih berpatutan daripada prototaip semasa yang lain. Pada akhirnya, cubesats memudahkan masuk ke ruang angkasa dan menyebarkan pengetahuan tentang rupa planet dan alam semesta kita.

Arduino adalah platform, atau komputer macam, yang digunakan untuk membina projek elektronik. Arduino terdiri daripada papan litar yang dapat diprogramkan dan juga perisian, yang berjalan di komputer anda, digunakan untuk menulis dan memuat naik kod komputer ke papan.

Untuk projek ini, pasukan kami dibenarkan untuk memilih sensor yang kami ingin mengesan aspek tertentu dalam susunan Mars. Kami memutuskan untuk menggunakan accelerometer, atau alat elektromekanik yang digunakan untuk mengukur daya pecutan.

Untuk membuat semua alat ini berfungsi bersama, kita harus memasang akselerometer ke papan roti Arduino, dan pasangkan keduanya ke bahagian dalam cubesat, dan pastikan ia menahan simulasi penerbangan dan ujian goyang. Petunjuk ini akan merangkumi bagaimana kita mencapai ini dan data yang kami kumpulkan dari Arduino.

Langkah 1: Menetapkan Matlamat (Alex)

Matlamat utama kami untuk projek ini, adalah menggunakan akselerometer (jangan bimbang kami akan menerangkan apa ini kemudian) yang diletakkan di dalam CubeSat, untuk mengukur pecutan akibat graviti di Marikh. Kami membina CubeSat, dan menguji ketahanannya dengan pelbagai cara. Bahagian paling sukar dari penetapan dan perencanaan tujuan, adalah menyedari bagaimana cara memasukkan Arduino dan akselerometer dalam CubeSat, dengan cara yang selamat. Untuk melakukan ini, kami harus membuat reka bentuk CubeSat yang bagus, pastikan ia berukuran 10x10x10cm, dan pastikan beratnya kurang dari 1.3 kilogram.

Kami memutuskan bahawa Legos, sebenarnya akan terbukti tahan lama, dan juga senang dibina. Lego juga merupakan sesuatu yang dapat dimiliki seseorang, daripada kita membelanjakan wang untuk sebarang bahan binaan. Nasib baik, proses membuat reka bentuk tidak memerlukan masa yang lama, seperti yang akan anda lihat pada langkah seterusnya.

Langkah 2: Reka bentuk Cubesat

Untuk cubesat khusus ini, kami menggunakan lego untuk kemudahan membina, memasang, dan ketahanan. Dudukan kubus mestilah berukuran 10x10x10 cm dan beratnya kurang dari 1,33 kg (3 lbs) per U. The Legos memudahkan untuk memiliki 10x10x10 cm tepat semasa menggunakan dua alas Lego untuk lantai dan penutup cubesat. Anda mungkin harus melihat pangkalan Lego untuk mendapatkannya tepat seperti yang anda mahukan. Di dalam cubesat, arduino, papan roti, bateri, dan pemegang kad SD anda dilekatkan di dinding menggunakan pelekat yang anda mahukan. Kami menggunakan pita saluran untuk memastikan tidak ada kepingan yang longgar di dalamnya. Untuk memasang cubesat ke orbit, kami menggunakan tali, gelang getah, dan tali leher. Jalur getah mesti dililit pada cubesat seolah-olah pita melilit hadiah. Tali itu kemudian diikat ke bahagian tengah gelang getah di penutupnya. Kemudian tali dililitkan melalui tali leher yang kemudian disambungkan ke orbit.

Langkah 3: Bina Arduino

Matlamat kami untuk CubeSat ini, seperti yang dikatakan sebelumnya, adalah untuk menentukan pecutan kerana graviti di Mars dengan pecutan. Accelerometer adalah litar terpadu atau modul yang digunakan untuk mengukur pecutan suatu objek yang dilekatkannya. Dalam projek ini saya mempelajari asas pengkodan dan pendawaian. Saya menggunakan mpu 6050 yang digunakan sebagai alat elektromekanik yang akan mengukur daya pecutan. Dengan merasakan jumlah pecutan dinamik, anda dapat menganalisis cara peranti bergerak pada paksi X, Y, dan Z. Dengan kata lain, anda dapat mengetahui apakah ia bergerak ke atas dan ke bawah atau dari sisi ke sisi; akselerometer dan beberapa kod dapat dengan mudah memberi anda data untuk menentukan maklumat tersebut. Semakin sensitif sensor, semakin tepat dan terperinci data. Ini bermaksud bahawa untuk perubahan pecutan tertentu, akan ada perubahan isyarat yang lebih besar.

Saya harus memasukkan arduino, yang sudah disambungkan ke accelerometer, ke pemegang kad SD yang akan menyimpan data yang diterima semasa ujian penerbangan sehingga kami dapat memuat naiknya ke komputer. Dengan cara ini kita dapat melihat ukuran paksi X, Y, dan Z untuk melihat di mana cubesat berada di udara. anda boleh melihat dalam gambar yang dilampirkan bagaimana cara memasang arduino ke pecutan dan papan roti.

Langkah 4: Ujian Penerbangan dan Getaran (Alex)

Untuk memastikan ketahanan sate kubus, kita harus melalui serangkaian ujian, yang akan mensimulasikan lingkungan yang akan dilaluinya, di ruang angkasa. Ujian pertama yang harus kita letakkan kubus itu disebut ujian terbang. Kami harus memasukkan arduino ke perangkat yang disebut pengorbit, dan mensimulasikan jalur penerbangannya di sekitar planet merah. Kami mencuba pelbagai kaedah untuk melekatkan pelat kubus, tetapi akhirnya kami dapat menggunakan gelang getah berganda yang melilit pelat kubus. Seutas tali diikat pada gelang getah.

Ujian penerbangan langsung tidak berjaya, seperti pada percubaan pertama kami, beberapa pita mulai keluar. Kami kemudian menukar reka bentuk ke pilihan gelang getah yang disebutkan di perenggan sebelumnya. Walaupun pada percubaan kedua, kami dapat terbang dengan kecepatan yang diperlukan, selama 30 saat, tanpa masalah sama sekali.

Ujian berikutnya adalah ujian getaran, yang akan secara longgar mensimulasikan kubus yang bergerak melalui atmosfer planet. Kami harus meletakkan kubus di atas meja getaran dan menaikkan daya ke tahap tertentu. Kubus duduk kemudian harus tetap dalam kebiasaan sekurang-kurangnya 30 saat pada tahap kuasa ini. Nasib baik untuk kami, kami berjaya melepasi semua aspek ujian pada percubaan pertama kami. Sekarang yang tinggal hanyalah pengumpulan dan ujian data terakhir.

Langkah 5: Mentafsir Data

Dengan data yang kami perolehi setelah melakukan ujian akhir, anda dapat melihat di mana kubus bergerak pada paksi X, Y, dan Z dan menentukan pecutan dengan membahagikan perpindahan anda mengikut masa. Ini memberi anda halaju purata. Selagi objek itu dipercepat secara seragam, anda hanya perlu mengalikan kecepatan rata-rata dengan 2 untuk mendapatkan halaju akhir. Untuk mendapatkan pecutan, anda mengambil kelajuan akhir dan membahagikannya mengikut masa.

Langkah 6: Kesimpulannya

Matlamat utama projek kami adalah untuk menentukan pecutan graviti di sekitar Marikh. Melalui data yang dikumpulkan menggunakan Arduino, dapat ditentukan bahawa pecutan graviti ketika mengorbit Mars tetap berterusan. Selain itu, semasa mengelilingi Marikh, arah orbit sentiasa berubah.

Secara keseluruhan, pengambilalihan terbesar pasukan kami adalah peningkatan kelancaran kami dalam membaca dan menulis kod, pemahaman kami mengenai teknologi baru dalam kemajuan penerokaan ruang angkasa, dan keakraban kami dengan cara kerja dalaman dan banyak penggunaan Arduino.

Kedua, sepanjang projek ini, pasukan kami bukan sahaja mempelajari konsep teknologi dan fizik yang disebutkan di atas, tetapi kami juga mempelajari kemahiran pengurusan projek. Sebilangan kemahiran ini termasuk tarikh akhir mesyuarat, menyesuaikan diri dengan pengawasan reka bentuk dan masalah yang tidak dijangka, dan mengadakan perjumpaan setiap hari untuk memberi pertanggungjawaban kumpulan kami dan, pada gilirannya, memastikan semua orang berada di landasan yang betul untuk mencapai tujuan kami.

Sebagai kesimpulan, pasukan kami memenuhi setiap ujian dan keperluan data, serta mempelajari kemahiran fizik dan pengurusan pasukan yang tidak ternilai yang dapat kami lakukan dalam usaha masa depan di sekolah dan dalam profesi berorientasi kerja kumpulan.