Kajian Debu Arduino: 8 Langkah

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

Bagaimana rasanya tinggal di Marikh? Adakah udara bernafas? Adakah ia selamat? Berapa banyak habuk yang ada? Berapa kerap berlaku ribut? Pernah terfikir jawapan untuk salah satu daripada soalan ini?

Langkah 1: Pengenalan

Nama kami Christian, Brianna, dan Emma. Kami telah membahas banyak topik selama ini di kelas fizik kami. Kami telah belajar mengenai elektrik, pelbagai jenis kekuatan, roket, robotik, pengaturcaraan, gerakan, dan banyak lagi.

Matlamat kami untuk projek ini adalah untuk membuat CubeSat berfungsi, atau satelit mini untuk penyelidikan ruang angkasa, yang mengandungi sensor debu yang diprogramkan, untuk mempelajari lebih lanjut mengenai corak ribut debu di Marikh.

CubeSat ini mesti dapat menahan suasana Marikh. Untuk menguji ketahanannya, ia menjalani ujian goyang untuk memastikan CubeSat cukup kuat.

Kekangan utama kami untuk projek ini adalah keperluan ukuran CubeSat. Kami mempunyai banyak kepingan dan wayar, dan sukar untuk memasukkannya ke dalamnya. Kekangan lain yang kami hadapi adalah masa. Kami mempunyai banyak komponen yang digabungkan, seperti membangun CubeSat, pengaturcaraan, dan pengekodan. Terus baca Instructable kami untuk mengetahui lebih lanjut!

Langkah 2: Bahan

Untuk Arduino & Pengaturcaraan:

1. Sensor Debu

2. Arduino Uno

3. Kabel HDMI

4. 2 Wayar

5. Pin

6. Komputer untuk Pengaturcaraan

7. Kad SD

8. Pemegang Kad SD

9. Pembaca Kad SD

10. Pek Bateri

11. Kabel Bateri

12. Papan roti *

13. Kapasitor 470uF *

Untuk CubeSat:

12. Tongkat Popsicle (sekurang-kurangnya 120)

13. Senapang Panas

14. Velcro

15. Alat Dremel

16. Kertas pasir

Untuk Ujian:

17. Tuala Kertas

18. Penapis Kopi

20. Pemutus Kaca Besar

21. Sarung Tangan / Sarung Tangan Ketuhar

22. Lebih ringan / Sepadan

Langkah 3: Alat yang Diperlukan dan Digunakan dan Amalan Keselamatan

- Alat pertama yang kami gunakan adalah pistol gam panas. Itu digunakan untuk melekatkan tongkat popsicle kami bersama-sama ketika membangun CubeSat kami. Berhati-hatilah untuk tidak mendapat gam di tangan anda atau menyentuh muncung pistol, kerana akan sangat panas.

- Kami juga menggunakan pemotong kawat untuk memotong lubang di CubeSat, sehingga sensor debu dapat mengumpulkan data. Alat ini berfungsi dengan baik dengan tongkat es loli, dan mudah digunakan. Semasa menggunakan alat ini, berhati-hati untuk tidak mencubit jari atau memotong sesuatu yang tidak anda maksudkan.

- Alat lain yang kami gunakan adalah kertas pasir. Setelah memotong lubang di CubeSat, sangat penting untuk kita melicinkan tepi tajam. Alat ini tidak memerlukan langkah keselamatan khusus, tetapi mungkin akan menimbulkan sedikit kekacauan untuk anda bersihkan.

- Kami juga menggunakan alat Dremel. Kami menggunakannya untuk cepat pasir dari sudut lebar CubeSat. Menggunakan alat ini sangat berhati-hati, dan anda mesti memakai pelindung mata. Juga, ia akan menjadikan debu dan kepingan kecil menjadi hancur, jadi pastikan anda membersihkan ruang kerja anda!

- Alat terakhir yang kami gunakan adalah lebih ringan. Kami menggunakannya untuk menyalakan penapis kopi dan tuala kertas terbakar, untuk menghasilkan habuk dan asap agar Arduino kami terasa. Semasa menggunakan alat ini, pastikan untuk mengikat rambut ke belakang, elakkan memakai pakaian longgar, dan pakai pelindung mata. Pastikan sentiasa memerhatikan api untuk memastikan ia tetap terkawal. Juga, adalah bijak jika mempunyai pengawasan orang dewasa atau guru!

Langkah 4: Cara Membina CubeSat

Kira-kira 120 batang Popsicle diperlukan untuk membina Cubesat. Video di atas menunjukkan bagaimana kita meletakkan tongkat di atas satu sama lain dengan panas melekatkan setiap batang untuk memastikan ia tidak pecah..

Cubesat mempunyai 1 rak dan bahagian atas. Rak dan bahagian atasnya hanya enam batang popsicle yang panas terpaku bersama.

Di bahagian bawah bateri dan kad SD terdapat Velcro. Di atas rak papan roti dipegang oleh Velcro dan Arduino duduk di atas papan roti.

Untuk sensor Debu, gunakan pemotong wayar untuk memotong lubang di sisi Cubesat agar sensor debu masuk ke dalamnya. Kami menggunakan beberapa pita bebek untuk menahan sensor Debu di tempatnya.

Terakhir menggunakan Velcro untuk mengamankan bahagian atas ke Cubesat.

Anda dapat melihat lakaran reka bentuk akhir kami di atas.

Langkah 5: Cara Memasang Sensor Arduino dan Debu

1. Untuk memasang pengumpul habuk dan arduino
2. Ambil wayar dan pasangkannya ke pin ground (GND) dengan pin 5v.
3. Sekarang ambil hujung wayar yang lain dan pasangkannya ke wayar HITAM pada sensor debu
4. Ambil wayar yang lain dan pasangkannya ke pin 5v
5. Sekarang ambil hujung wayar yang lain dan pasangkannya ke wayar MERAH pada sensor debu
6. Seterusnya ambil pen dan masukkan ke dalam pin Digital: GND, 13, 12, ~ 11, ~ 10, ~ 9, 8
7. Pasang wayar BIRU ke pin pada 13
8. Kemudian pasangkan wayar KUNING ke pin pada 8

Kod untuk sensor Debu (kod dari

sumber

Langkah 6: Cara Membuat Sensor Arduino dan Dust Portable

Untuk projek kami, kami memerlukan kaedah untuk mengumpulkan data ketika sensor kubus dan habuk kami ketika bergerak. Kami memutuskan kad SD akan melakukan silap mata. Berikut adalah pendawaian dan kod kad SD.

Cara memasang kad SD jika diperlukan (* perhatikan pewarnaan wayar berubah pada foto dan pin tambahan tidak diperlukan)

1. Kawat biru di sensor debu masuk ke mana-mana tempat di papan roti
2. Kawat merah pada pembaca kad SD (VCC) berlaku di mana-mana tempat dalam barisan yang sama dengan wayar biru di papan roti
3. sekarang ambil wayar tambahan (wayar putih dalam foto), pasangkannya ke baris yang sama dengan wayar biru dan merah dan hujung wayar yang lain dipasang ke GND di Arduino
4. Kawat jingga pada sensor habuk melekat pada A5
5. Kawat hijau melekat pada pin digital 7
6. Kawat ungu pada kad SD (CS) melekat pada digitalpin 4
7. Kawat hitam pada kad SD (MOSI) melekat pada pin digital 11
8. Kawat jingga pada kad SD (MISO) melekat pada pin digital 12
9. Wayar biru kad SD (SCK) melekat pada pin digital 13
10. Kawat kuning pada kad SD (GND) melekat pada pin pembumian (GND)
11. Masukkan kapasitor ke dalam papan roti
12. Kawat merah pada sensor debu melekat pada papan roti di baris yang sama dengan kaki pendek kapasitor.
13. Akhirnya ambil wayar tambahan (merah dalam foto) dan pasangkan satu hujung pada baris yang sama dengan kaki panjang kapasitor dan hujung wayar yang lain mencapai 5v.

Kod untuk kad SD dan sensor habuk

Langkah 7: Hasil dan Pelajaran yang Dipelajari

* Cubesat dinilai dan diperiksa oleh Puan Wingfield (guru)

Demensi dan Massa

Jisim: 2.91kg. Lebar: 110mm. di setiap sisi

Panjang: 106 mm. di setiap sisi

Ujian awal:

Ujian Penerbangan- Selesai

Semasa ujian ini, Cubesat tetap berhati-hati

Sensor menghadap "Mars" kita selama separuh masa dan cara sampingan pada separuh masa yang lain.

Ujian Getaran - Selesai

Kami melakukan ujian getaran ini untuk membuktikan keyakinan bahawa satelit dapat menahan persekitaran pelancaran dan masih dapat berfungsi setelahnya.

Hasil ujian getaran

.12 saat setiap gegaran

Tempoh- 2.13 saat setiap kitaran

Semua penyambung elektrik tetap tersambung dan selamat. Cubesat tidak dapat dimasukkan ke dalam kotak, jadi kami menggunakan pita untuk menahan cubesat ke bawah. Alat dermal dan kertas pasir digunakan untuk mengoleskan sisi Cubesat agar sesuai di dalam kotak dan itu menyelesaikan masalah.

Keputusan penerbangan akhir

Kekerapan- 0,47 kitaran sesaat

Kecepatan- 3.39 meter sesaat

Pecutan- 9,99 m / s ^ 2

Sentripetal Force- 29.07 kg / s ^ 2

Panjang tali- 1,26 m.

Kami mengetahui bahawa sensor debu mengambil asap yang dibuat oleh api dan memberi kami data terbaik. Kami juga belajar bagaimana menyelesaikan masalah

Sepanjang projek ini, kita semua mendapat banyak pelajaran berharga. Pelajaran kehidupan sebenar yang kita pelajari adalah menyelesaikan semuanya, walaupun sukar dilakukan. Kami bekerja dengan cubesat dan sensor habuk. Yang lebih mudah dari kedua adalah cubesat, merancang dan membinanya dalam beberapa hari. Cubesat adalah reka bentuk yang sangat baik yang digunakan untuk menahan semua sensor kami. Sensor debu dan Arduino sangat sukar untuk dikira. Pada mulanya, kod tidak berfungsi, namun, sementara kod kami berfungsi, pendawaian ternyata tidak betul. Beberapa guru membantu kami berdua untuk membantu mencari data kami. Dengan belajar pelajaran kehidupan, kami juga mengetahui perkara baru mengenai cubesats dan sensor. Sebelum ini, kita tidak tahu apa itu cubesat, juga kita tidak tahu bagaimana sensor dan pendawaian berfungsi. Sepanjang projek ini, Brianna menjadi pakar dalam pengkabelan dan pengkodan, sementara Emma dan Christian menjadi bangunan yang menakjubkan sambil juga mempelajari maklumat baru mengenai pengkodan dan pendawaian. Secara keseluruhan, kami belajar banyak perkara baru dan bersenang-senang semasa melakukannya. Terima kasih kepada Puan Wingfield kerana merancang projek ini untuk kami lakukan dan menjadi guru yang benar-benar suka mengajar dan bersenang-senang dengan pelajarnya.

Langkah 8: Data Sensor Debu

Grafik di sebelah kanan adalah data yang diterima oleh sensor debu. Foto di sebelah kiri kelihatan seperti grafik.

Sensor menghadapi masalah mengumpulkan data yang hebat.

Sekiranya ada yang mempunyai lebih banyak pengetahuan tentang sensor debu dan bagaimana mendapatkan data yang betul, sila beri komen mengenai hal ini.