Suhu CubeSat Ben & Kaiti & Q Jam 1: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Adakah anda pernah mahu membuat sesuatu sendiri yang boleh dihantar ke angkasa dan mengambil suhu planet lain? Di kelas fizik sekolah menengah kami, kami di mana ditugaskan untuk membina CubeSat dengan arduino yang berfungsi dengan soalan utama Bagaimana kita dapat bekerja di Mars? Kami memutuskan untuk mengukur suhu di planet ini, kerana siapa yang tidak ingin tahu seberapa panas mars? Namun, kami perlu membuatnya dari sesuatu yang berpatutan, tetapi juga tahan lama. Oleh itu, kami menggunakan Legos. Ini menjadikan CubeSat tahan lama, dan membantu kita mencapai dimensi ukuran dengan mudah-walaupun semua kepingan di mana agak sial! Tujuan kami adalah untuk memiliki sensor berfungsi sepenuhnya yang dapat mengambil suhu kawasan sekitarnya, dan CubeSat pelindung di sekitarnya.

Langkah 1: Mengumpulkan Bahan / membuat lakaran CubeSat

Perkara pertama yang ingin anda lakukan ialah membuat lakaran CubeSat. Anda mesti mempunyai idea tentang apa yang ingin anda bina sebelum anda membinanya. Salah satu gambar di atas adalah lakaran CubeSat yang kami buat. Seterusnya, kumpulkan bahan anda. Untuk CubeSat yang sedang kami bina, kami menggunakan Legos. Kami memilih Legos kerana senang dikumpulkan dan disatukan, dan pada masa yang sama mereka tahan lama dan akan melaksanakan tugas yang diperlukan dengan baik. Jadi, anda perlu mendapatkan Lego. dapatkan beberapa kepingan asas, iaitu 10cm X 10 cm X 10 cm, atau beberapa kepingan asas yang boleh disatukan menjadi 10 hingga 10 keping. Untuk CubeSat kami, kami harus mendapatkan beberapa kepingan asas dan menyatukannya untuk membuat asas 10 cm hingga 10 cm. Anda juga perlu mendapatkan Legos untuk membuat bumbung dengan ukuran yang sama. Selepas anda mendapatkan Lego tersebut, anda memerlukan banyak Lego kecil untuk membina tembok CubeSat. Pastikan Lego ini cukup kurus, sehingga tidak terlalu banyak menggunakan bahagian dalam CubeSat.

Langkah 2: Membina Cubesat

Pertama, kami membina kecantikan 10x10x10 ini. Ia memerlukan banyak reka bentuk yang berbeza. Mula-mula kami mempunyai rak di tengah tetapi kemudian kami memutuskan bahawa tidak perlu dimiliki. Sekiranya anda memilih untuk memiliki rak di tengah, saya akan mengesyorkan hanya satu rak kerana anda perlu membongkarnya setiap kali anda memasukkan dan mengeluarkan Arduino dan sensor anda. Kami menambah tingkap kecil sehingga kami dapat melihat dengan cepat ke dalam sementara bahagian atas ditutup sehingga kami dapat melihat semuanya berfungsi dengan lancar. Untuk menjadikan CubeSat lebih stabil, kami mengumpulkan dua lapisan Lego di bahagian bawah. Semakin stabil semakin baik, kerana CubeSat ini perlu dapat bertahan dari pelbagai rintangan yang berbeza.

Langkah 3: Pendawaian dan Pengekodan Arduino

Langkah kedua projek ini adalah di mana anda perlu memasukkan arduino. Langkah ini sangat penting, kerana, jika ini tidak dilakukan dengan betul, maka kubus sat tidak akan dapat membaca suhu. Untuk menyelesaikan pendawaian arduino, anda memerlukan beberapa bahan. Bahan-bahan ini adalah bateri, arduino, kad SD, kabel jumper, papan roti, sensor suhu, dan komputer. Komputer akan digunakan untuk melihat apakah pendawaian berfungsi dengan betul. Berikut adalah laman web yang sangat membantu dalam membimbing kami mengenai cara menyalurkan arduino:

create.arduino.cc/projecthub/TheGadgetBoy/…

Gambar dan gambar rajah di atas boleh membantu anda juga. Pengekodan arduino juga akan diuji di komputer untuk melihat apakah ia berfungsi. Sekiranya semuanya berfungsi, arduino boleh dikeluarkan dari komputer, dan sudah siap untuk digunakan.

Kod:

// Kawat data dipasang ke port 2 di Arduino

#tentukan ONE_WIRE_BUS 2

Sensor failData;

// Siapkan contoh oneWire untuk berkomunikasi dengan mana-mana peranti OneWire (bukan hanya IC suhu Maxim / Dallas)

OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS);

// Sertakan perpustakaan yang kita perlukan

#sertakan

#sertakan

#sertakan

// Lulus rujukan oneWire kami ke Dallas Temperature.

Sensor suhu Dallas (& oneWire);

// tatasusunan untuk menahan alamat peranti

Peranti Alamat di dalam Thermometer;

/*

* Fungsi persediaan. Di sini kita melakukan asas-asasnya

*/

persediaan kosong (kekosongan)

{

pinMode (10, OUTPUT);

SD.begin (4);

// mulakan port bersiri

Serial.begin (9600);

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

// cari peranti di dalam bas

Serial.print ("Mencari peranti …");

sensor.begin ();

Serial.print ("Dijumpai");

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

Serial.println ("peranti.");

// laporkan keperluan kuasa parasit

Serial.print ("Kekuatan parasit adalah:");

jika (sensor.isParasitePowerMode ()) Serial.println ("ON");

lain Serial.println ("OFF");

/ * Tetapkan alamat secara manual. Alamat di bawah akan diubah

ke alamat peranti yang sah di bas anda. Alamat peranti boleh diambil

dengan menggunakan oneWire.search (deviceAddress) atau secara individu melalui

sensors.getAddress (deviceAddress, index) Perhatikan bahawa anda perlu menggunakan alamat khusus anda di sini

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

Kaedah 1:

Cari peranti di dalam bas dan tetapkan berdasarkan indeks. Sebaik-baiknya, anda akan melakukan ini untuk menemui alamat di bas pada mulanya dan kemudian

gunakan alamat tersebut dan berikan secara manual (lihat di atas) setelah anda mengetahui

peranti di bas anda (dan dengan anggapan ia tidak berubah).

* / if (! sensors.getAddress (insideThermometer, 0)) Serial.println ("Tidak dapat mencari alamat untuk Peranti 0");

// kaedah 2: carian ()

// search () mencari peranti seterusnya. Mengembalikan 1 jika alamat baru telah

// kembali. Sifar mungkin bermaksud bahawa bas dipendekkan, tidak ada peranti, // atau anda sudah mendapatkannya semua. Mungkin idea yang baik untuk

// periksa CRC untuk memastikan anda tidak mendapat sampah. Pesanannya adalah

// deterministik. Anda akan sentiasa mendapat peranti yang sama mengikut urutan yang sama

//

// Mesti dipanggil sebelum carian ()

//oneWire.reset_search ();

// memberikan alamat pertama yang terdapat di dalam Thermometer

// if (! oneWire.search (insideThermometer)) Serial.println ("Tidak dapat mencari alamat untuk insideThermometer");

// tunjukkan alamat yang kami dapati di dalam bas

Serial.print ("Alamat 0 Peranti:");

printAddress (insideThermometer);

Bersiri.println ();

// tetapkan resolusi menjadi 9 bit (Setiap peranti Dallas / Maxim mampu beberapa resolusi yang berbeza)

sensor.setResolution (insideThermometer, 9);

Serial.print ("Resolusi Peranti 0:");

Serial.print (sensor.getResolution (insideThermometer), DEC);

Bersiri.println ();

}

// berfungsi untuk mencetak suhu untuk peranti

tidak sah cetak Suhu (DeviceAddress deviceAddress)

{

// kaedah 1 - lebih perlahan

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

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

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

//Serial.print(sensors.getTempF(deviceAddress)); // Membuat panggilan kedua untuk mendapatkanTempC dan kemudian menukar ke Fahrenheit

// kaedah 2 - lebih pantas

float tempC = sensors.getTempC (deviceAddress);

jika (tempC == DEVICE_DISCONNECTED_C)

{

Serial.println ("Ralat: Tidak dapat membaca data suhu");

kembali;

}

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

jika (sensorData) {

Serial.print ("Temp C:");

Serial.print (tempC);

Serial.print ("Temp F:");

Serial.println (DallasTemperature:: toFahrenheit (tempC)); // Menukar tempC ke Fahrenheit

sensorData.println (tempC);

sensorData.close ();

}

}

/*

* Fungsi utama. Ia akan meminta tempC dari sensor dan dipaparkan di Serial.

*/

gelung kosong (kekosongan)

{

// hubungi sensor.requestTemperatures () untuk mengeluarkan suhu global

// minta semua peranti di dalam bas

Serial.print ("Meminta suhu …");

sensor.requestTemperatures (); // Kirim arahan untuk mendapatkan suhu

Serial.println ("SELESAI");

// Ia bertindak balas dengan segera. Mari mencetak data

printTemperature (insideThermometer); // Gunakan fungsi sederhana untuk mencetak data

}

// berfungsi untuk mencetak alamat peranti

batal printAddress (DeviceAddress deviceAddress)

{

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

{

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

Serial.print (deviceAddress , HEX);

}

}

BalasKepada

Langkah 4: Memeriksa Cubesat

Setelah CubeSat, kod, dan pendawaian Arduino selesai, anda akan menjalankan ujian tidak lama lagi. Sekiranya ujian ini gagal, CubeSat anda berpotensi dimusnahkan sepenuhnya, bersama dengan Arduino anda. Oleh itu, anda ingin memastikan Arduino anda bersedia untuk ini. Di situlah langkah ini dimainkan, memeriksa CubeSat. Pertama, anda perlu meletakkan Arduino anda dengan selamat di dalam CubeSat, dan pastikan ia tidak bergoyang-goyang. Kemudian, anda perlu memastikan bahawa semua kepingan CubeSat berada di tempatnya dengan selamat. Tidak ada kepingan yang longgar, atau CubeSat lebih cenderung berpisah semasa ujian. Sekiranya anda memeriksa CubeSat dengan tegas, maka ujian yang dilaluinya harus dilalui dengan mudah.

Langkah 5: Mencantumkan CubeSat

Langkah ini sebagai persiapan untuk ujian pertama yang akan dilalui oleh CubeSat. Dalam ujian, CubeSat akan berpusing dengan cepat dalam lingkaran selama 30 saat. Anda perlu memastikan bahawa CubeSat digantung dengan kuat sehingga tidak terbang. Kami mengikat 2 tali sepenuhnya di CubeSat, dan mengikatnya dengan erat. Kemudian, kami menambah satu lagi tali panjang, yang diikat pada dua yang pertama. Kami mengikat tali ini beberapa kali di bahagian atas dan bawah sehingga seaman mungkin. Ini mungkin memerlukan banyak percubaan kerana anda ingin membuat tali menjadi sempurna sehingga tidak akan longgar semasa penerbangan.

Langkah 6: Ujian Ayunan

Untuk keselamatan dalam langkah ini, pastikan anda memakai kacamata untuk melindungi mata anda. Dalam langkah ini, anda akan menjalankan CubeSat melalui ujian untuk melihat apakah ia melindungi Arduino dengan cukup baik untuk melaksanakan tugasnya (mencari suhu). Ujian pertama adalah ujian yang memerlukan rentetan. Dalam ujian ini, Arduino akan dipusingkan (seperti yang ditunjukkan dalam gambar / video di atas) - (kadang-kadang video mengalami masalah memuatkan). Model Mars boleh diletakkan di tengah. Untuk berjaya menyelesaikan ujian ini, Arduino perlu berpusing tanpa harus terpasang, itulah sebabnya ia perlu digantung dengan baik, dan mereka Arduino perlu berfungsi sepenuhnya setelah ujian selesai. Itulah sebabnya anda perlu memastikan Arduino dilindungi dengan baik di CubeSat.

Langkah 7: Uji # 2- Ujian Goyang

Pada langkah ini CubeSat anda akan melalui ujian # 2. Ujian ini adalah ujian goyang. Dalam ujian ini, CubeSat akan ditempatkan di pemegang seperti yang ditunjukkan dalam gambar / video (kadang-kadang video mengalami masalah memuatkan) di atas dan akan digoncang dengan bolak-balik selama 30 saat. Untuk lulus ujian ini, CubeSat dan Arduino anda masih perlu berfungsi sepenuhnya setelah digoncang.

Langkah 8: Hasil / Selesai Suhu CubeSat

Pada akhirnya, CubeSat kami berjaya merakam suhu semasa melalui setiap ujian. Data secara konsisten membaca 26-30 darjah Celsius dalam setiap ujian. Ini sama dengan 78-86 darjah Fahrenheit. Namun, kami menghadapi beberapa masalah dalam perjalanan. Contohnya, pengekodan arduino berkali-kali tidak berfungsi, dan membaca 126 darjah Celsius. Ia memerlukan banyak usaha untuk mencapai suhu yang betul. Beberapa nasihat yang akan saya berikan kepada sesiapa yang melakukan projek ini adalah mencuba pelbagai variasi kod dan pendawaian, dan memastikan arduino anda sesuai dengan CubeSat. Anda mungkin perlu mengetatkan jurang di dalam CubeSat untuk memastikan arduino sesuai dengan betul di dalam. Kami mempunyai masalah dengan arduino terlalu longgar di CubeSat.

Dalam projek ini, anda juga perlu menggunakan pengetahuan fizik anda. Pengetahuan fizik mengenai teknologi, tenaga, dan kekuatan perlu diterapkan sepanjang projek ini. Sepanjang projek ini kami belajar lebih banyak mengenai sistem suria, dan teknologi baru seperti CubeSats. Kami juga belajar mengenai gaya graviti, dan bagaimana daya ini dapat mempengaruhi CubeSat. Satu topik yang sangat penting dengan projek ini ialah gerakan satelit. Kami belajar mengenai gerakan satelit dengan menggunakan halaju, daya jaring, dan graviti. Ini akan membantu kita mencari proyektil satelit.

Setelah CubeSat dan arduino anda berjaya lulus ujian, dan berjaya, anda akan selesai. CubeSat anda harus dapat bertahan dalam suasana Marikh. Pastikan sensor berjaya mencatat suhu sepanjang ujian juga. CubeSat anda sudah siap ke ruang angkasa!