Cubesatin rakentaminen Arduinolla ja kiihtyvyysanturilla: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Nimemme ovat Brock, Eddie ja Drew. Fysiikan luokan päätavoite on matkustaa Maasta Marsiin simuloimalla Marsin kiertorataa Cube Sat -laitteella ja keräämällä tietoja. Ryhmiemme tavoite tässä projektissa on kerätä tietoja käyttämällä kiihtyvyysmittaria, joka kiinnitetään Arduinoomme Cube Sat -laitteen sisälle, joka kiertää "Marsia" kiertääkseen maapallon painovoiman. Jotkut mahdolliset rajoitukset tälle erityistehtävälle olisivat koodi, joka ei toimi oikein, kiihtyvyysmittari ei kerää tietoja ja raja, jonka CubeSat voi punnita. Vaikka on monia muita, jotka kuka tahansa voi kohdata, nämä olivat ryhmämme kohtaamia. Video lopullisesta projektistamme ja testauksestamme löytyy täältä https://www.youtube.com/embed/u1_o38KSrEc -Eddie

Vaihe 1: Materiaaliluettelo

KAIKKI LUETTELUT MATERIAALIT OVAT CUBESATIN SISÄLTÄ

1. Arduino & virtakaapeli https://www.amazon.com/Elegoo-EL-CB-001-ATmega328…: arduino on suunniteltu tekemään elektroniikasta helpommin taiteilijoiden, suunnittelijoiden, harrastajien ja kaikkien interaktiivisten esineiden tai ympäristöjen luomisesta kiinnostuneiden saataville

: salli virta Arduinolle ja tietokoneelle

2. Leipälauta

: levy sähköpiirin kokeellisen mallin tekemiseksi

LEIVYTILAAN LIITETYT MATERIAALIT

1. Arduino-kiihtyvyysmittari

: laite kiihtyvyyden mittaamiseen tai tärinän havaitsemiseen ja mittaamiseen

2. Arduino SD-korttimoduuli

: sen avulla voit lisätä massamuistia ja tiedon kirjaamista projektiin

3. Arduino-johdot

: siirtää koodin koko Arduinoon ja leipälautaan

4. LED-valo

: LED on pieni valo (se tarkoittaa "valoa lähettävää diodia"), joka toimii suhteellisen vähän virtaa

-Drew

Vaihe 2: Tarvittavat työkalut ja turvallisuuskäytännöt

TARVITTAVAT TYÖKALUT

1. Exacto -veitsi

- Leikkasimme ja seurasimme Arduinon ja Breadboardin muotoa Styrofoamin läpi tarkalla veitsellä suojataksemme Arduinoa ja Breadboardia onnettomuuksien sattuessa

2. Kuuma liimapistooli

- käytimme kuumaa liimapistoolia liimaamalla styroksi Cubesatimme sivuille varmistaaksemme, että Arduino ja Breadboard ovat turvallisia

3. Styrofoam

- käytimme Styrofoam -palasia Arduinon ja leipälevyn kiinnittämiseen Cubesatimme sivuille, myös pehmusteen mahdollistamiseksi, jos Cubesat pudotetaan tai ravistellaan

TURVALLISUUSKÄYTÄNNÖT

1. ensimmäinen turvallisuuskäytäntö, jonka noudatimme, oli varmistaa, ettemme koskenut 3D -tulostimeen, kun se painoi Cubesatia. 3D -tulostin kuumenee hyvin, ja on tärkeää muistaa, ettet koske siihen.

2. Kun leikkasimme styrox -paloja tarkalla veitsellä, meidän piti laittaa pahvi sen alle, jotta pöydät eivät vahingoitu. meidän oli myös käytettävä suojalaseja, kun käytimme veitsiä, mikä tahansa lensi kasvoillemme tai työtilan ympärille.

3. Kun käytät työkaluja, jotka vaativat kovaa työtä, muista käyttää suojalaseja turvallisuussyistä.

4. Kun olet kiinnittänyt Cubesatin kiertoradalle, varmista varoittaaksesi kiertoradan ympärillä olevia ihmisiä, että testaat Cubesatia ja käytä suojalaseja varmistaaksesi, että kaikki kehon osat ja ihmiset ovat turvassa.

-Drew

Vaihe 3: Näin:

Kuinka rakentaa CubeSat

1. aloittaaksesi CubeSat -rakennusprosessin, sinun on haettava CubeSatin malleja, joiden koko on 10x10x10 ja joissa on STL -tiedosto.

2. Kun olet löytänyt mallin, joka toimii leipälaudalla ja Arduinolla turvallisesti, sinun on ladattava tiedostot flash -asemaan, jotta voit käyttää 3D -tulostimen tiedostoja.

3. Kun oikeat tiedostot on ladattu flash -asemaan, voit kytkeä flash -aseman tietokoneeseen, joka on kytketty 3D -tulostimeen.

4. kun tulostat, varmista, että valitset oikeat tiedostot ja kaikki johdot, koodit ja tulot on kytketty oikein tietokoneen ja 3D -tulostimen väliin. tämä varmistaa, että CubeSat tulostetaan oikein ja kaikki menee suunnitelmien mukaan.

5. Anna kullekin ryhmän jäsenelle määrätty aika tarkistaa tulostin ja CubeSatin edistyminen tehokkaasti havaitaksesi mahdolliset ongelmat. kun tiimin jäsen voi tarkistaa edistymisen noin 2-3 tunnin välein, antaa riittävästi apua ongelmien korjaamiseen ja edistymisen seuraamiseen.

-Eddie

KOODI:

#Sisällytä #Sisällytä #Sisällytä #Sisällytä

const int MPU = 0x68; int16_t AcX, AcY, AcZ, Tmp, GyX, GyY, GyZ; kaksinkertainen piki, rulla;

Tiedostotiedot;

void setup () {

pinMode (10, LÄHTÖ); // täytyy asettaa nasta 10 lähtöön, vaikka sitä ei käytettäisikään; // asetetaan nasta 7 sytyttämään led SD.begin (4); // aloittaa sd -kortin CS -asetuksella pin 4 Serial.begin (9600); Serial.println (F ("BMP280 -testi")); Wire.begin (); Wire.beginTransmission (MPU); Wire.write (0x6B); Wire.write (0); Wire.endTransmission (tosi); Sarja.alku (9600); } void loop () {Wire.beginTransmission (MPU); Wire.write (0x3B); Wire.endTransmission (false); Wire.requestFrom (MPU, 14, totta);

int AcXoff, AcYoff, AcZoff, GyXoff, GyYoff, GyZoff; int temp, toff; kaksinkertainen t, tx, tf;

// Kiihdytystietojen korjaus AcXoff = -950; AcYoff = -300; AcZoff = 0;

// Lämpötilan korjaus toff = -1600;

// Gyro -korjaus GyXoff = 480; GyYoff = 170; GyZoff = 210;

// lue accel -tiedot AcX = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcXoff; AcY = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcYoff; AcZ = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + AcYoff;

// lämpötilan tietojen lukeminen temp = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + toff; tx = lämpötila; t = tx/340 + 36,53; tf = (t * 9/5) + 32;

// lukea gyro -tietoja GyX = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyXoff; GyY = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyYoff; GyZ = (Wire.read () << 8 | Wire.read ()) + GyZoff;

Data = SD.open ("Log.txt", FILE_WRITE); // avaa tiedoston nimeltä "Loki"

// get pitch/roll getAngle (AcX, AcY, AcZ);

// lähettää tiedot sarjaportista Serial.print ("Angle:"); Serial.print ("Pitch ="); Sarjajälki (piki); Serial.print ("| Roll ="); Sarja.println (rulla);

Serial.print ("Lämpötila:"); Serial.print ("Lämpötila (F) ="); Sarjanjälki (tf); Serial.print ("| Lämpötila (C) ="); Sarja.println (t);

Serial.print ("Kiihtyvyysmittari:"); Serial.print ("X ="); Serial.print (AcX); Sarjajälki ("| Y ="); Sarjajälki (AcY); Serial.print ("| Z ="); Sarja.println (AcZ);

Serial.print ("Gyroskooppi:"); Serial.print ("X ="); Serial.print (GyX); Sarjajälki ("| Y ="); Serial.print (GyY); Serial.print ("| Z ="); Serial.println (GyZ); Serial.println ("");

Data.print (pitch); Data.println (rulla);

Data.print (tf); Data.println (t); Data.print (AcX); // kirjoittaa acel -tiedot tiedostoon Data.print (","); // tulostaa pilkun tiedostoon Data.print (AcY); Data.print (","); Data.print (AcZ); Data.print (","); Data.print (GyX); Data.print (","); Data.print (GyY); Data.print (","); Data.println (GyZ);

viive (1000); }

// muuntaa accel -tiedot pitch/roll void getAngle (int Vx, int Vy, int Vz) {double x = Vx; kaksinkertainen y = Vy; kaksinkertainen z = Vz;

}

}

KOODI (JATKUU):

-Tämä on koodi, jota käytimme keräämään tietoja kiihtyvyysmittarista ja SD -kortilta.

-Kun Arduino ja Breadboard on johdotettu näyttämään särökaavion mallilta, kytkettiin SD -kortti SD -korttisovitinmoduuliin ja jatkettiin valmistautumista viimeiseen testaukseen.

-Meillä oli ongelmia koodin kanssa pitkään, mutta yllä annettu koodi on viimeinen käyttämämme koodi, joka antoi meille tiedot, joita käytimme esityksessämme.

-Tämä koodi kerää tiedot kiihtyvyysmittarista ja siirtää tiedot SD -kortille.

-SD -kortti liitettiin USB -porttiin ja tietokoneeseen. sieltä tiedot siirrettiin tietokoneellemme.

-Brock

ARDUINON KYTKENTÄ:

- kun johdotimme Arduinoa, kamppailimme likaisten johtojen ja paskojen Arduinojen kanssa.

- meidän piti korjata Arduinomme johdotus useita kertoja virheellisen johdotuksen vuoksi.

- Varmistaaksesi oikean johdotuksen ja koodauksen, varmista, että johdot ovat kunnolla kiinni ja koodiprosessi oikein.

FRITZING DIAGRAM:

- Fritzing -kaavio oli suoraan eteenpäin ja helppo seurata

- Meillä oli ongelmia kaavion kanssa, kun SD -korttimoduuli ei ollut osa fritzing -ohjelmaa. tämän vuoksi meidän piti etsiä verkosta ladattava osa, joka sisällytetään kaavioon

- Olimme täydentäneet kaavion sisällyttämällä kaavioon oikeat osat ja ohjelmat

-Drew

Vaihe 4: Tulokset/saadut kokemukset

Kaaviossa näkyy selvä lämpötilan nousu, mikä todennäköisesti johtuu siitä, että lämmittimellä kestää aikaa saavuttaa maksimilämpötila.

Tässä projektissa fysiikka, johon törmäsimme, oli keskipistevoima, joka piti CubeSatin kiertävän.

-Brock