Mafunzo ya CubeSat Accelerometer: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Cubesat ni aina ya setilaiti iliyo na miniaturized kwa utafiti wa nafasi ambayo imeundwa kwa kuzidisha kwa vitengo vya ujazo vya cm 10x10x10 na uzani wa si zaidi ya kilo 1.33 kwa kila kitengo. Cubesats huwezesha idadi kubwa ya setilaiti kupelekwa angani na kumruhusu mmiliki kudhibiti kamili juu ya mashine bila kujali wako wapi duniani. Cubesats pia ni nafuu zaidi kuliko prototypes nyingine yoyote ya sasa. Mwishowe, cubesats huwezesha kuzamishwa kwenye nafasi na kueneza maarifa ya jinsi sayari yetu na ulimwengu vinavyoonekana.

Arduino ni jukwaa, au kompyuta ya aina, inayotumika kwa ajili ya kujenga miradi ya umeme. Arduino ina bodi ya mzunguko inayoweza kupangwa na kipande cha programu, ambayo inaendesha kwenye kompyuta yako, inayotumika kuandika na kupakia nambari ya kompyuta kwenye bodi.

Kwa mradi huu, timu yetu iliruhusiwa kuchukua sensorer yoyote ambayo tunataka kugundua hali yoyote ya uundaji wa Mars. Tuliamua kwenda na accelerometer, au kifaa cha elektroniki kinachotumiwa kupima nguvu za kuongeza kasi.

Ili kufanya vifaa hivi vyote kufanya kazi kwa pamoja, ilibidi tuambatanishe accelerometer kwenye ubao wa mkate wa Arduino, na tuambatishe zote mbili ndani ya chumba, na uhakikishe imestahimili uigaji wa ndege na mtihani wa kutikisika. Mafundisho haya yataangazia jinsi tulivyokamilisha hii na data tuliyokusanya kutoka Arduino.

Hatua ya 1: Weka Malengo (Alex)

Lengo letu kuu kwa mradi huu, ilikuwa kutumia kipima kasi (usijali tutaelezea ni nini baadaye) iliyowekwa ndani ya CubeSat, kupima kasi kutokana na mvuto kwenye Mars. Tulipaswa kujenga CubeSat, na kujaribu uimara kwa njia anuwai. Sehemu ngumu zaidi ya kuweka malengo na upangaji, ilikuwa kutambua jinsi ya kuwa na Arduino na kasi ya kasi ndani ya CubeSat, kwa njia salama. Ili kufanya hivyo, ilibidi tuje na muundo mzuri wa CubeSat, hakikisha ilikuwa 10x10x10cm, na uhakikishe kuwa ilikuwa chini ya kilo 1.3.

Tuliamua kwamba Legos, kwa kweli itathibitisha kudumu, na pia ni rahisi kujenga nayo. Legos pia ilikuwa kitu ambacho mtu anaweza kuwa nacho tayari, badala ya sisi kutumia pesa kwenye vifaa vya ujenzi. Kwa bahati nzuri, mchakato wa kuunda muundo haukuchukua muda mrefu sana, kama utaona katika hatua inayofuata.

Hatua ya 2: Kubuni Cubesat

Kwa cubesat hii maalum, tulitumia legos kwa urahisi wao wa kujenga, kushikamana, na kudumu. Mchemraba uliokaa lazima uwe 10x10x10 cm na uzani wa chini ya kilo 1.33 (3 lbs) kwa U. Legos hufanya iwe rahisi kuwa na cm 10x10x10 halisi wakati unatumia besi mbili za Lego kwa sakafu na kifuniko cha cubesat. Labda lazima utazame besi za Lego ili uzipate jinsi unavyotaka. Ndani ya cubesat, utakuwa na arduino yako, ubao wa mkate, betri, na mmiliki wa kadi ya SD yote yameambatanishwa na kuta kwa kutumia wambiso wowote ambao ungependa. Tulitumia mkanda wa bomba kuhakikisha hakuna vipande vitakavyokuwa huru ndani. Kuambatisha cubesat kwenye orbiter tulitumia kamba, bendi za mpira, na tie ya zip. Bendi za mpira lazima zimefungwa kwenye kabati kama kwamba Ribbon imefungwa kwenye zawadi. Kamba hiyo imefungwa katikati ya mkanda wa mpira kwenye kifuniko. Kisha kamba hiyo imefungwa kupitia tai ya zip ambayo imeunganishwa kwa obiti.

Hatua ya 3: Jenga Arduino

Lengo letu kwa hii CubeSat, kama ilivyosemwa hapo awali, ilikuwa kuamua kasi kutokana na mvuto kwenye Mars na accelerometer. Accelerometers ni nyaya zilizounganishwa au moduli zinazotumiwa kupima kasi ya kitu ambacho wameambatanishwa nacho. Katika mradi huu nilijifunza misingi ya kuweka alama na wiring. Nilitumia mpu 6050 ambayo hutumiwa kama kifaa cha elektroniki ambacho kitapima nguvu za kuongeza kasi. Kwa kuhisi kiwango cha kasi ya kasi, unaweza kuchambua jinsi kifaa kinavyohamia kwenye mhimili wa X, Y, na Z. Kwa maneno mengine, unaweza kujua ikiwa inasonga juu na chini au upande kwa upande; accelerometer na nambari fulani inaweza kukupa data kwa urahisi kuamua habari hiyo. Sensor nyeti zaidi, data itakuwa sahihi zaidi na ya kina. Hii inamaanisha kuwa kwa mabadiliko fulani katika kuongeza kasi, kutakuwa na mabadiliko makubwa katika ishara.

Ilinibidi kuweka waya arduino, ambayo tayari ilikuwa imeunganishwa kwa kasi ya kasi, kwa mmiliki wa kadi ya SD ambayo ingehifadhi data iliyopokelewa wakati wa jaribio la kukimbia ili tuweze kuipakia kwenye kompyuta. Kwa njia hii tunaweza kuona vipimo vya mhimili wa X, Y, na Z ili kuona mahali ambapo cubesat ilikuwa angani. unaweza kuona kwenye picha zilizoambatishwa jinsi ya kuweka waya kwa arduino kwa accelerometer na mkate wa mkate.

Hatua ya 4: Uchunguzi wa Kuruka na Kutetemeka (Alex)

Ili kuhakikisha uimara wa mchemraba umekaa, ilibidi tuupitie mfululizo wa majaribio, ambayo yangeiga mazingira ambayo yangepitishwa, angani. Jaribio la kwanza ambalo tulilazimika kuweka mchemraba ulioketi liliitwa mtihani wa nzi.. Tulilazimika kufunga arduino kwa kifaa kinachoitwa orbiter, na kuiga njia ya kukimbia kuzunguka sayari nyekundu. Tulijaribu njia nyingi za kuambatisha mchemraba uliokaa, lakini mwishowe tuliweza kukaa kwenye bendi ya mpira mara mbili ambayo ilikuwa imefungwa kwenye mchemraba uliokaa. Kamba iliunganishwa kwenye bendi za mpira.

Jaribio la kukimbia halikufanikiwa mara moja, kwani kwenye jaribio letu la kwanza, mkanda fulani ulianza kutoka. Kisha tukabadilisha muundo kwa chaguo la bendi ya mpira iliyotajwa katika aya iliyotangulia. Ingawa kwenye jaribio letu la pili, tuliweza kuwa na mtoto mchanga ameketi kuruka kwa kasi inayohitajika, kwa sekunde 30, bila shida yoyote kutokea.

Jaribio lililofuata lilikuwa jaribio la kutetemeka, ambalo lingeiga kwa hiari mchemraba uliokaa akisafiri kupitia anga za sayari. Tulilazimika kuweka mchemraba kwenye meza ya kutetemeka na kugeuza nguvu kwa kiwango fulani. Mchemraba uliokaa basi ilibidi ubaki kwa busara kwa angalau sekunde 30 katika kiwango hiki cha nguvu. Kwa bahati nzuri kwetu, tuliweza kupitisha hali zote za jaribio kwenye jaribio letu la kwanza. Sasa kilichobaki ni kukusanya data za mwisho na vipimo.

Hatua ya 5: Ukalimani wa Takwimu

Pamoja na data tuliyopata baada ya kufanya mtihani wa mwisho, unaweza kuona ni wapi mchemraba alisafiri kwenye mhimili wa X, Y, na Z na uamua kasi kwa kugawanya uhamishaji wako kwa wakati. Hii inakupa kasi ya wastani. Sasa, maadamu kitu hicho kinaongeza kasi sawa, unahitaji tu kuzidisha kasi ya wastani na 2 kupata kasi ya mwisho. Ili kupata kasi, unachukua kasi ya mwisho na kuigawanya kwa wakati.

Hatua ya 6: Hitimisho

Lengo kuu la mradi wetu lilikuwa kuamua kasi ya mvuto karibu na Mars. Kupitia data iliyokusanywa kwa kutumia Arduino, inaweza kubainishwa kuwa kasi ya mvuto wakati inayozunguka Mars inabaki kuwa ya kawaida. Kwa kuongeza, wakati wa kusafiri kuzunguka Mars, mwelekeo wa obiti unabadilika kila wakati.

Kwa ujumla, kuchukua kubwa kwa timu yetu ilikuwa ukuaji wetu katika ufasaha wetu wa kusoma na kuandika nambari, uelewa wetu wa teknolojia mpya kwenye ukingo wa utaftaji wa nafasi, na ufahamu wetu na utendaji wa ndani na matumizi mengi ya Arduino.

Pili, katika mradi wote, timu yetu sio tu imejifunza teknologia iliyotajwa hapo juu ya teknolojia na fizikia, lakini pia tulijifunza ujuzi wa usimamizi wa miradi. Baadhi ya stadi hizi ni pamoja na tarehe za mwisho za mkutano, kurekebisha kwa uangalizi wa muundo na shida zisizotarajiwa, na kufanya mikutano ya kusimama ya kila siku ili kuwapa uwajibikaji wa kikundi chetu na, kwa upande wake, kuweka kila mtu kwenye njia kutimiza malengo yetu.

Kwa kumalizia, timu yetu ilikutana na kila hitaji la upimaji na data, na pia kujifunza fizikia muhimu na ujuzi wa usimamizi wa timu ambao tunaweza kutekeleza katika juhudi za baadaye shuleni na katika taaluma yoyote inayolenga kazi ya kikundi.