CubeSat акселерометринин үйрөткүчү: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Cubesat - космостук изилдөөлөр үчүн 10x10x10 см кубдук бирдиктердин көптүгүнөн жана бирдиги 1,33 килограммдан ашпаган массадан турган кичинекей спутниктин бир түрү. Cubesats көп сандагы спутниктерди космоско жөнөтүүгө мүмкүндүк берет жана ээсине машинаны жердин кайсы жеринде болбосун толук башкарууга мүмкүнчүлүк берет. Cubesats дагы учурдагы башка прототиптерге караганда арзаныраак. Акыр -аягы, cubesats космоско чөмүлүүнү жеңилдетет жана биздин планета менен ааламдын кандай экенин билүүнү жайылтат.

Arduino - бул электроника долбоорлорун куруу үчүн колдонулган платформа же компьютер. Arduino компьютерде иштей турган, программалоочу схемадан жана программадан турат, ал компьютердин кодун тактага жазуу жана жүктөө үчүн колдонулат.

Бул долбоор үчүн биздин команда Марстын түзүлүшүнүн кандайдыр бир аспектилерин аныктоо үчүн каалаган сенсорду тандоого уруксат алды. Биз акселерометр же ылдамдануу күчтөрүн өлчөө үчүн колдонулган электр механикалык түзүлүш менен барууну чечтик.

Бул түзмөктөрдүн баарынын чогуу иштеши үчүн, биз акселерометрди Arduino'нун нан тактасына, экөөнү тең кубиктин ичине тиркеп, анын учуу симуляциясына жана чайкоо сыноосуна туруштук бергенине ынануубуз керек болчу. Бул көрсөтмө биз муну кантип аткарганыбызды жана Arduinoдон чогултулган маалыматтарды камтыйт.

1 -кадам: Максат коюу (Алекс)

Бул долбоордун негизги максаты - CubeSat ичинде жайгаштырылган акселерометрди (кабатыр болбоңуз, кийинчерээк түшүндүрөбүз) Марста тартылуу күчүнүн ылдамдануусун өлчөө. Биз CubeSat куруп, анын туруктуулугун ар кандай жолдор менен текшеришибиз керек болчу. Максат коюунун жана пландаштыруунун эң оор бөлүгү, CubeSat ичиндеги Arduino жана акселерометрди кантип коопсуз түрдө камтууну түшүнүү болду. Бул үчүн биз жакшы CubeSat дизайнын ойлоп табышыбыз керек, анын 10x10x10см экенине жана салмагы 1,3 килограммдан аз экенине ынануубуз керек болчу.

Биз Legos чындыгында бышык, жана оңой курула тургандыгын аныктадык. Лего дагы бизде кандайдыр бир курулуш материалдарына акча короткондон көрө, кимдир бирөө ээ боло турган нерсе болчу. Бактыга жараша, дизайн менен келүү процесси көпкө созулган жок, муну кийинки кадамда көрөсүз.

2 -кадам: Дизайн Cubesat

Бул конкреттүү кубет үчүн биз леголорду курууга, тиркөөгө жана чыдамкайлыкка ыңгайлуу кылдык. Кубдун отургучу 10х10х10 см жана салмагы 1,33 кг (3 фунт) дан кем болбошу керек. Legos cubesatтин полуна жана капкагына эки Lego базасын колдонуп жатканда так 10x10x10 см болууну жеңилдетет. Сиз каалагандай алуу үчүн Lego базаларын түшүрүшүңүз керек болушу мүмкүн. Cubesat ичинде ардуино, нон, батарея жана SD карта кармагычыңыз дубалдарга каалаган клей менен жабыштырылган болот. Эч кандай бөлүк бошоп кетпеши үчүн, биз скотч колдондук. Кубетти орбитага туташтыруу үчүн биз жипти, резина боону жана сыдырма галстукту колдондук. Резина боолор белекке белги оролгондой кубикке оролушу керек. Андан кийин жип капкактын резинасынын ортосуна байланат. Андан кийин жип зип галстук аркылуу илинет, андан кийин орбитага илинет.

3 -кадам: Arduino куруңуз

Бул CubeSat үчүн биздин максат, мурда айтылгандай, акселерометр менен Марстагы тартылуу күчүнүн ылдамдыгын аныктоо болгон. Акселерометрлер - алар тиркелген нерсенин ылдамдыгын өлчөө үчүн колдонулган интегралдык микросхемалар же модулдар. Бул долбоордо мен коддоо жана зымдардын негиздерин үйрөндүм. Мен ылдамдануу күчтөрүн өлчөй турган электр механикалык түзүлүш катары колдонулган mpu 6050 колдондум. Динамикалык ылдамдануунун көлөмүн сезүү менен, сиз түзмөктүн X, Y жана Z огунда жылышын талдай аласыз. Башкача айтканда, анын өйдө -ылдый же капталга жылып баратканын айта аласыз; акселерометр жана кээ бир коддор бул маалыматты аныктоо үчүн сизге оңой маалымат бере алат. Сенсор канчалык сезимтал болсо, маалыматтар ошончолук так жана деталдуу болот. Бул ылдамдануунун белгилүү бир өзгөрүүсү үчүн сигналдын чоң өзгөрүүсү болот дегенди билдирет.

Мен акселерометрге мурунтан эле туташтырылган arduino -ны учуу тестинин учурунда алынган маалыматтарды сактай турган SD карт ээсине зым менен байланыштырышым керек болчу, ошондо биз аны компьютерге жүктөй алдык. Мына ушундай жол менен биз X, Y жана Z огунун өлчөөлөрүн көрө алабыз, ал эми кубаттын абада болгонун көрө алабыз. ou тиркелген сүрөттөрдөн акселерометрге жана нанга ардуинону кантип туташтыруу керек экенин көрө аласыз.

4 -кадам: Учуу жана титирөө сыноолору (Алекс)

Кубдун туруктуулугун камсыз кылуу үчүн, биз аны бир катар тесттерден өткөрүшүбүз керек эле, бул айлана -чөйрөнү символдоштурат, мейкиндикте. Кубду отургузушубуз керек болгон биринчи сыноо чымын тести деп аталат.. Биз ардуинону орбита деп аталган түзмөккө байлап, анын кызыл планетанын айланасындагы учуу жолун окшоштурушубуз керек болчу. Биз куб отуруу үчүн бир нече ыкмаларды колдонуп көрдүк, бирок акырында биз куб отургучка оролгон кош резинкага отура алдык. Андан кийин резина боолорго жип бекитилген.

Учуу сыноосу дароо эле ийгиликтүү болгон жок, анткени биздин биринчи аракетибизде лентанын айрымдары түшө баштады. Андан кийин биз дизайнды мурунку абзацта айтылган резинка вариантына котордук. Экинчи жолу аракет кылганыбызда, биз эч кандай көйгөй жаралбастан, баланы 30 секундага керектүү ылдамдыкта учуп кете алдык.

Кийинки сыноо - бул планетанын атмосферасында саякаттап жүргөн кубду окшоштура турган дирилдөө сыноосу. Биз кубаны дирилдөө столуна отургузуп, күчтү белгилүү бир деңгээлге чейин бурушубуз керек болчу. Куб отурду, анда бул кубаттуулук деңгээлинде кеминде 30 секундага чейин сак болуш керек болчу. Бактыга жараша, биз биринчи аракетибизде тесттин бардык аспектилерин тапшыра алдык. Эми акыркы маалыматтарды чогултуу жана тесттер гана калды.

5 -кадам: маалыматтарды интерпретациялоо

Акыркы тестирлөөдөн кийин биз алган маалыматтар менен, куб X, Y жана Z огунда кайда жүргөнүн көрө аласыз жана ылдамдыгыңызды убакытка бөлүү менен аныктай аласыз. Бул сизге орточо ылдамдыкты берет. Эми, эгер объект бир калыпта ылдамдаса, акыркы ылдамдыкты алуу үчүн орточо ылдамдыкты 2ге көбөйтүү керек. Ылдамдыкты табуу үчүн, акыркы ылдамдыкты алып, аны убакытка бөлөсүз.

6 -кадам: Жыйынтык

Биздин долбоордун түпкү максаты Марстын айланасындагы тартылуу ылдамдыгын аныктоо болчу. Arduino аркылуу чогултулган маалыматтар аркылуу Марстын айланасында гравитациялык ылдамдык туруктуу бойдон калаарын аныктоого болот. Андан тышкары, Марсты айланып жүргөндө, орбитанын багыты дайыма өзгөрүп турат.

Жалпысынан алганда, биздин команданын эң чоң жетишкендиктери - бул кодду окуу жана жазуу боюнча эркиндигибиздин өсүшү, космосту изилдөөнүн эң жаңы технологиясын түшүнүүбүз жана Arduinoнун ички иштеши жана көптөгөн колдонуулары менен тааныштыгыбыз.

Экинчиден, долбоордун жүрүшүндө биздин команда жогоруда айтылган технология жана физика түшүнүктөрүн гана эмес, биз долбоорду башкаруу көндүмдөрүн да үйрөндүк. Бул көндүмдөрдүн кээ бирлерине жолугушуу мөөнөтү, дизайндык көзөмөлдү жана күтүлбөгөн көйгөйлөрдү жөнгө салуу жана күнүмдүк туруу жолугушууларын өткөрүү, биздин топтун жоопкерчилигин берүү жана өз кезегинде ар кимди максаттарыбызга жетүү үчүн кармоо кирет.

Жыйынтыктасак, биздин команда тестирлөөнүн жана маалыматтын бардык талаптарын аткарды, ошондой эле физикалык жана командалык башкаруу көндүмдөрүн үйрөнүп, биз келечекте мектепте жана топто иштөөгө багытталган бардык кесипке жумшай алабыз.