Arduino Toz Çalışması: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Mars'ta yaşamak nasıl olurdu? Hava nefes alabilir mi? Güvenli mi? Ne kadar toz var? Fırtınalar ne sıklıkta? Bu sorulardan herhangi birinin cevabını hiç merak ettiniz mi?

Adım 1: Giriş

İsimlerimiz Christian, Brianna ve Emma. Fizik dersimizdeki zamanımızda birçok konuyu ele aldık. Elektrik, farklı kuvvet türleri, roketler, robotik, programlama, hareket ve çok daha fazlasını öğrendik.

Bu projedeki amacımız, Mars'taki toz fırtınası modelleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için, programlanmış bir toz sensörü içeren, uzay araştırmaları için işlevsel bir CubeSat veya minyatür bir uydu oluşturmaktır.

Bu CubeSat, Mars'ın atmosferine dayanabilmelidir. Dayanıklılığını test etmek için, CubeSat'ın yeterince güçlü olduğundan emin olmak için bir sallama testinden geçti.

Bu proje için ana kısıtlamamız, CubeSat'ın boyut gereksinimleriydi. Bir sürü parçamız ve telimiz var ve hepsini içine sığdırmak zor oldu. Bir diğer kısıtımız da zamandı. CubeSat'ı oluşturmak, programlamak ve kodlamak gibi birçok bileşeni dahil ettik. Daha fazla bilgi edinmek için Eğitilebilirliğimizi okumaya devam edin!

Adım 2: Malzemeler

Arduino ve Programlama için:

1. Toz Sensörü

2. Arduino Uno

3. HDMI Kablosu

4. 2 Tel

5. Pinler

6. Programlama Bilgisayarı

7. SD Kart

8. SD Kart Sahibi

9. SD Kart Okuyucu

10. Pil Paketi

11. Pil Kablosu

12. Ekmek tahtası*

13. 470uF* kapasitör

CubeSat için:

12. Dondurma Çubukları (en az 120)

13. Sıcak Tutkal Tabancası

14. Velkro

15. Dremel Aracı

16. Zımpara kağıdı

Test için:

17. Kağıt Havlular

18. Kahve Filtreleri

20. Büyük Cam Kırıcı

21. Eldivenler / Fırın Eldiveni

22. Çakmak / Kibrit

Adım 3: Gerekli ve Kullanılan Araçlar ve Güvenlik Uygulamaları

- İlk kullandığımız alet sıcak tutkal tabancasıydı. CubeSat'ımızı oluştururken dondurma çubuklarımızı birbirine yapıştırmak için kullanıldı. Çok sıcak olacağından, elinize yapıştırıcı bulaştırmamaya veya tabancanın ağzına dokunmamaya çok dikkat edin.

- Toz sensörünün veri toplayabilmesi için CubeSat'ta bir delik açmak için tel kesiciler de kullandık. Bu araç buzlu şeker çubuklarıyla iyi çalıştı ve kullanımı kolaydı. Bu aracı kullanırken, parmağınızı sıkıştırmamaya veya istemediğiniz bir şeyi kesmemeye dikkat edin.

- Kullandığımız bir diğer araç da zımparaydı. CubeSat'taki deliği kestikten sonra keskin kenarları düzeltmemiz çok önemliydi. Bu araç herhangi bir özel güvenlik önlemi gerektirmez, ancak muhtemelen temizlemeniz için biraz karışıklık yaratacaktır.

- Ayrıca bir Dremel aleti kullandık. CubeSat'ın geniş köşelerini hızlıca zımparalamak için kullandık. Bu aracı kullanmak son derece dikkatli olmayı gerektirir ve göz koruması takmanız çok önemlidir. Ayrıca, toz ve küçük parçalar dağınıklığına yol açacaktır, bu nedenle çalışma alanınızı temizlediğinizden emin olun!

- Kullandığımız son alet çakmaktı. Arduino'muzun algılaması için toz ve duman oluşturmak için kahve filtrelerini ve kağıt havluları ateşe yakmak için kullandık. Bu aleti kullanırken saçlarınızı arkadan bağladığınızdan, bol giysiler giymekten kaçındığınızdan ve koruyucu gözlük kullandığınızdan emin olun. İçeride kalmasını sağlamak için alevi her zaman yakından takip ettiğinizden emin olun. Ayrıca, yetişkin veya öğretmen gözetiminde olmak akıllıca olur!

Adım 4: Bir CubeSat Nasıl İnşa Edilir

Cubesat'ı inşa etmek için yaklaşık 120 buzlu şeker çubuğu gerekir. Yukarıdaki video, kırılmayacaklarından emin olmak için çubukları sıcak tutkalla üst üste nasıl yığdığımızı gösteriyor..

Küpsat'ın 1 rafı ve bir üstü vardır. Raf ve üst kısım, birbirine yapıştırılmış sadece altı buzlu şeker çubuğudur.

Altta pil ve SD kart Velcro içindedir. Rafın üstünde, devre tahtası Velcro tarafından tutulur ve Arduino, devre tahtasının üstüne oturur.

Toz sensörü için, toz sensörünün sığması için Cubesat'ın yan tarafında bir delik açmak için tel kesicileri kullanın. Toz sensörünü yerinde tutmak için biraz bant kullandık.

Son olarak, Topu Cubesat'a sabitlemek için Velcro kullanın.

Nihai tasarım krokimizi yukarıda görebilirsiniz.

Adım 5: Arduino ve Toz Sensörü Nasıl Kablolanır

1. Toz toplayıcıyı ve arduinoyu kablolamak için
2. Bir tel alın ve 5v pin ile toprak (GND) pinine takın.
3. Şimdi o kablonun diğer ucunu alın ve toz sensöründeki SİYAH kabloya takın.
4. Diğer kabloyu alın ve 5v pinine takın
5. Şimdi telin diğer ucunu alın ve toz sensöründeki KIRMIZI kabloya takın.
6. Ardından kalemleri alın ve Dijital pinlere yerleştirin: GND, 13, 12, ~11, ~10, ~9, 8
7. MAVİ kabloyu 13'teki pime takın
8. Ardından SARI kabloyu 8'deki pime takın.

Toz sensörü için kod (https://www.instructables.com/id/How-to-Interface-… adresinden kod)

kaynak

Adım 6: Arduino ve Toz Sensörü Nasıl Taşınabilir Hale Getirilir

Projemiz için, küp uydu ve toz sensörümüz hareket halindeyken veri toplamak için bir yola ihtiyacımız vardı. Bir SD kartın işi yapacağına karar verdik. İşte SD kart kablolaması ve kodu.

Gerekirse bir SD kart nasıl bağlanır (*fotoğrafta kabloların renginin değiştiğini ve ekstra pimlere gerek olmadığını unutmayın)

1. Toz sensöründeki mavi tel, ekmek tahtası üzerinde herhangi bir yere gider
2. SD kart okuyucusundaki (VCC) kırmızı kablo, breadboard üzerindeki mavi kabloyla aynı sırada herhangi bir yere gider
3. şimdi fazladan bir kablo alın (fotoğraftaki beyaz kablo), bunu mavi ve kırmızı kablolarla aynı sıraya ve kablonun diğer ucunu Arduino'daki GND'ye takın
4. Toz sensöründeki turuncu tel A5'e bağlanır
5. Yeşil kablo dijital pim 7'ye bağlanır
6. SD karttaki (CS) mor kablo digitalpin 4'e bağlanır
7. SD karttaki (MOSI) siyah kablo, dijital pim 11'e bağlanır
8. SD karttaki (MISO) turuncu kablo, dijital pim 12'ye bağlanır
9. SD karttaki (SCK) mavi kablo dijital pim 13'e bağlanır
10. SD karttaki (GND) sarı kablo bir topraklama pimine (GND) bağlanır
11. Kondansatörü ekmek tahtasına koyun
12. Toz sensörü üzerindeki kırmızı kablo, kapasitörün kısa ayağı ile aynı sırada ekmek tahtasına bağlanır.
13. Son olarak fazladan bir tel (fotoğrafta kırmızı) alın ve bir ucunu kapasitörün uzun ayağıyla aynı sıraya takın ve telin diğer ucunu 5v'ye kadar gider.

SD kart ve toz sensörü için kod

7. Adım: Sonuçlar ve Alınan Dersler

*Cubesat, Bayan Wingfield (öğretmen) tarafından değerlendirildi ve kontrol edildi.

Boyutlar ve Kütle

Kütle: 2.91kg. Genişlik: 110 mm. her iki tarafta

Uzunluk: 106 mm. her iki tarafta

Ön testler:

Uçuş Testi - Tamamlandı

Bu test sırasında Cubesat inceliğini korudu

Sensör, zamanın yarısında "Mars"ımızla, diğer yarısında ise yan yönlerle karşı karşıya kaldı.

Titreşim Testleri - Tamamlandı

Bu titreşim testlerini, uydunun fırlatma ortamına dayanabileceğine ve sonrasında da çalışabileceğine dair güven oluşturmak için yaptık.

Titreşim testlerinin sonuçları

sallama başına.12 saniye

Periyot - döngü başına 2.13 saniye

Tüm elektrik konnektörleri bağlı ve sabit kaldı. Küpsat kutuya sığamadı, bu yüzden küpleri sabitlemek için bant kullandık. Cubesat'ın kenarlarını kutuya sığacak şekilde zımparalamak için dermal alet ve zımpara kağıdı kullanıldı ve bu sorunu çözdü.

Nihai uçuş sonuçları

Frekans - saniyede 0.47 devir

Hız - saniyede 3.39 metre

Hızlanma - 9,99 m/s ^2

Merkezcil Kuvvet - 29,07 kg/s ^2

İp uzunluğu - 1.26 m.

Toz sensörünün ateşten çıkan dumanı aldığını ve bize en iyi verileri verdiğini öğrendik. Problem çözmeyi de öğrendik

Bu proje boyunca hepimiz çok değerli dersler öğrendik. Öğrendiğimiz gerçek hayat dersleri, zor olsa bile her şeyin üstesinden gelmekti. Bir küp ve toz sensörü ile çalıştık. İkisinden daha kolay olanı, birkaç gün içinde tasarlayıp inşa eden küptü. Küpsat, tüm sensörlerimizi tutmak için kullanılan gerçekten iyi bir tasarımdı. Toz sensörü ve Arduino ile hesaplamak çok zordu. İlk başta kod çalışmıyordu, ancak kodu çalıştırırken kablolama yanlış çıktı. Verilerimizi bulmamıza yardımcı olmak için her ikisine de yardımcı olmak için birkaç öğretmen kurtarmaya geldi. Hayat derslerini öğrenirken, küp uydular ve sensörler hakkında da yeni şeyler öğrendik. Daha önce, bir küpün ne olduğunu bilmiyorduk, sensörlerin ve kabloların nasıl çalıştığını da bilmiyorduk. Bu proje boyunca Brianna kablolama ve kodlama konusunda uzman olurken, Emma ve Christian harika binalar olurken kodlama ve kablolama hakkında da yeni bilgiler öğrendiler. Sonuç olarak, birçok yeni şey öğrendik ve yaparken eğlendik. Bu projeyi bizim için tasarladığı ve öğretmeyi ve öğrencileriyle eğlenmeyi gerçekten seven bir öğretmen olduğu için Wingfield Hanım'a teşekkür ederiz.

Adım 8: Toz Sensörü Verileri

Sağdaki grafik, toz sensörünün aldığı verilerdir. Soldaki fotoğraf, grafiğin nasıl görünmesi gerektiğidir.

Sensör büyük veri toplamakta sorun yaşıyordu.

Toz sensörü ve uygun verilerin nasıl alınacağı hakkında daha fazla bilgisi olan varsa, lütfen bu öğretilebilir yazı hakkında yorum yapın.