Hava Kalitesi Sensörü ve Arduino ile Cubesat: 4 Adım

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

CubeSat yaratıcıları: Reghan, Logan, Kate ve Joan

Tanıtım

Mars'ın atmosferi ve hava kalitesi hakkında veri toplamak için bir Mars yörünge aracının nasıl oluşturulacağını hiç merak ettiniz mi? Bu yıl boyunca fizik sınıfımızda, Mars'ta veri toplayabilmek için Arduinos'u nasıl programlayacağımızı öğrendik. Yıla dünyanın apotomosferinden nasıl çıkılacağını öğrenerek başladık ve yavaş yavaş Mars'ın etrafında dönebilen ve Mars yüzeyi ve atmosferi hakkında veri toplayabilen CubeSats'ı tasarlamaya ve inşa etmeye ilerledik.

Adım 1: Gerekli Malzemeler

• MQ 9 Gaz Sensörü
• Metal robot parçaları
• Arduino
• ekmek tahtası
• vidalar ve somunlar

2. Adım: Araçlar ve Güvenlik

• Dremel
• Cıvata kesici
• pense
• Tekerlek zımpara
• öğütücü
• Demir testeresi
• kum kağıdı
• Sensörü, Arduino'yu vb. CubeSat'a sabitlemek için bant ve ip (gerekirse)
• Koruyucu gözlük
• Eldivenler

Adım 3: Cubesat & Wire Arduino Nasıl Yapılır

Arduino ve Sensör Kablolama için Fritzing Diyagramları

MQ-9, CO/Yanıcı gaz için bir yarı iletkendir.

Cubesat Kısıtlamaları:

1. 10x10x10
2. 1,3 kg'dan (yaklaşık 3 libre) daha ağır olamaz.

Bir Cubesat Nasıl İnşa Edilir:

DİKKAT: Metali kesmek için şerit testere veya demir testeresi kullanın ve gözlük ve eldiven kullanın.

1. 10x10 cm'lik bir kareye 2 metal levha kesin veya doğru boyutta metale sahip değilseniz, plastik bir konektör ve birkaç vida ve somun kullanarak 2 parça metali bağlayın.

2. 4 adet 10 cm boyunda metal köşe parçalarını kesin. Bunlar Cubesat'ın köşeleri olacak.

3. 10 adet uzun düz dar metal çubuktan 8 adet kesin.

4. Köşe parçalarını 1. adımda kesilen düz 10x10cm karelerden birine bağlayarak başlayın. Vidaları Cubesat'ın dışına dönük olsun.

5. Köşe parçalarına 4 adet yatay destek (uzun düz çubuklar) ekleyin, bunlar köşe parçalarında yaklaşık yarıya kadar çıkmalıdır. Her iki tarafta birer tane olmak üzere bunlardan dört tane olmalıdır.

6. 4 dikey destek (uzun düz çubuklar) ekleyin, bunlar merkezdeki yatay desteklere bağlanacaktır.

7. Dikey destekleri, köşe parçalarının bağlı olduğu tabana bağlamak için sıcak tutkal kullanın.

8. Diğer 10x10 cm'lik kareyi de üstüne yerleştirin, bunu 4 vidayla (her köşede birer tane) tutturun. Arduino ve sensörler CubeSat'ta olana kadar takmayın.

MQ-9 sensörünün kodu:

#include //(Kısa mesafelerde cihazlarla iletişim kuran Seri Çevre Birimi Arayüzü)

#include // (sd karta veri gönderir ve bağlar)

#include // (veri ve bilgileri bağlamak ve taşımak için kabloları kullanır)

şamandıra sensörüVoltaj; // (sensör voltajını oku)

şamandıra sensörüDeğeri; // (okunan sensör değerini yazdırın)

Dosya Verileri; // (dosyaya yazmak için değişken)

// ön kurulumu sonlandır

void setup() //(kurulumda işlemler gerçekleştirilir ancak hiçbir bilgi/veri kaydedilmez)//

{

pinMode (10, ÇIKIŞ); // kullanılmasa bile pin 10 çıkışa ayarlanmalıdır

SD.başla(4); // CS pin 4'e ayarlanmış olarak sd kartı başlatır

Seri.başla(9600);

sensorValue = analogRead(A0); //(analog pin sıfıra ayarlandı)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop()// (döngüyü tekrar çalıştırın ve bilgi/veri kaydetmeyin)

{

Veri = SD.open("Log.txt", FILE_WRITE); //"Günlük" adlı dosyayı açar

if (Data) { // yalnızca dosya başarıyla oluşturulduysa dinlenir

Serial.print("sensör voltajı = "); //(baskı/kayıt sensörü voltajı)

Serial.print(sensorVoltage);

Serial.println("V"); //(verileri voltaj olarak yazdır)

Data.println(sensorVoltage);

veri.close();

gecikme(1000); // (1000 milisaniye gecikme ve ardından veri toplamayı yeniden başlatma)

}

}

Adım 4: Sonuçlar ve Alınan Dersler

Sonuçlar:

Fizik Newton yasaları, özellikle birinci yasası hakkındaki bilgimizi genişlettik. Bu yasa, hareket halindeki bir cismin bir dış kuvvet tarafından etkilenmedikçe hareket halinde kalacağını belirtir. Aynı kavram hareketsiz nesneler için de geçerlidir. CubeSat'ımız yörüngedeyken sabit hızdaydı… yani hareket halindeydi. İp kopacak olsaydı, CubeSat'ımız yörüngesinin koptuğu belirli noktasında düz bir çizgide uçardı.

Nicel Yörünge başladığında bir süre 4,28 aldık, sonra 3,90 olarak değişti. Bu voltajı belirler

Kalitatif CubeSat'ımız Mars'ın yörüngesinde dolandı ve atmosfer hakkında veri topladı. MQ-9 sensörümüzün farkı algılaması ve ölçmesi için atmosfere eklemek için propan (C3H8) kullandık. Mars yörünge aracının gecikmesi nedeniyle uçuş testi gerçekten iyi geçti. CubeSat dairesel bir hareketle uçtu ve sansür Mars'a doğru içeri doğru işaret etti.

Dersler öğrenildi:

Bu proje boyunca öğrenilen en büyük ders, mücadelelerimizde sebat etmekti. Bu projenin en zor kısmı muhtemelen verilerimizi toplamak için SD kartın nasıl kurulacağını ve kodlanacağını bulmaktı. Uzun bir deneme-yanılma süreci olduğu için bize çok sıkıntı verdi, bu biraz sinir bozucuydu, ama sonunda anladık.

MQ-9 gaz sensörüyle hava kirliliğini ölçmeye yardımcı olacak bir 10x10x10 CubeSat oluşturmak için yaratıcı olmayı ve araçları kullanmayı öğrendik. Metalimizi doğru boyutta kesmek için Dremel, cıvata kesici, büyük taşlama makinesi ve demir testeresi gibi elektrikli aletler kullandık. Ayrıca tasarımımızı kafamızdaki fikirlerden kağıda nasıl doğru bir şekilde planlayacağımızı ve ardından planı nasıl uygulayacağımızı öğrendik. Tabii ki mükemmel değil, ama planlama yolda kalmamıza yardımcı oldu.

Öğrendiğimiz bir diğer beceri de MQ-9 sensörünü Arduinos'a nasıl kodlayacağımızdı. MQ-9 gaz sensörünü kullandık çünkü ana hedefimiz Mar'ın atmosferindeki hava kalitesini ölçebilecek bir CubeSat yapmaktı.