Θερμοκρασία και υγρασία CubeSat: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Αυτό είναι το CubeSat μας. Αποφασίσαμε ότι θέλουμε να μετρήσουμε τη θερμοκρασία και την υγρασία επειδή ήμασταν περίεργοι για τις συνθήκες στο Διάστημα. Εκτυπώσαμε τρισδιάστατα τη δομή μας και βρήκαμε τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους κατασκευής αυτού του μοντέλου. Στόχος μας ήταν να φτιάξουμε ένα σύστημα που θα μετρά τη θερμοκρασία και την υγρασία. Οι περιορισμοί αυτού του έργου ήταν το μέγεθος και το βάρος. Οι διαστάσεις ήταν προκλητικές επειδή έπρεπε να χωρέσουμε όλα τα εξαρτήματα στον κύβο και όλα έπρεπε να λειτουργήσουν σωστά. Το μέγεθος έπρεπε να είναι 10 cm x 10cm x 10cm. Και, θα μπορούσε να ζυγίζει μόνο 1,33 κιλά. Παρακάτω είναι τα αρχικά μας σκίτσα και το τελευταίο μας σκίτσο. Αυτά μας έδωσαν μια ιδέα για το τι χτίζαμε και πώς θα προχωρούσαμε.

Βήμα 1: Δομή

Αρχίσαμε το έργο μας με τη δομή 3D εκτύπωσης. Εκτυπώσαμε 3D 4 βάσεις CubeSat, 2 πλευρές Ardusat, 2 βάσεις Ardusat και 1 βάση Arduino. Έχουμε πρόσβαση σε αυτά τα αρχεία STL μέσω https://www.instructables.com/id/HyperDuino-based-CubeSat/. Εκτυπώσαμε χρησιμοποιώντας το Lulzbot Taz με Polymaker "PolyLite PLA", True black 2,85mm.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση της δομής

Αφού εκτυπώσαμε 3D έπρεπε να συναρμολογήσουμε τα κομμάτια. Χρησιμοποιήσαμε τις ασημένιες βίδες για να προσθέσουμε ύψος στις πλάκες. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε τις μαύρες βίδες για να ενώσουμε τις πλευρές.

• Ασημένιες μακριές βίδες: #8-32 x 1-1/4 in. Βιδωτή μηχανή με επικάλυψη με ψευδάργυρο και επικεφαλής Combo Drive
• Μαύρες βίδες: #10-24 Βίδες από καπάκι κεφαλιού από ανοξείδωτο ατσάλι από μαύρο οξείδιο

Βήμα 3: Καλωδίωση

Αισθητήρας DHT11

• πιο δεξιά - GND
• παραλείψτε μια καρφίτσα
• Επόμενο pin - 7 ψηφιακό
• Πιο αριστερά - 5V

Αναγνώστης SD

• Furthset δεξιά - ψηφιακή ακίδα 4
• Επόμενη καρφίτσα - ψηφιακή ακίδα 13
• Επόμενη καρφίτσα - ψηφιακή ακίδα 11
• Επόμενη καρφίτσα - ψηφιακή ακίδα 12
• Επόμενη καρφίτσα - 5V
• Η πιο απομακρυσμένη καρφίτσα - GND

Βήμα 4: Κωδικός

Σχεδιάσαμε αυτόν τον κώδικα για να βοηθήσει το arduino να λειτουργεί με τον αισθητήρα DHT11 και λειτουργεί με τον αναγνώστη καρτών SD. Είχαμε κάποια προβλήματα να λειτουργήσει, αλλά αυτός ο κωδικός που συνδέεται είναι το τελικό προϊόν μας που λειτούργησε σωστά.

Βήμα 5: Ανάλυση δεδομένων

Το συνδεδεμένο βίντεο δείχνει το CubeSat κατά τη διάρκεια των δοκιμών κούνησης σε αργή κίνηση για να μάθετε πόσες φορές η πλατφόρμα κινήθηκε μπρος -πίσω κατά τη διάρκεια των 30 δευτερολέπτων. Ο δεύτερος σύνδεσμος δείχνει όλα τα δεδομένα που συλλέξαμε από τις δοκιμές ανακίνησης, τόσο τη δοκιμή Χ όσο και τη δοκιμή Υ, και από την τροχιακή δοκιμή, όπου το CubeSat περιστράφηκε για 30 δευτερόλεπτα.

Η πρώτη στήλη δείχνει τη θερμοκρασία κάθε δοκιμής και η δεύτερη στήλη δείχνει την πίεση κατά τη διάρκεια κάθε δοκιμής.

Βήμα 6: Φυσική

Μέσα από αυτό το έργο, μάθαμε για την Κεντρομόλο κίνηση. Χρησιμοποιήσαμε τραπέζι ανακίνησης και προσομοιωτή πτήσης για να πάρουμε τα δεδομένα που χρειαζόμασταν. Οι άλλες δεξιότητες που μάθαμε είναι η κωδικοποίηση, η επίλυση προβλημάτων και η δημιουργία.

Περίοδος: 20 δευτερόλεπτα - Ο χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρωθεί ένας κύκλος.

Συχνότητα: 32 φορές - Πόσες φορές το cubesat ανακινήθηκε σε ένα λεπτό.

Ταχύτητα: 1,54 m/s - Ο ρυθμός κίνησης σε συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Επιτάχυνση: 5,58 m/s2 - Όταν αλλάζει η ταχύτητα ενός αντικειμένου.

Κεντρομόλος δύναμη: 0,87 Ν - Η δύναμη ενός αντικειμένου σε μια κυκλική διαδρομή.

Βήμα 7: Συμπέρασμα

Συνολικά, αυτό το έργο μας δίδαξε πολλά. Μάθαμε δεξιότητες που δεν πιστεύαμε ότι θα μπορούσαμε να έχουμε. Μάθαμε πώς να δουλεύουμε νέα μηχανήματα όπως έναν 3D εκτυπωτή, dremel και ένα τρυπάνι. Οι πρακτικές ασφάλειας που χρησιμοποιήσαμε ήταν επιφυλακτικές και συνεργάστηκαν. Ως ομάδα, έπρεπε να συνεργαστούμε για να δημιουργήσουμε ένα λειτουργικό έργο και να αντιμετωπίσουμε όλα τα προβλήματα που αντιμετωπίσαμε.