CubeSat อุณหภูมิและความชื้น: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

นี่คือ CubeSat ของเรา เราตัดสินใจว่าเราต้องการวัดอุณหภูมิและความชื้นเพราะเราอยากรู้เกี่ยวกับสภาวะในอวกาศ เราพิมพ์โครงสร้าง 3 มิติของเราและพบวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการสร้างแบบจำลองนี้ เป้าหมายของเราคือการสร้างระบบที่สามารถวัดอุณหภูมิและความชื้นได้ ข้อจำกัดของโครงการนี้คือขนาดและน้ำหนัก ขนาดมีความท้าทายเพราะเราต้องใส่ส่วนประกอบทั้งหมดลงในลูกบาศก์และส่วนประกอบทั้งหมดต้องทำงานอย่างถูกต้อง ขนาดต้องเป็น 10 ซม. x 10 ซม. x 10 ซม. และมีน้ำหนักเพียง 1.33 กิโลกรัมเท่านั้น ด้านล่างนี้คือภาพร่างเริ่มต้นและร่างสุดท้ายของเรา สิ่งเหล่านี้ทำให้เรามีความคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เรากำลังสร้างและเราจะดำเนินการอย่างไร

ขั้นตอนที่ 1: โครงสร้าง

ขั้นแรก เราเริ่มต้นโครงการด้วยโครงสร้างการพิมพ์ 3 มิติ เราพิมพ์ 3D ฐาน 4 CubeSat, 2 ด้าน Ardusat, 2 ฐาน Ardusat และ 1 ฐาน Arduino เราเข้าถึงไฟล์ STL เหล่านี้ผ่าน https://www.instructables.com/id/HyperDuino-based-CubeSat/ เราพิมพ์โดยใช้ Lulzbot Taz กับ Polymaker "PolyLite PLA", True black 2.85mm.

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบโครงสร้าง

หลังจากที่เราพิมพ์ 3 มิติ เราต้องประกอบชิ้นส่วนต่างๆ เราใช้สกรูสีเงินเพื่อเพิ่มความสูงให้กับจาน จากนั้นเราก็ใช้สกรูสีดำประกอบด้านเข้าด้วยกัน

• สกรูยาวสีเงิน: #8-32 x 1-1/4 นิ้ว สกรูหัวทรัสผสมสังกะสีชุบเครื่อง
• สกรูสีดำ: #10-24 สกรูหัวจมสเตนเลสสตีลออกไซด์สีดำ

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ

เซ็นเซอร์ DHT11

• ขวาสุด - GND
• ข้ามหนึ่งพิน
• พินถัดไป - 7 digital
• ซ้ายสุด - 5V

เครื่องอ่าน SD

• ชุดเฟอร์ด้านขวา - พินดิจิตอล 4
• พินถัดไป - พินดิจิตอล 13
• พินถัดไป - พินดิจิตอล 11
• พินถัดไป - พินดิจิตอล 12
• พินถัดไป - 5V
• พินซ้ายสุด - GND

ขั้นตอนที่ 4: รหัส

เราออกแบบโค้ดนี้เพื่อช่วยให้ Arduino ทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์ DHT11 และทำงานร่วมกับเครื่องอ่านการ์ด SD เรามีปัญหาบางอย่างในการทำงาน แต่โค้ดนี้เชื่อมโยงเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ทำงานอย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 5: การวิเคราะห์ข้อมูล

วิดีโอที่เชื่อมโยงแสดง CubeSat ของเราในระหว่างการทดสอบการสั่นแบบสโลว์โมชั่น เพื่อค้นหาว่าแพลตฟอร์มเคลื่อนที่ไปมากี่ครั้งในช่วง 30 วินาที ลิงก์ที่สองแสดงข้อมูลที่รวบรวมทั้งหมดของเราจากการทดสอบการสั่น ทั้งการทดสอบ X และการทดสอบ Y และจากการทดสอบการโคจร โดยที่ CubeSat ถูกเหวี่ยงไปมาเป็นเวลา 30 วินาที

คอลัมน์แรกแสดงอุณหภูมิของการทดสอบแต่ละครั้ง และคอลัมน์ที่สองแสดงแรงดันระหว่างการทดสอบแต่ละครั้ง

ขั้นตอนที่ 6: ฟิสิกส์

จากโครงงานนี้ เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่สู่ศูนย์กลาง เราใช้โต๊ะสั่นและโปรแกรมจำลองการบินเพื่อรับข้อมูลที่เราต้องการ ทักษะอื่นๆ ที่เราได้เรียนรู้คือการเขียนโค้ด การแก้ปัญหา และการสร้าง

ระยะเวลา: 20 วินาที - ระยะเวลาที่จำเป็นในการดำเนินการรอบ

ความถี่: 32 ครั้ง - เขย่าลูกบาศก์กี่ครั้งในหนึ่งนาที

ความเร็ว: 1.54 m/s - อัตราการเคลื่อนที่ในทิศทางเฉพาะ

อัตราเร่ง: 5.58 ม./วินาที2 - เมื่อความเร็วของวัตถุเปลี่ยนแปลง

แรงสู่ศูนย์กลาง: 0.87N - แรงของวัตถุในเส้นทางวงกลม

ขั้นตอนที่ 7: บทสรุป

โดยรวมแล้ว โครงการนี้สอนเรามากมาย เราเรียนรู้ทักษะที่เราไม่คิดว่าจะมีได้ เราได้เรียนรู้การทำงานเครื่องจักรใหม่ๆ เช่น เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เดรเมล และสว่าน แนวปฏิบัติด้านความปลอดภัยที่เราใช้นั้นระมัดระวังและทำงานร่วมกัน ในฐานะทีม เราต้องทำงานร่วมกันเพื่อสร้างโครงการที่ใช้งานได้และทำงานผ่านปัญหาทั้งหมดที่เราพบ