Cách lắp ráp Arduino để chụp ảnh Bởi: Sydney, Maddy và Magdiel: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Mục tiêu của chúng tôi là lắp ráp Arduino và Cubesat có thể chụp ảnh sao Hỏa mô phỏng hoặc sao Hỏa thực. Mỗi nhóm được cung cấp các hạn chế dự án: không lớn hơn 10x10x10 cm, trọng lượng không quá 3 lbs. Hạn chế của nhóm cá nhân của chúng tôi là không thêm bất kỳ cảm biến nào khác hoặc thay đổi ý tưởng ban đầu về dự án của chúng tôi.

Bước 1: Thu thập vật liệu

1) Bạn sẽ cần mua một ArduCam tương thích với Arduino Uno. Chúng tôi đã mua trên Amazon và mẫu chính xác mà chúng tôi đã mua là: Arducam Mini Module Camera Shield với OV2640 Ống kính 2 megapixel cho Bảng Arduino UNO Mega2560 (liên kết trên Amazon sẽ không sao chép nhưng hãy nhập tên chính xác đó vào và nó phải là liên kết đầu tiên trên trang)

2) Xây dựng Cubesat. Trong dự án của mình, chúng tôi sử dụng máy in 3D để in ra một Cubesat đã được thiết kế sẵn. Không quan trọng bạn sử dụng thiết kế nào. Nếu bạn không có tùy chọn in 3D, bạn cũng có thể lắp ráp nó bằng nhiều vật phẩm khác nhau như gậy hình liềm, gậy, gỗ khác, v.v. Nếu bạn không lắp ráp Arduino để đưa vào Cubesat, hãy bỏ qua bước này. (Chúng tôi sẽ giải thích cách chúng tôi tạo ra Cubesat ở bước 3)

3) Nhận Arduino. Chúng tôi đã sử dụng Arduino Uno tương thích với Arducam.

4) Tập hợp dây. Bạn sẽ cần 8 dây đực đến cái và 4 dây đực. Màu sắc không quan trọng nhưng các màu khác nhau có thể giúp bạn ngăn nắp.

Bước 2: Kết nối dây

Lấy 8 dây đực với cái và kết nối đầu cái với các ngạnh bạc trên Arducam. Nó sẽ là một sự phù hợp chặt chẽ nhưng tất cả họ sẽ tiếp tục với một số kiên nhẫn.

Chúng tôi sẽ đề cập đến các màu mà chúng tôi đang sử dụng đi từ phải sang trái bắt đầu bằng màu xám.

1) Kết thúc màu xám đến A5

2) Kết thúc màu trắng cho A4

3) Đầu đen đến 5V

4) Màu xanh lá cây quân đội kết thúc với GND

5) Kết thúc màu đỏ đến 13

6) Màu cam kết thúc đến 12

7) Màu vàng kết thúc đến 11-

8) Màu xanh lá cây kết thúc đến 7

Bước 3: Lắp ráp Cubesat

Đối với dự án của chúng tôi, chúng tôi đã in 3D Cubesat của chúng tôi. Nếu bạn không có quyền truy cập vào máy in 3D thì có nhiều tùy chọn khác để xây dựng như gậy Popsicle, legos, kim loại, v.v.

Trên đây là các liên kết stl mà chúng tôi đã sử dụng và tải xuống để in ra Cubesat của chúng tôi cùng với một ví dụ hình ảnh. Để truy cập các liên kết, hãy nhấp vào liên kết ảnh và nó sẽ đưa bạn đến một trang khác, khi trên trang kia, hãy nhấp vào liên kết nhỏ ở góc dưới cùng bên trái và nó sẽ tải xuống máy tính của bạn.

Để gắn tấm trên và tấm dưới cùng, chúng tôi đã vặn ba lỗ trên đó và hình ảnh sẽ được hiển thị ở trên. Khi in 3D, nó bắt đầu với một lớp mỏng ở phía dưới và chúng tôi quyết định giữ nó thay vì cắt nó ra và gắn miếng dưới cùng nhưng sự lựa chọn là của bạn. Với thiết kế hoàn chỉnh của chúng tôi, chúng tôi quyết định cắt bỏ những phần thừa lộn xộn để dọn dẹp giao diện tốt hơn một chút.

Nếu bạn quyết định xây dựng Cubesat của mình theo một cách khác, có thể cần phải xây dựng một giá đỡ cho Arduino.

Bước 4: Thiết lập mã

1) Mở Arduino / Genuino Uno trên máy tính

2) Tải xuống mã từ Arducam.com và sử dụng spi cam và tải xuống thư viện đính kèm

a) Mở Arducam.com

b) Nhấn trượt cam gián điệp trên trang chủ

c) Ở bên trái của phần mềm nhấn trang

d) Trong phần mềm, nhấn liên kết Mã nguồn Github và tải xuống 3 tệp trên trang đó

github.com/ArduCAM/RaspberryPi/tree/master…

3) Mở Arduino / Genuino Uno và tải tệp spi lên chương trình

4) Đảm bảo rằng dây usb của bạn đã được cắm vào Arduino và máy tính

5) Mở thư viện mà bạn đã tải xuống trang

6) Nhấn vào nút có nội dung "tải lên" trên đầu trang

Nếu bạn muốn mở Máy chủ Arducam chỉ là một video liên tục từ máy ảnh, hãy chuyển đến thư viện đã tải xuống và mở nút Máy chủ Arducam

Bước 5: Bảo mật Arduino

Các Cubesats được chế tạo để gửi trong không gian và điều đó có nghĩa là phải di chuyển nhiều nơi. Arduino và Máy ảnh của bạn cần được bảo mật hết mức có thể để không có gì bị hỏng trên đường đến sao Hỏa, hoặc trong trường hợp của chúng tôi, trong bài kiểm tra rung.

Thực sự không có cách nào hoàn hảo để thực hiện bước này và bạn có thể sẽ có cách tốt hơn những gì chúng tôi đã làm nhưng đây là ví dụ của chúng tôi:

1) Lấy Arduino và tìm một khoảng trống tốt ở dưới cùng của Cubesat của bạn hoặc trên giá nếu bạn quyết định làm một cái

2) Tạo một vòng băng (sử dụng băng Duct mặc dù nó không có trong hình, chúng tôi đã hết) và dán nó vào dưới cùng của Arduino

3) Nhấn Arduino và bong bóng băng và nhấn mạnh vào vị trí an toàn mà bạn đã thực hiện trong Cubesat của mình

4) Nếu bạn cảm thấy Arduino không hoàn toàn an toàn, hãy thêm một miếng băng lên trên để bảo vệ thêm

5) Tìm một vị trí tốt cho ArduCam của bạn

6) Cố định máy ảnh bằng băng dính theo cách tốt nhất mà bạn thấy phù hợp. Trong hình của chúng tôi, nó cho thấy rằng chúng tôi đã lấy hai miếng ở trên và dưới và làm cho chúng đủ dài để quấn quanh các miếng nhựa

Bước 6: Kiểm tra

Thử nghiệm bay và lắc

Để đảm bảo rằng Arduino của bạn được đảm bảo an toàn, bạn có thể thực hiện kiểm tra độ rung và kiểm tra độ rung nhưng nó là tùy chọn. Trong lớp học của chúng tôi, chúng tôi có hai máy để kiểm tra Cubesat nhưng bạn có thể không có tùy chọn. Chúng tôi sẽ có một đoạn video về các thử nghiệm của chúng tôi ở trên.

Đối với bài kiểm tra bay, bạn cần sử dụng dây để kết nối từ Cubesat với máy. Chúng tôi quấn dây qua bốn lỗ trên các mặt đối diện của Cubesat. Chúng tôi khuyên bạn nên tạo chuỗi dài hơn vì chúng tôi đã phải bù đắp cho nó và thêm nhiều chuỗi hơn. Khi chúng tôi gắn dây, chúng tôi đặt nó ở phía đối diện của máy ảnh để máy ảnh luôn hướng xuống để có được một cái nhìn tốt hơn. Bạn sẽ dùng một chiếc móc để gắn dây vào máy. Sau khi dây được gắn vào, bạn sẽ bật máy và từ từ nhận hết công suất và để máy quay trong 30 giây.

Đối với các bài kiểm tra rung lắc, bạn sẽ đặt Cubesat vào một hộp nhỏ và từ từ để nó hoạt động hết công suất. Có hai bài kiểm tra độ rung, vì vậy lần thứ hai bạn sẽ phải ghi lại nó nhưng nó sẽ có cùng một khái niệm. Lặp lại những gì bạn đã làm trước đó và thực hiện trong 30 giây.

Bước 7: Chiếu vật lý

T: (2/1) giây / chu kỳ

Mất 2 giây để bay trên quỹ đạo thử nghiệm chuyến bay.

f: (.5 / 1) chu kỳ / giây

Trong thử nghiệm, nó có thể thực hiện 0,5 chu kỳ trong một giây.

V: 2,29 m / s

Vận tốc của chuyển động vệ tinh là 2,29 m / s, điều này được tính bằng cách lấy đường kính (1,46 cm) và nhân với số pi rồi chia cho thời gian (2/1 giây / chu kỳ). Vận tốc là tốc độ của Cubesat khi nó đang bay trong vòng thử nghiệm bay.

Ac: 7,18 m / s ^ 2

Gia tốc là 7,18 m / s ^ 2 được tính bằng bình phương vận tốc (2,29 m / s) và chia cho bán kính (0,73 cm). Gia tốc là sự thay đổi tốc độ của Cubesat khi nó đang trong bài kiểm tra

Fc: 1069,44 N

Lực hướng tâm được tính bằng cách lấy khối lượng (148,87 g) nhân với bình phương vận tốc và chia cho bán kính (0,73 cm). Lực hướng tâm là lực tác dụng lên Cubesat khi nó chuyển động theo đường tròn, giữ nó trên đường chung trong khi Fc chuyển động vào trong.

Bước 8: Kết luận

Đây là tất cả các bước mà chúng tôi đã thực hiện để lắp ráp một chiếc Cubesat và viết mã một arduino để chụp ảnh sao Hỏa hoặc bất kỳ vật thể nào khác mà bạn muốn. Trong Tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi bao gồm các phép đo và tính toán chính xác của chúng tôi, nhưng ở nhà, kết quả của bạn có thể khác. Mặc dù dự án của chúng tôi có một vài khúc mắc trên đường, nhưng chúng tôi đã thực hiện mục tiêu của mình là làm cho chúng suôn sẻ và làm cho dự án này trở nên đơn giản nhất có thể đối với bất kỳ ai khác.