Cách tạo CubeSat với Arduino Với Arducam: 9 bước

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

Trong hình đầu tiên, chúng ta có một Arduino và nó được gọi là "Arduino Uno."

Trong hình thứ hai, chúng ta có một Arducam, và nó được gọi là "Arducam OV2640 2MP mini."

Cùng với hình thứ hai, là các vật liệu bạn sẽ cần để nối Arduino và Arducam. Bạn sẽ cần ít nhất 10 dây, một Arducam và một Arduino.

Trong hình thứ ba, chúng ta có Sơ đồ đấu dây Arduino mà bạn sẽ sử dụng để nối dây Arduino.

~ Đây là những thứ bạn sẽ cần để bắt đầu nối dây Arduino.

~ Dhruvi

Bước 1: Nghiên cứu thiết kế cho CubeSat

1.) Nghiên cứu về CubeSats và tìm một thiết kế CubeSat mà bạn thích. Đảm bảo rằng thiết kế bạn chọn có tệp stl (còn gọi là tệp in).

2.) Khi bạn tìm thấy thiết kế có tệp.stl, hãy đảm bảo rằng bạn có ổ đĩa flash bên mình, để bạn có thể tải xuống tệp stl.

3.) Nếu bạn gặp khó khăn trong việc tìm kiếm một thiết kế, chúng tôi đã sử dụng thiết kế này:

~ Esther Kilishek

Bước 2: In 3D CubeSat

1.) Nếu bạn chưa quen với máy in 3D, đây là không gian hòa trộn chứa các video sẽ giúp bạn tìm ra cách sử dụng máy in thoải mái hơn:

2.) Khi bạn đã quen với máy in, hãy đảm bảo tải xuống phần mềm Cura:

www.lulzbot.com/cura

3.) Sau khi tải xuống, hãy cắm máy tính vào máy in 3D. Sau đó rửa sạch bản in và dùng keo dính quét một lớp keo để mực bám vào bản in.

4.) Sau khi bạn đổ mực vào hộp mực, hãy bật máy in 3D và đợi cho đến khi máy in được khởi động.

5.) Sau đó, bạn đợi nó in nhưng hãy nhớ quay lại và xem các mảnh của CubeSat nếu bạn đã in nó thành nhiều phần. Nếu bạn đang in nhiều phần, hãy đảm bảo rằng bạn bôi keo trước khi bắt đầu in phần tiếp theo.

6.) Sau khi tất cả các bộ phận được in xong, tắt máy in và làm sạch đĩa cho nhóm tiếp theo.

~ Esther Kilishek

Bước 3: Nối Arducam và Arduino

- Khi kết nối ArduCam với Arduino bạn sẽ cần 8 dây. đỏ, 2 màu xanh, trắng, cam, nâu, vàng và đen.

1.) Cắm một bên của dây màu vàng vào khe cắm đầu tiên trên ArduCam và bên kia vào Arduino tại A5 ở phía bên trái của vi điều khiển (AKA là bộ não của Arduino).

2.) Sau đó, lấy một bên của dây màu nâu và cắm nó vào ArduCam ngay bên cạnh dây màu vàng. Đặt cạnh còn lại của dây nâu vào A4 ngay cạnh dây vàng.

3.) Sau đó lấy một bên của dây màu đỏ và cắm vào ArduCam ngay bên cạnh dây màu nâu. Sau đó lấy đầu dây đỏ bên kia cắm vào 5V bên não trái.

4.) Sau đó lấy một bên của dây màu trắng và cắm nó vào bên cạnh dây màu đỏ trong ArduCam. Lấy phía bên kia của dây màu trắng và cắm nó vào Arduino tại GND ở phía bên trái của não bộ.

5.) Sau đó lấy một bên của dây đen và cắm nó vào ArduCam ngay bên cạnh dây trắng. Lấy mặt còn lại của dây đen và cắm vào chân 13 trong các chân Kỹ thuật số.

6.) Lấy dây màu xanh đầu tiên và cắm nó vào ArduCam ngay bên cạnh dây màu đen. Lấy mặt còn lại của sợi dây màu xanh lam đó và cắm vào chân số 12.

7.) Lấy dây màu xanh lam cuối cùng và cắm nó vào ArduCam ngay bên cạnh dây màu xanh lam thứ nhất. Sau đó lấy đầu còn lại của sợi dây màu xanh dương đó và cắm vào chân số 11.

8.) Sau đó, cuối cùng lấy dây màu cam và cắm một bên vào ArduCam ngay bên cạnh dây màu xanh thứ 2. Sau đó lấy mặt còn lại của dây màu cam vào chân số 10.

9.) Vì vậy, cuối cùng bạn sẽ có ArduCam của mình được kết nối chính xác với Arduino. Khi bạn đã có dây, hãy cắm nó vào cáp USB. Sau đó cắm đầu kia của cáp USB vào máy tính của bạn và bắt đầu nghiên cứu mã.

~ Britnee Miller

Bước 4: Nghiên cứu mã cho Arduino & ArduCam dựa trên mục tiêu dự án của bạn

1.) Khi lấy mã cho arducam, hãy truy cập https://github.com/ArduCam/Arduino. Sau đó nhấp vào nút Sao chép hoặc Đã tải xuống ở phía bên phải của màn hình (nó sẽ có màu xanh lục). Sau khi tải xuống, bạn cần lưu nó vào các tệp chương trình (x86) trong O-Drive. Đảm bảo rằng bạn gắn nhãn nó là Mã Arducam.

2.) Khi bạn đã lưu tệp, hãy mở Arduino IDE. Sau khi IDE được mở, hãy chuyển đến Sketch ở đầu trang, sau đó Bao gồm Thư viện. Sau đó, nhấp vào thêm Thư viện Zip. Sau khi bạn làm tất cả những điều đó, nó sẽ đưa bạn đến các tệp của bạn. Sau khi chúng được mở, hãy chuyển đến O-Drive của bạn và mở tệp Chương trình (x86). Sau đó nhấp vào tệp Mã Arduino mà bạn vừa lưu vào máy tính của mình.

3.) Sau khi bạn đã làm điều đó, sau đó mở IDe sao lưu lại. Bấm Tệp> Ví dụ. Sau đó, cuộn xuống tất cả các con đường cho đến khi bạn thấy arducam. Sau đó, nó sẽ đưa bạn đến tệp đó. Khi tệp đó được mở, bạn sẽ đi tới Mini> Examples> ArduCAM_Mini_2MP_Plus_VideoStreaming.inodata. Khi bạn đã nhấp vào, nó sẽ mở trong Arduino IDE. khi bạn thấy mã trong IDE, hãy nhấn Xác minh. Nếu có bất kỳ lỗi nào thì bạn đã làm sai điều gì đó. Quay lại và đọc từng bước này. Nếu bạn không có lỗi thì hãy nhấn tải lên.

4.) Khi bạn đã tải mã lên Arduino của mình, hãy truy cập: files> O-Drive> Program Files> Arduino> Libraries> Arducam> Examples> Host_App> ArduCam_host_V2.0_Windows> Arducam_Host_V2

~ Britnee Miller

Bước 5: Kết nối Arduino với Kệ và Sau đó với CubeSat

Đầu tiên, khoan các lỗ ở dưới cùng của CubeSat. Trên CubeSat của chúng tôi, có 4 trụ cột mà chúng tôi đã khoan vào. Hãy chắc chắn rằng bạn đảm bảo rằng con vít bạn đang sử dụng phù hợp với lỗ bạn tạo. Chúng tôi đã khoan 3 lỗ một cảm giác nó đủ chắc chắn nhưng nếu bạn cảm thấy cần chắc chắn hơn, bạn có thể khoan nhiều lỗ hơn.

Tiếp theo, đánh dấu vị trí các lỗ bạn đã khoan trên CubeSat sẽ nằm trên giá sao cho các lỗ trên cả giá và CubeSat khớp với nhau sau khi bạn khoan.

Bây giờ đã đến lúc khoan những lỗ mà bạn vừa đánh dấu trên giá.

Bây giờ là lúc để khoan các lỗ mà bạn vừa đánh dấu trên giá. Sau đó, bạn cần chuẩn bị sẵn sàng để vặn Arduino lên giá. Đầu tiên đánh dấu vị trí khoan giá để cố định Arduino. Chắc hẳn đã có những lỗ hổng trong Arduino. Chỉ cần xếp Arduino ở nơi bạn muốn trên giá và đánh dấu vị trí các lỗ thẳng hàng với nó.

Bây giờ, hãy khoan các lỗ bạn đã đánh dấu.

Tiếp theo, vặn Arduino vào giá và cố định các vít bằng cách đặt các bu lông ở phía bên kia của vít.

Sau đó, vặn giá đỡ vào CubeSat.

Bây giờ, gắn Arducam vào cạnh CubeSat bằng dây cao su

~ Emma Robertson

Bước 6: Đặt CubeSat lại với nhau

Đầu tiên, siêu keo các góc của CubeSat nơi bạn sẽ vặn vào.

Sau đó, đóng một chiếc đinh vào keo siêu dính và đảm bảo lỗ đủ lớn cho loại vít bạn đang sử dụng. Nếu bạn vẫn chưa tìm ra, đây là cách bạn sẽ vặn các CubeSat lại với nhau.

Tiếp theo, vặn các CubeSat lại với nhau.

Bây giờ, bạn ĐÃ LÀM!

~ Emma Robertson

Bước 7: Kiểm tra sơ bộ

Kiểm tra chuyến bay:

Để tìm dữ liệu cho chuyến bay, chúng tôi phải đảm bảo CubeSat được kết hợp với nhau. Sau đó, chúng tôi phải đính kèm một chuỗi. Độ dài của dây là do bạn lựa chọn, tuy nhiên chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng.58 -,78 mét. Sau đó, chúng tôi buộc dây vào đầu CubeSat của chúng tôi để máy ảnh trong khối lập phương đang nhìn xuống một góc. Khi sợi dây đã được buộc, chúng tôi đưa nó đến Orbiter và kết nối phía bên kia của sợi dây với một chiếc carabiner bằng cách buộc nó. sau đó chúng tôi phải bật Variac. Khi Variac đã được bật, chúng tôi phải chuyển tốc độ lên khoảng 125 trong 30 giây. Đảm bảo ghi lại quá trình bay thử ở chế độ chuyển động chậm. Bài kiểm tra bay được sử dụng để giúp dự đoán CubeSat sẽ làm gì trong bài kiểm tra thu thập dữ liệu cuối cùng.

Kiểm tra lắc:

Để tìm dữ liệu cho bài kiểm tra rung lắc, chúng tôi phải đảm bảo rằng CubeSat đã được kết hợp với nhau. Sau đó, chúng tôi mang nó qua bàn lắc và đặt nó vào bên trong hộp được gắn bằng kẹp chất kết dính. Sau đó, chúng tôi bật máy bàn lắc. Để bàn bắt đầu lắc, chúng tôi phải vặn núm lên đến 25 vôn trong 30 giây. Đảm bảo rằng bạn ghi CubeSat của mình trên bàn lắc theo chuyển động chậm để bạn có thể tìm được vận tốc của lắc. Để tìm vận tốc của CubeSat, bạn phải lấy khoảng cách chia cho thời gian. Vậy khoảng cách sẽ là bao nhiêu lần khối lập phương lắc qua lắc lại. Sau đó, chia nó cho khoảng thời gian bạn để nó lắc, sẽ là 30 giây. Vì vậy, dữ liệu của bạn sẽ giống như sau: 108 (khoảng thời gian nó lắc qua lại) / 30 (giây) = 3,6. Vận tốc của CubeSat của chúng tôi là 3,6 mét / giây.

Mô phỏng không gian:

Để có được dữ liệu cho mô phỏng không gian, chúng tôi phải đảm bảo rằng chúng tôi có nguồn cho Arduino trước khi đưa nó vào máy. Sau đó, chúng tôi đặt nó trên trình mô phỏng không gian và bật nó lên. Khi trình giả lập được bật, chúng tôi phải đặt nó ở mức rung 40%. Điều đó có nghĩa là, nó lắc khối lập phương qua lại giống như trong không gian, đó là một mô phỏng mô phỏng cách nó hoạt động trong không gian. Điều này xác định là khi nguồn điện cho Arduino vẫn được kết nối sau khi lắc. Chúng tôi phải để nó tiếp tục trong một phút.

~ Dhruvi Patel

Bước 8: Thu thập dữ liệu cuối cùng (Phân tích)

Để có được dữ liệu cuối cùng, chúng tôi đã sử dụng dây USB dài 15 feet và cắm nó vào cổng USB. Chúng tôi đã sử dụng cáp dài 15 foot, để thu thập dữ liệu, chúng tôi kết nối một đầu với máy tính và đầu kia với Arduino. Sau đó, giống như thử nghiệm bay sơ bộ, chúng tôi nối nó với một chiếc carabiner và để nó quay trong 30 giây trên khoảng 125 (Variac).

Và đây là những gì chúng tôi đo được:

Thời gian- 1 giây (cho mỗi lần quay)

Bán kính- 0,30 mét

Khối lượng- 0,12 kg

Tần số- 1 hertz (1 vòng quay mỗi giây)

Vận tốc- 1,88 mét mỗi giây

Lực căng - 0,8771 newton (N)

Gia tốc hướng tâm- 11,78 mét trên giây bình phương

Lực hướng tâm- 1.41376 Newton (N)

~ Dhruvi Patel

~ Esther Kilishek

~ Emma Robertson

~ Britnee Miller

Bước 9: Kết thúc

Vì vậy, kết luận từ

Britnee Miller

Dhruvi Patel

Emma Robertson

Esther Kilishek

Tất cả chúng tôi hy vọng bạn có nhiều niềm vui như chúng tôi đã làm dự án này