So bauen Sie einen CubeSat mit einem Arduino mit einem Arducam - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Im ersten Bild haben wir ein Arduino und es heißt "Arduino Uno".

Im zweiten Bild haben wir eine Arducam, und sie heißt "Arducam OV2640 2MP mini".

Zusammen mit dem zweiten Bild gibt es die Materialien, die Sie benötigen, um das Arduino und das Arducam zu verdrahten. Sie benötigen mindestens 10 Drähte, ein Arducam und ein Arduino.

Im dritten Bild haben wir das Arduino-Schaltbild, mit dem Sie das Arduino verdrahten.

~ Dies sind die Elemente, die Sie benötigen, um mit der Verdrahtung des Arduino zu beginnen.

~ Dhruvi

Schritt 1: Forschungsdesign für CubeSat

1.) Recherchiere über CubeSats und finde ein CubeSat-Design, das dir gefällt. Stellen Sie sicher, dass das von Ihnen gewählte Design eine STL-Datei (auch bekannt als Druckdatei) enthält.

2.) Wenn Sie ein Design mit einer.stl-Datei gefunden haben, stellen Sie sicher, dass Sie ein Flash-Laufwerk bei sich haben, damit Sie die stl-Datei herunterladen können.

3.) Wenn Sie Schwierigkeiten haben, ein Design zu finden, haben wir dieses Design verwendet:

~ Esther Kilishek

Schritt 2: 3D-Druck CubeSat

1.) Wenn Sie mit dem 3D-Drucker noch nicht vertraut sind, finden Sie hier einen Mischbereich mit Videos, die Ihnen helfen, sich mit dem Drucker vertrauter zu machen:

2.) Sobald Sie mit dem Drucker vertraut sind, laden Sie die Cura-Software herunter:

www.lulzbot.com/cura

3.) Schließen Sie den Computer nach dem Herunterladen an den 3D-Drucker an. Anschließend die Druckplatte reinigen und mit einem Klebestift eine Schicht Leim auftragen, damit die Farbe an der Platte haften bleibt.

4.) Nachdem Sie die Tinte in die Patrone gefüllt haben, schalten Sie den 3D-Drucker ein und warten Sie, bis der Drucker aufgewärmt ist, um zu starten.

5.) Dann warten Sie, bis es gedruckt ist, aber kommen Sie unbedingt zurück und sehen Sie sich die Teile des CubeSat an, wenn Sie ihn in mehreren Teilen gedruckt haben. Wenn Sie in mehreren Teilen drucken, stellen Sie sicher, dass Sie Klebstoff auftragen, bevor Sie mit dem Drucken des nächsten Teils beginnen.

6.) Nachdem alle Teile gedruckt sind, schalten Sie den Drucker aus und reinigen Sie die Platte für die nächste Gruppe.

~ Esther Kilishek

Schritt 3: Arducam und Arduino verdrahten

- Wenn Sie die ArduCam mit dem Arduino verbinden, benötigen Sie 8 Drähte. rot, 2 blau, weiß, orange, braun, gelb und schwarz.

1.) Stecken Sie die eine Seite des gelben Kabels in den ersten Steckplatz der ArduCam und die andere Seite in den Arduino bei A5 auf der linken Seite des Mikrocontrollers (AKA das Gehirn des Arduino).

2.) Nehmen Sie dann eine Seite des braunen Kabels und stecken Sie es direkt neben dem gelben Kabel in die ArduCam. Stecken Sie die andere Seite des braunen Kabels in A4 direkt neben dem gelben Kabel.

3.) Nehmen Sie dann die eine Seite des roten Kabels und stecken Sie es direkt neben das braune Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie dann die andere Seite des roten Kabels und schließen Sie es an 5V auf der linken Seite des Gehirns an.

4.) Nehmen Sie dann die eine Seite des weißen Kabels und stecken Sie es neben das rote Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie die andere Seite des weißen Kabels und stecken Sie es in den Arduino bei GND auf der linken Seite des Gehirns.

5.) Nehmen Sie dann die eine Seite des schwarzen Kabels und stecken Sie es direkt neben dem weißen Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie die andere Seite des schwarzen Kabels und stecken Sie es in Pin 13 der Digital-Pins.

6.)Nehmen Sie das erste blaue Kabel und stecken Sie es direkt neben dem schwarzen Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie die andere Seite dieses blauen Kabels und stecken Sie es in den digitalen Pin 12.

7.)Nehmen Sie das letzte blaue Kabel und stecken Sie es direkt neben das erste blaue Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie dann das andere Ende dieses blauen Kabels und stecken Sie es in den digitalen Pin 11.

8.) Dann nimm zum Schluss das orangefarbene Kabel und stecke eine Seite direkt neben dem 2. blauen Kabel in die ArduCam. Nehmen Sie dann die andere Seite des orangefarbenen Kabels in den digitalen Pin 10.

9.) Endlich haben Sie Ihre ArduCam richtig mit dem Arduino verkabelt. Sobald Sie es verkabelt haben, stecken Sie es in das USB-Kabel. Stecken Sie dann das andere Ende des USB-Kabels in Ihren Computer und beginnen Sie mit der Suche nach Code.

~ Britnee Miller

Schritt 4: Forschungscode für Arduino & ArduCam basierend auf Ihrem Projektziel

1.) Wenn Sie den Code für die arducam erhalten haben, gehen Sie zu https://github.com/ArduCam/Arduino. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Klonen oder Heruntergeladen auf der rechten Seite des Bildschirms (sie sollte grün sein). Sobald Sie es heruntergeladen haben, müssen Sie es in Ihren Programmdateien (x86) im O-Drive speichern. Stellen Sie sicher, dass Sie es mit Arducam-Code beschriften.

2.) Sobald Sie die Datei gespeichert haben, öffnen Sie die Arduino IDE. Sobald die IDE geöffnet ist, gehen Sie zu Sketch oben auf der Seite und dann zu Bibliothek einschließen. Klicken Sie dann auf Zip-Bibliothek hinzufügen. Sobald Sie alles getan haben, sollten Sie zu Ihren Dateien gelangen. Sobald sie geöffnet sind, gehen Sie zu Ihrem O-Drive und öffnen Sie die Programmdateien (x86). Klicken Sie dann auf die Arduino-Code-Datei, die Sie gerade auf Ihrem Computer gespeichert haben.

3.) Sobald Sie das getan haben, öffnen Sie IDe wieder. Klicken Sie auf Datei > Beispiele. Scrollen Sie dann ganz nach unten, bis Sie arducam sehen. Es führt Sie dann zu dieser Datei. Sobald diese Datei geöffnet ist, gehen Sie zu Mini>Examples>ArduCAM_Mini_2MP_Plus_VideoStreaming.inodata. Sobald Sie darauf geklickt haben, sollte es in der Arduino IDE geöffnet werden. Sobald Sie den Code in der IDE sehen, drücken Sie auf Verify. Wenn es Fehler gibt, haben Sie etwas falsch gemacht. Gehen Sie zurück und lesen Sie dies Schritt für Schritt. Wenn keine Fehler aufgetreten sind, klicken Sie auf Hochladen.

4.) Sobald Sie den Code auf Ihr Arduino hochgeladen haben, gehen Sie zu: files> O-Drive>Program Files> Arduino> Libraries> Arducam>Examples>Host_App>ArduCam_host_V2.0_Windows>Arducam_Host_V2

~ Britnee Miller

Schritt 5: Verbinden Sie Arduino mit dem Regal und dann mit dem CubeSat

Bohren Sie zuerst Löcher in die Unterseite des CubeSat. Auf unserem CubeSat gab es 4 Säulen, in die wir gebohrt haben. Stellen Sie sicher, dass die von Ihnen verwendete Schraube in das von Ihnen hergestellte Loch passt. Wir haben 3 Löcher gebohrt und gefühlt, dass es robust genug war, aber wenn Sie das Gefühl haben, dass es stabiler sein muss, können Sie mehr Löcher bohren.

Markieren Sie als nächstes, wo sich die Löcher, die Sie auf dem CubeSat gebohrt haben, im Regal befinden, damit die Löcher sowohl im Regal als auch im CubeSat nach dem Bohren miteinander übereinstimmen.

Jetzt ist es an der Zeit, die Löcher zu bohren, wo Sie gerade auf dem Regal markiert haben.

Jetzt ist es an der Zeit, die Löcher zu bohren, die Sie gerade im Regal markiert haben. Danach müssen Sie sich darauf vorbereiten, den Arduino auf das Regal zu schrauben. Markieren Sie zuerst, wo das Regal gebohrt werden soll, um das Arduino zu sichern. Es sollten bereits Löcher im Arduino sein. Richten Sie das Arduino einfach an der gewünschten Stelle im Regal aus und markieren Sie, wo die Löcher damit ausgerichtet sind.

Bohren Sie nun die markierten Löcher.

Als nächstes schrauben Sie das Arduino an das Regal und sichern Sie die Schrauben, indem Sie die Schrauben auf die andere Seite der Schraube setzen.

Danach das Regal mit dem CubeSat verschrauben.

Befestigen Sie nun die Arducam mit Gummibändern an der Seite des CubeSat

~ Emma Robertson

Schritt 6: Setzen Sie CubeSat zusammen

Kleben Sie zuerst die Ecken des CubeSats, in die Sie schrauben werden, mit Sekundenkleber auf.

Schlagen Sie dann einen Nagel in den Sekundenkleber und stellen Sie sicher, dass das Loch groß genug für die Art von Schraube ist, die Sie verwenden. Wenn Sie es noch nicht herausgefunden haben, schrauben Sie den CubeSat so zusammen.

Als nächstes schrauben Sie den CubeSat zusammen.

Jetzt sind Sie FERTIG!

~ Emma Robertson

Schritt 7: Vorläufige Tests

Flugtest:

Um die Daten für den Flug zu finden, mussten wir sicherstellen, dass der CubeSat zusammengebaut wurde. Dann mussten wir eine Schnur anbringen. Die Länge der Saite ist Ihre Wahl, wir empfehlen jedoch 0,58 - 0,78 Meter. Dann haben wir die Schnur oben an unserem CubeSat so befestigt, dass die Kamera im CubeSat schräg nach unten schaut. Sobald die Schnur gebunden war, haben wir sie zum Orbiter gebracht und die andere Seite der Schnur mit einem Karabiner verbunden, indem wir sie festgebunden haben. dann mussten wir den Variac einschalten. Sobald der Variac an war, mussten wir die Geschwindigkeit 30 Sekunden lang auf etwa 125 drehen. Stellen Sie sicher, dass Sie den Flugtest in Zeitlupe aufzeichnen. Der Flugtest wird verwendet, um vorherzusagen, was der CubeSat beim letzten Datenerfassungstest tun wird.

Schütteltest:

Um die Daten für den Shake-Test zu finden, mussten wir sicherstellen, dass der CubeSat zusammengebaut wurde. Dann brachten wir es zum Schütteltisch und steckten es in die Schachtel, die mit Bindeklammern befestigt war. Dann haben wir die Schütteltischmaschine eingeschaltet. Damit der Tisch anfängt zu wackeln, mussten wir den Drehknopf 30 Sekunden lang auf 25 Volt drehen. Stellen Sie sicher, dass Sie Ihren CubeSat auf dem Schütteltisch in Zeitlupe aufnehmen, damit Sie die Geschwindigkeit des Schüttelns ermitteln können. Um die Geschwindigkeit Ihres CubeSat zu ermitteln, müssen Sie die Distanz durch die Zeit dividieren. Der Abstand wäre also, wie oft der Cubesat hin und her geschüttelt wurde. Dann teilen Sie das durch die Zeit, die Sie schütteln lassen, die 30 Sekunden betragen sollte. Ihre Daten würden also so aussehen: 108 (Zeitdauer, in der sie hin und her geschüttelt wurden) /30 (Sekunden) = 3,6. Die Geschwindigkeit unseres CubeSat betrug 3,6 Meter pro Sekunde.

Weltraumsimulation:

Um die Daten für die Weltraumsimulation zu erhalten, mussten wir sicherstellen, dass unser Arduino mit Strom versorgt wurde, bevor wir ihn auf die Maschine setzten. Dann haben wir es auf den Weltraumsimulator gelegt und eingeschaltet. Sobald der Simulator eingeschaltet war, mussten wir ihn auf 40% Vibration stellen. Was das bewirkt, ist, dass es den Cubesat hin und her schüttelt, als wäre es im Weltraum, es ist eine Simulation, die simuliert, wie es im Weltraum funktionieren würde. Was dies bestimmt, ist, ob die Stromversorgung des Arduino nach dem Schütteln immer noch verbunden ist. Wir mussten es eine ganze Minute lang laufen lassen.

~ Dhruvi Patel

Schritt 8: Endgültige Datenerhebung (Analyse)

Um die endgültigen Daten zu erhalten, haben wir ein 15 Fuß langes USB-Kabel verwendet und es in den USB-Anschluss gesteckt. Wir benutzten das 15 Fuß lange Kabel, um Daten zu sammeln, wir schlossen ein Ende an einen Computer und das andere Ende an den Arduino an. Dann haben wir es wie beim vorläufigen Flugtest an einem Karabiner befestigt und 30 Sekunden lang auf etwa 125 (Variac) drehen lassen.

Und das haben wir gemessen:

Zeit - 1 Sekunde (für jede Drehung)

Radius - 0,30 Meter

Masse - 0,12 Kilogramm

Frequenz - 1 Hertz (1 Umdrehung pro Sekunde)

Geschwindigkeit - 1,88 Meter pro Sekunde

Zugkraft - 0,8771 Newton (N)

Zentripetale Beschleunigung - 11,78 Meter pro Sekunde im Quadrat

Zentripetalkraft - 1,41376 Newton (N)

~ Dhruvi Patel

~ Esther Kilishek

~ Emma Robertson

~ Britnee Miller

Schritt 9: Das Ende

Also zum Schluss von

Britnee Miller

Dhruvi Patel

Emma Robertson

Esther Kilishek

Wir hoffen alle, ihr habt genauso viel Spaß wie wir bei diesem Projekt