Studi Debu Arduino: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Bagaimana rasanya tinggal di Mars? Apakah udaranya bisa bernapas? Apakah aman? Berapa banyak debu yang ada? Seberapa sering badai? Pernah bertanya-tanya jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini?

Langkah 1: Pendahuluan

Nama kami adalah Christian, Brianna, dan Emma. Kami telah membahas banyak topik selama waktu kami di kelas fisika kami. Kami telah belajar tentang listrik, berbagai jenis gaya, roket, robotika, pemrograman, gerakan, dan banyak lagi.

Tujuan kami untuk proyek ini adalah membuat CubeSat fungsional, atau satelit mini untuk penelitian ruang angkasa, yang berisi sensor debu terprogram, untuk mempelajari lebih lanjut tentang pola badai debu di Mars.

CubeSat ini harus mampu menahan atmosfer Mars. Untuk menguji ketahanannya, ia menjalani uji goyang untuk memastikan CubeSat cukup kuat.

Kendala utama kami untuk proyek ini adalah persyaratan ukuran CubeSat. Kami memiliki banyak potongan dan kabel, dan sulit untuk memasukkan semuanya ke dalam. Kendala lain yang kami miliki adalah waktu. Kami memiliki banyak komponen yang tergabung, seperti membangun CubeSat, pemrograman, dan pengkodean. Teruslah membaca Instruksi kami untuk mempelajari lebih lanjut!

Langkah 2: Bahan

Untuk Arduino & Pemrograman:

1. Sensor Debu

2. Arduino Uno

3. Kabel HDMI

4. 2 Kabel

5. Pin

6. Komputer untuk Pemrograman

7. Kartu SD

8. Pemegang Kartu SD

9. Pembaca Kartu SD

10. Paket Baterai

11. Kabel Baterai

12. Papan roti*

13. Kapasitor 470uF*

Untuk CubeSat:

12. Stik Es Loli (minimal 120)

13. Pistol Lem Panas

14. Velcro

15. Alat Dremel

16. Amplas

Untuk Pengujian:

17. Handuk Kertas

18. Filter Kopi

20. Pemecah Kaca Besar

21. Sarung Tangan / Sarung Tangan Oven

22. Pemantik / korek api

Langkah 3: Alat yang Dibutuhkan dan Digunakan serta Praktik Keselamatan

- Alat pertama yang kami gunakan adalah pistol lem panas. Itu digunakan untuk merekatkan stik es krim kami bersama-sama saat membangun CubeSat kami. Berhati-hatilah agar lem tidak mengenai tangan Anda atau menyentuh nosel pistol, karena akan sangat panas.

- Kami juga menggunakan pemotong kawat untuk membuat lubang di CubeSat, sehingga sensor debu dapat mengumpulkan data. Alat ini bekerja dengan baik dengan stik es krim, dan mudah digunakan. Saat menggunakan alat ini, berhati-hatilah untuk tidak menjepit jari Anda atau memotong sesuatu yang tidak Anda maksudkan.

- Alat lain yang kami gunakan adalah amplas. Setelah memotong lubang di CubeSat, penting bagi kami untuk menghaluskan bagian tepi yang tajam. Alat ini tidak memerlukan tindakan pencegahan keamanan khusus, tetapi kemungkinan akan membuat sedikit kekacauan untuk Anda bersihkan.

- Kami juga menggunakan alat Dremel. Kami menggunakannya untuk mengampelas sudut lebar CubeSat dengan cepat. Menggunakan alat ini membutuhkan kehati-hatian yang luar biasa, dan sangat penting bagi Anda untuk memakai pelindung mata. Juga, itu akan membuat debu dan potongan-potongan kecil berantakan, jadi pastikan Anda membersihkan ruang kerja Anda!

- Alat terakhir yang kami gunakan adalah korek api. Kami menggunakannya untuk menyalakan penyaring kopi dan kertas tisu di atas api, untuk menciptakan debu dan asap agar Arduino kami dapat merasakannya. Saat menggunakan alat ini, pastikan untuk mengikat rambut ke belakang, hindari mengenakan pakaian longgar, dan gunakan pelindung mata. Pastikan untuk selalu mengawasi nyala api untuk memastikannya tetap terkendali. Juga, akan lebih pintar untuk memiliki pengawasan orang dewasa atau guru!

Langkah 4: Cara Membuat CubeSat

Sekitar 120 batang es loli dibutuhkan untuk membuat Cubesat. Video di atas menunjukkan bagaimana kami menumpuk stik di atas satu sama lain dengan menempelkan setiap stik agar tidak patah.

Cubesat memiliki 1 rak dan bagian atas. Rak dan bagian atasnya hanyalah enam batang es loli yang direkatkan menjadi satu.

Di bagian bawah baterai dan kartu SD dipasang Velcro. Di atas rak, papan tempat memotong roti dipegang oleh Velcro dan Arduino berada di atas papan tempat memotong roti.

Untuk sensor Debu, gunakan pemotong kawat untuk membuat lubang di sisi Cubesat agar sensor debu dapat masuk. Kami menggunakan selotip bebek untuk menahan sensor Debu di tempatnya.

Terakhir gunakan Velcro untuk mengamankan Top ke Cubesat.

Anda dapat melihat sketsa desain akhir kami di atas.

Langkah 5: Cara Memasang Sensor Arduino dan Debu

1. Untuk memasang pengumpul debu dan arduino
2. Ambil kabel dan tancapkan ke pin ground (GND) dengan pin 5v.
3. Sekarang ambil ujung kabel yang lain dan hubungkan ke kabel HITAM pada sensor debu
4. Ambil kabel lainnya dan colokkan ke pin 5v
5. Sekarang ambil ujung kabel yang lain dan hubungkan ke kabel MERAH pada sensor debu
6. Selanjutnya ambil pulpen dan masukkan ke dalam pin Digital: GND, 13, 12, ~11, ~10, ~9, 8
7. Colokkan kabel BIRU ke pin di 13
8. Kemudian pasang kabel KUNING ke pin di 8

Kode untuk sensor Debu (kode dari

sumber

Langkah 6: Cara Membuat Arduino dan Sensor Debu Portabel

Untuk proyek kami, kami membutuhkan cara untuk mengumpulkan data ketika cubesat dan sensor debu kami saat bergerak. Kami memutuskan kartu SD akan melakukan triknya. Berikut adalah kabel dan kode kartu SD.

Cara memasang kartu SD jika diperlukan (*perhatikan warna kabel berubah di foto dan pin tambahan tidak diperlukan)

1. Kabel biru di sensor debu menuju ke tempat mana pun di papan roti
2. Kabel merah pada pembaca kartu SD (VCC) ditempatkan di sembarang tempat di baris yang sama dengan kabel biru pada papan roti
3. sekarang ambil kabel tambahan (kabel putih di foto), colokkan ke baris yang sama dengan kabel biru dan merah dan ujung kabel lainnya dicolokkan ke GND di Arduino
4. Kabel oranye pada sensor debu menempel pada A5
5. Kabel hijau menempel pada pin digital 7
6. Kabel ungu pada kartu SD (CS) menempel pada pin digital 4
7. Kabel hitam pada kartu SD (MOSI) menempel pada pin digital 11
8. Kabel oranye pada kartu SD (MISO) menempel pada pin digital 12
9. Kabel biru pada kartu SD (SCK) menempel pada pin digital 13
10. Kabel kuning pada kartu SD (GND) menempel pada pin ground (GND)
11. Masukkan kapasitor ke dalam papan roti
12. Kabel merah pada sensor debu menempel pada papan roti di baris yang sama dengan kaki kapasitor yang pendek.
13. Akhirnya ambil kabel tambahan (merah di foto) dan pasang salah satu ujungnya di baris yang sama dengan kaki kapasitor yang panjang dan ujung kabel lainnya ke 5v.

Kode untuk kartu SD dan sensor debu

Langkah 7: Hasil dan Pelajaran

*Cubesat dievaluasi dan dicek oleh Ibu Wingfield (guru)

Demensi dan Massa

Massa: 2.91kg. Lebar: 110mm. di setiap sisi

Panjang: 106mm. di setiap sisi

Tes awal:

Tes Penerbangan- Selesai

Selama tes ini Cubesat tetap bijaksana

Sensor menghadap "Mars" kami untuk separuh waktu dan menyamping di separuh waktu lainnya.

Tes Getaran - Selesai

Kami melakukan uji getaran ini untuk menetapkan keyakinan bahwa satelit dapat bertahan di lingkungan peluncuran dan masih dapat berfungsi setelahnya.

Hasil tes getaran

.12 detik per goyang

Periode- 2,13 detik per siklus

Semua konektor listrik tetap terhubung dan diamankan. Cubesat tidak bisa masuk ke dalam kotak, jadi kami menggunakan selotip untuk menahan cubesat. Alat kulit dan kertas amplas digunakan untuk mengampelas sisi Cubesat agar muat di dalam kotak dan itu memperbaiki masalah.

Hasil akhir penerbangan

Frekuensi- 0,47 siklus per detik

Kecepatan- 3,39 meter per detik

Percepatan- 9,99 m/s ^2

Gaya Sentripetal- 29,07 kg/s ^2

Panjang tali- 1,26 m.

Kami mengetahui bahwa sensor debu menangkap asap yang dihasilkan oleh api dan memberi kami data terbaik. Kami juga belajar bagaimana memecahkan masalah

Sepanjang proyek ini, kita semua belajar banyak pelajaran berharga. Pelajaran kehidupan nyata yang kami pelajari adalah bekerja melalui segalanya, bahkan jika itu sulit untuk dilakukan. Kami bekerja dengan cubesat dan sensor debu. Yang lebih mudah dari keduanya adalah cubesat, merancang dan membangunnya dalam beberapa hari. Cubesat adalah desain yang sangat bagus yang digunakan untuk menampung semua sensor kami. Sensor debu dan Arduino sangat sulit untuk dihitung. Pada awalnya, kodenya tidak berfungsi, namun, saat kami mendapatkan kodenya, kabelnya ternyata salah. Beberapa guru datang untuk menyelamatkan kami untuk membantu mereka berdua untuk membantu kami menemukan data kami. Dengan mempelajari pelajaran hidup, kami juga menemukan hal baru tentang cubesat dan sensor. Sebelumnya, kami tidak tahu apa itu cubesat, kami juga tidak tahu bagaimana sensor dan kabel bekerja. Sepanjang proyek ini, Brianna menjadi ahli dengan pengkabelan dan pengkodean, sementara Emma dan Christian menjadi bangunan yang menakjubkan sambil juga mempelajari informasi baru tentang pengkodean dan pengkabelan juga. Secara keseluruhan, kami belajar banyak hal baru dan bersenang-senang saat melakukannya. Terima kasih kepada Ibu Wingfield karena telah merancang proyek ini untuk kami lakukan dan menjadi seorang guru yang benar-benar mencintai mengajar dan bersenang-senang dengan murid-muridnya.

Langkah 8: Data Sensor Debu

Grafik di sebelah kanan adalah data yang diterima sensor debu. Foto di sebelah kiri adalah grafik yang seharusnya terlihat.

Sensor mengalami masalah dalam mengumpulkan data yang bagus.

Jika ada yang memiliki lebih banyak pengetahuan tentang sensor debu dan cara mendapatkan data yang tepat, silakan beri komentar pada intestructible ini.