Cubesat Dengan Sensor Kualitas Udara dan Arduino: 4 Langkah

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

Pembuat CubeSat: Reghan, Logan, Kate, dan Joan

pengantar

Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana cara membuat pengorbit Mars untuk mengumpulkan data tentang atmosfer dan kualitas udara Mars? Sepanjang tahun ini di kelas fisika kami, kami telah belajar bagaimana memprogram Arduino untuk dapat mengumpulkan data di Mars. Kami memulai tahun ini dengan belajar tentang cara keluar dari atomosfer bumi dan perlahan-lahan berkembang untuk merancang dan membangun CubeSats yang dapat mengorbit di sekitar Mars dan mengumpulkan data tentang permukaan Mars dan atmosfernya.

Langkah 1: Bahan yang Dibutuhkan

• Sensor Gas MQ 9
• Bagian robot logam
• Arduino
• papan roti
• sekrup & mur

Langkah 2: Alat & Keamanan

• Dremel
• Pemotong baut
• Tang
• Pengamplas roda
• Penggiling
• Gergaji besi
• Kertas pasir
• Tape & string untuk mengamankan sensor, Arduino, dll ke CubeSat (jika diperlukan)
• Kacamata pelindung
• Sarung tangan

Langkah 3: Cara Membangun Cubesat & Wire Arduino

Diagram Fritzing ke Kawat Arduino & Sensor

MQ-9 adalah semikonduktor untuk CO/gas yang mudah terbakar.

Batasan Cubesat:

1. 10x10x10
2. Tidak dapat menimbang lebih dari 1,3 kg (sekitar 3 lbs.)

Cara Membangun Cubesat:

PERHATIAN: Untuk memotong logam, gunakan gergaji pita atau gergaji besi, dan kenakan kacamata dan sarung tangan.

1. Potong 2 lembar logam menjadi persegi 10x10 cm atau jika Anda tidak memiliki ukuran logam yang benar, sambungkan 2 buah logam menggunakan konektor plastik dan beberapa sekrup dan mur.

2. Potong 4 buah logam sudut setinggi 10 cm. Ini akan menjadi sudut Cubesat.

3. Potong 8 buah dari 10 batang logam datar yang panjang dan sempit.

4. Mulailah dengan menghubungkan potongan sudut ke salah satu kotak datar 10x10cm yang dipotong pada langkah 1. Pasang sekrup menghadap ke luar Cubesat.

5. Tambahkan 4 penyangga horizontal (tongkat datar panjang) ke potongan sudut, ini harus naik sekitar setengah pada potongan sudut. Seharusnya ada empat ini, satu di setiap sisi.

6. Tambahkan 4 penyangga vertikal (tongkat datar panjang), ini akan terhubung ke penyangga horizontal di tengah.

7. Gunakan lem panas untuk menyambungkan penopang vertikal ke alas, di mana bagian sudut dihubungkan.

8. Tempatkan persegi 10x10 cm lainnya di atas, pasang ini dengan 4 sekrup (satu di setiap sudut). Jangan pasang sampai arduino dan sensor berada di CubeSat.

Kode untuk sensor MQ-9:

#include //(Serial Peripheral Interface berkomunikasi dengan perangkat jarak pendek)

#include // (mengirim dan menghubungkan data ke kartu sd)

#include // (menggunakan kabel untuk menghubungkan dan memindahkan data dan informasi)

sensor mengambangTegangan; // (membaca tegangan sensor)

nilai sensor mengambang; // (mencetak nilai sensor yang terbaca)

Berkas Data; // (variabel untuk menulis ke file)

//akhiri penyiapan awal

void setup() //(tindakan dilakukan dalam setup tetapi tidak ada informasi/data yang direkam ulang)//

{

pinMode (10, OUTPUT); //harus mengatur pin 10 ke output meskipun tidak digunakan

SD.mulai(4); //memulai kartu sd dengan CS disetel ke pin 4

Serial.begin(9600);

sensorValue = analogRead(A0); //(pin analog disetel ke nol)

sensorVoltage = sensorValue/1024*5.0;

}

void loop()// (jalankan loop lagi dan jangan merekam informasi/data)

{

Data = SD.open("Log.txt", FILE_WRITE); //membuka file bernama "Log"

if (Data) { //hanya akan berhenti jika file berhasil dibuat

Serial.print("sensor tegangan = "); //(cetak/rekam tegangan sensor)

Serial.print(sensorVoltage);

Serial.println("V"); //(mencetak data dalam volatages)

Data.println(sensorVoltage);

Data.tutup();

penundaan (1000); // (tunda selama 1000 milidetik kemudian mulai ulang pengumpulan data)

}

}

Langkah 4: Hasil & Pelajaran

Hasil:

Fisika Kami memperluas pengetahuan kami tentang hukum Newton, khususnya hukum pertamanya. Hukum ini menyatakan bahwa suatu benda yang bergerak akan tetap bergerak, kecuali jika ada gaya dari luar yang bekerja. Konsep yang sama berlaku untuk benda yang diam. Ketika CubeSat kami mengorbit, itu dengan kecepatan konstan.. jadi bergerak. Jika tali itu putus, CubeSat kita akan terbang dalam garis lurus pada titik tertentu dari orbitnya di mana ia putus.

Kuantitatif Ketika orbit dimulai, kami mendapat 4,28 untuk sementara, kemudian berubah menjadi 3,90. Ini menentukan tegangan

Kualitatif CubeSat kami mengorbit Mars, dan mengumpulkan data di atmosfer. Kami menggunakan propana (C3H8) untuk menambah atmosfer agar sensor MQ-9 kami dapat mendeteksi dan mengukur perbedaannya. Uji terbang berjalan sangat baik karena ketertinggalan dari pengorbit mars. CubeSat terbang dalam gerakan melingkar, dengan sensor mengarah ke dalam menuju mars.

Pelajaran yang Dipetik:

Pelajaran terbesar yang dipetik selama proyek ini adalah bertahan melalui perjuangan kami. Bagian tersulit dari proyek ini mungkin mencari tahu cara menyiapkan dan mengkode kartu SD untuk mengumpulkan data kami. Itu memberi kami banyak masalah karena itu adalah proses coba-coba yang panjang, yang sedikit membuat frustrasi, tetapi akhirnya kami menemukan jawabannya.

Kami belajar bagaimana menjadi kreatif dan menggunakan alat untuk membuat CubeSat 10x10x10 yang akan membantu mengukur polusi udara dengan sensor gas MQ-9. Kami menggunakan alat-alat listrik seperti Dremel, pemotong baut, penggiling roda besar, dan gergaji besi untuk memotong logam kami dengan ukuran yang benar. Kami juga belajar bagaimana merencanakan desain kami dengan benar dari ide-ide di kepala kami ke kertas, dan kemudian menjalankan rencana tersebut. Tentu saja tidak sempurna, tetapi perencanaan membantu kami tetap pada jalurnya.

Keterampilan lain yang kami pelajari adalah cara mengkodekan sensor MQ-9 ke dalam Arduino. Kami menggunakan sensor gas MQ-9 karena tujuan utama kami adalah membuat CubeSat yang dapat mengukur kualitas udara di atmosfer Mars.