Como construir um satélite: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Você já se perguntou o que seria necessário para construir um satélite? Continue lendo para ver como isso é possível graças à tecnologia de baixo custo, mas muito poderosa de hoje.

Tudo começou porque minha avó sempre brinca dizendo que eu era tão inteligente que poderia construir um satélite. Portanto, agora decidi me colocar no desafio de construir um satélite.

Existem várias maneiras de projetar um, e eu considero o meu muito básico e barato porque eu apenas o fiz com coisas ao redor da casa. Infelizmente, pode nunca chegar ao espaço, mas é uma decoração maravilhosa, bem como um hub para monitoramento interno OU externo devido ao esforço fácil que é necessário para adicionar QUALQUER sensor ao satélite e ver os resultados ao vivo em um site.

*********** NOTA: Ainda estou desenvolvendo, projetando e construindo certos sistemas no satélite, como os painéis solares e a telemetria de rádio. **********

Suprimentos

Estas são as coisas que costumava fazer minhas:

- Caixa da fonte de alimentação (de um computador antigo)

- Câmera FPV WiFi (de um drone quebrado) com sua bateria de 3,7v 500mAh

- ESP32 com OLED e WiFi

- Arduino Nano

- Carregador de bateria portátil de 5v (o meu é de 10.000 mAh com 2 portas USB)

- Painel solar que é capaz de alimentar ESP e Nano OU carregar sua bateria (eu fiz 5 células 1v caseiras usando This Awesome Instructable by Pure Carbon

- Um LED (deixei o LED indicador de energia onde estava enquanto destruí a PSU)

- 2 resistores de 10k

- 2 cabos de alimentação para ESP e Arduino

- 2 resistores dependentes de luz

- 2 Servos (para câmera FPV e painel solar)

- Uma boa quantidade de fio

- Antena de TV antiga

OPCIONAL:

- Rádio Amador Portátil (para enviar o sinal de telemetria)

- Arduino Nano (para manipular e calcular telemetria)

- Uma antena melhor para o rádio

E aqui estão as ferramentas que usei:

- Um computador para programação ESP e Nanos

- IDE Arduino

- Pistola de cola quente

- Placa de ensaio sem solda e fios de ligação

- Aplicativo para visualização da câmera FPV

- Chaves de fenda, alicates e outras ferramentas pequenas

Etapa 1: o caso

A fonte de alimentação do nosso computador morreu há um tempo e então, para este projeto, eu abri e tirei tudo, exceto o pequeno LED verde que acendeu para mostrar que a PSU estava funcionando. Também estava super empoeirado e nojento, então eu o iluminei com um pano. Como a caixa é de metal e poderia causar curtos no interior dos componentes, isolei o interior com uma cobertura de plástico adesivo e folhas de espuma finas.

Então, meu projeto exigia pelo menos aberturas no gabinete e elas não deveriam estar próximas umas das outras, então eu apenas fiz os orifícios já no gabinete onde o plugue AC foi inserido e todos os muitos fios do computador saíram.

Etapa 2: (OPCIONAL) Dados de telemetria de rádio amador

Um satélite real indo para o espaço precisaria de algum tipo de sinal de controle de telemetria para visualizar os vários sinais vitais e para controlar o satélite. Este sistema é geralmente composto pelo manipulador de telemetria (gera os dados que precisam ser enviados para a terra), um transmissor / receptor (envia os dados para a terra por meio de um sinal de rádio e recebe sinais de controle de entrada), uma antena (feita para a frequência dos sinais), e uma estação terrestre para monitorar a telemetria.

Optei por colocar meu rádio portátil dentro e usar uma velha antena de TV montada do lado de fora com cola quente para enviar sinais de um Arduino Nano que obtém dados seriais do ESP e se conecta à porta de microfone do rádio. A antena tem dois fios que se conectam ao GND e aos terminais de sinal na tomada do rádio do handhelds. Ainda estou escrevendo o código para o Arduino Nano no momento, mas ele será alimentado a partir do terminal 5V do Nano que controla o painel solar.

Etapa 3: Sistema de Câmera FPV

Quando você envia algo assim para o espaço, vai querer dar uma olhada não apenas na visão aérea, mas na visão do seu Satélite. Usei uma câmera de um drone quebrado e colei a câmera na bateria do drone e colei tudo junto no servo para girá-lo. A câmera faz seu próprio wi-fi e usando um aplicativo no meu telefone, ele se conecta à câmera para me mostrar vídeo 1080p ao vivo. Ele é montado em um servo que é controlado pelo servidor web do satélite. O servo tem três fios: + 5v, Terra, e a linha de controle que coloquei no pino 21 do ESP.

Etapa 4: O Sistema de Voo do Satélite

Esta é provavelmente a parte mais importante do satélite, além de uma fonte de energia confiável. Usei um ESP32 para criar um servidor web que coleta dados e os coloca na página da web para vocês verem. Ele também controla a panorâmica do servo da câmera. O LED da PSU se conecta ao pino 25. O servo para o FPV CAM vai no pino 21 e os usuais 5v e GND. Para que seja compilado, VOCÊ PRECISA ESTA BIBLIOTECA GITHUB PARA ESP. Eu também o incluí neste instrutível. Para configurar o Sketch do controlador, você precisa inserir suas informações de wi-fi e qual pino seu LED está ligado e onde você está localizado e se você optar por ter uma câmera a bordo. Agora, você pode literalmente adicionar QUALQUER TIPO DE SENSOR que desejar ao esboço e conectá-lo ao satélite para medir quase tudo. Depois de inicializar o ESP com o esboço nele, ele mostrará a você (SOMENTE com um OLED) a qual rede wi-fi está tentando se conectar e, em seguida, listará seu endereço IP. Digite esse número de IP em seu navegador e ele deve levá-lo para a página dos Satélites. Aqui está o esboço do Flight Controller para fazer o upload para o ESP:

Etapa 5: Rede de energia e equipamento solar

Finalmente, o sistema de energia do satélite. É composto por uma bateria de 10 000 mAh 5 V com duas portas USB e uma porta micro USB para carregá-lo. Dois cabos estão conectados às duas portas de saída: um cabo micro-USB para o ESP32 e um cabo mini-USB para o Arduino Nano. Quando eu completar os Painéis Solares, haverá 5 células organizadas em um quadrado, 1 volt cada em série para igualar 5v no total. Eles serão emendas a um micro-USB que se conecta ao soquete de carregamento da bateria para carregá-la. Para que os painéis solares sejam úteis, eles devem estar voltados para o sol. Usei este exemplo perfeito como fazer para alimentar o design de rastreamento. Então, estou montando-os em um servo preso ao gabinete que irá girar e orientar o painel em direção ao sol. Esse servo é controlado pelo Nano e conectado ao seu pino D3 ou 3, bem como 5v e GND. Os esquemas mostram o resto, EXCETO que usei os pinos A6 e A7 para os LDRs porque A0 e A1 me deram números estranhos. Depois de funcionar, é muito bom mexer com esse recurso.

Etapa 6: TA-DA

Depois de juntar tudo, coloque o endereço IP em um navegador e ele deve carregar uma tela muito semelhante a esta. Dê tapinhas nas costas porque agora você tem seu próprio satélite !! Volte sempre, pois irei atualizá-lo para corresponder às revisões do meu satélite.