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2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58
Nosso objetivo era montar um Arduino e um Cubesat que pudesse tirar fotos de um Marte simulado ou de Marte real. Cada grupo recebeu restrições de projeto: não maior que 10x10x10 cm, não pode pesar mais de 3 libras. Nossas restrições de grupo individuais eram para não adicionar quaisquer outros sensores ou mudar a ideia original do nosso projeto.
Etapa 1: Reúna os materiais
1) Você precisará adquirir uma ArduCam compatível com o Arduino Uno. Compramos o nosso na Amazon e o modelo exato que compramos foi: Arducam Mini Module Camera Shield com OV2640 Lente de 2 megapixels para Arduino UNO Mega2560 Board (o link na Amazon não copiará, mas digite o nome exato e deve ser o primeiro na página)
2) Construa o Cubesat. Em nosso projeto, usamos uma impressora 3D para imprimir um Cubesat que já foi projetado. Não importa o design que você usa. Se você não tiver a opção de impressão 3D, também pode montá-lo usando vários itens como palitos de foice, legos, outras madeiras, etc. Se você não estiver montando o Arduino para colocá-lo em um Cubesat, pule esta etapa. (Explicaremos como construímos o Cubesat na etapa 3)
3) Obtenha o Arduino. Usamos um Arduino Uno que é compatível com o Arducam.
4) Reúna os fios. Você precisará de 8 fios macho para fêmea e 4 fios macho. As cores não importam, mas cores diferentes podem ajudá-lo a se manter organizado.
Etapa 2: conectar os fios
Pegue os 8 fios macho para fêmea e conecte a extremidade fêmea aos pinos de prata no Arducam. Será um ajuste apertado, mas todos continuarão com um pouco de paciência.
Iremos nos referir às cores que estamos usando, indo da direita para a esquerda, começando com cinza.
1) Fim cinza para A5
2) Fim branco para A4
3) Black end para 5V
4) Fim verde do Exército para GND
5) Fim vermelho para 13
6) Laranja final para 12
7) Fim amarelo para 11-
8) Fim verde para 7
Etapa 3: monte o Cubesat
Para o nosso projeto, imprimimos em 3D nosso Cubesat. Se você não tiver acesso a uma impressora 3D, existem muitas outras opções de construção, como palitos de picolé, legos, metal, etc.
Acima estão os links stl que usamos e baixamos para imprimir nosso Cubesat junto com um exemplo de imagem. Para acessar os links, clique nos links das fotos e você será levado para outra página, uma vez na outra página, clique no pequeno link no canto inferior esquerdo e fará o download para o seu computador.
Para prender nossa folha de cima e de baixo nós fizemos três furos nela e as fotos serão mostradas acima. Quando a impressão 3D começa com uma camada fina na parte inferior e decidimos mantê-la em vez de cortá-la e anexar a parte inferior, mas a escolha é sua. Com o nosso design finalizado, decidimos cortar as peças extra bagunçadas para limpar o visual um pouco melhor.
Se você decidir construir seu Cubes de uma maneira diferente, pode ser necessário construir uma prateleira para o Arduino.
Etapa 4: configurar o código
1) Abra o Arduino / Genuino Uno no computador
2) Baixe o código de Arducam.com e use a spi cam e baixe a biblioteca anexa
a) Abra Arducam.com
b) Pressione o slide da câmera espiã na página inicial
c) No lado esquerdo da página, pressione o software
d) No software, pressione os links do código-fonte do Github e baixe os 3 arquivos dessa página
github.com/ArduCAM/RaspberryPi/tree/master…
3) Abra o Arduino / Genuino Uno e carregue o arquivo spi no programa
4) Certifique-se de que seu cabo USB esteja conectado ao Arduino e ao computador
5) Abra a biblioteca que você baixou na página
6) Pressione o botão que diz "upload" no topo da página
Se você deseja abrir o Arducam Host, que é apenas um vídeo contínuo da câmera, vá para a biblioteca baixada e abra o botão Arducam Host
Etapa 5: proteger o Arduino
Os Cubesats são construídos para serem enviados para o espaço e isso significa muito movimento. O Arduino e a câmera precisam estar o mais seguros possível para que nada quebre no caminho para Marte ou, em nosso caso, no teste de vibração.
Não existe realmente uma maneira perfeita de fazer esta etapa e você provavelmente terá uma maneira melhor do que a que fizemos, mas aqui está o nosso exemplo:
1) Pegue o Arduino e encontre um bom espaço na parte inferior do seu Cubesat ou na prateleira se você decidir fazer um
2) Faça um laço de fita (use fita adesiva mesmo que não esteja na foto, acabamos) e cole na parte inferior do Arduino
3) Pressione o Arduino e a bolha da fita e pressione firmemente para o local seguro que você criou em seu Cubesat
4) Se você sentir que o Arduino não está totalmente seguro, adicione um pedaço de fita adesiva por cima para proteções extras
5) Encontre um bom local para sua ArduCam
6) Prenda a câmera com fita adesiva da melhor maneira que achar adequada. Em nossa foto, mostra que pegamos duas peças na parte superior e inferior e as tornamos longas o suficiente para envolver as peças de plástico
Etapa 6: testes
Teste de Voo e Tremor
Para ter certeza de que seu Arduino está seguro, um teste de voo e vibração pode ser feito, mas é opcional. Em nossa sala de aula, tínhamos duas máquinas para testar nosso Cubesat, mas você pode não ter a opção. Teremos um vídeo de nossos testes colocado acima.
Para o teste de vôo, você precisa usar string para conectar o Cubesat à máquina. Enrolamos a corda em quatro orifícios em lados opostos do Cubesat. Recomendamos fazer a corda mais longa porque tivemos que compensar e adicionar mais corda. Quando prendemos nosso barbante, colocamos no lado oposto da câmera, de forma que a câmera fique sempre voltada para baixo para ter uma visão melhor. Você usará um gancho para prender o barbante na máquina. Depois que o barbante estiver preso, você ligará a máquina e lentamente obterá a potência máxima e girará por 30 segundos.
Para os testes de agitação, você colocará o Cubesat em uma pequena caixa e lentamente o colocará em potência máxima. Existem dois testes de agitação, então, no segundo, você terá que colocar uma fita, mas será o mesmo conceito. Repita o que você fez antes e continue por 30 segundos.
Etapa 7: Projetos de Física
T: (2/1) seg / ciclo
Demora 2 segundos para entrar em órbita ao redor do teste de vôo.
f: (0,5 / 1) ciclos / s
No teste, ele pode fazer 0,5 ciclos em um segundo.
V: 2,29 m / s
A velocidade do movimento do satélite é de 2,29 m / s, calculada tomando o diâmetro (1,46 cm) e multiplicando por pi e dividindo pelo tempo (2/1 seg / ciclo). A velocidade é a velocidade do Cubesat enquanto ele está girando no teste de vôo.
Ac: 7,18 m / s ^ 2
A aceleração é de 7,18 m / s ^ 2 calculada ao elevar ao quadrado a velocidade (2,29 m / s) e dividindo pelo raio (0,73 cm). A aceleração é a mudança na velocidade do Cubesat conforme ele está no teste
Fc: 1069,44 N
A força centrípeta é calculada tomando a massa (148,87 g) e multiplicando pelo quadrado da velocidade e dividindo pelo raio (0,73 cm). A força centrípeta é uma força que atua sobre o Cubesat enquanto ele se move em um círculo, mantendo-o no caminho geral enquanto Fc se move para dentro.
Etapa 8: Conclusão
Essas são todas as etapas que seguimos para montar um Cubesat e codificar um arduino para tirar fotos de Marte ou de qualquer outro objeto que você queira. Neste Instructable, incluímos nossas medidas e cálculos exatos, mas em casa seus resultados podem ser diferentes. Embora nosso projeto tenha enfrentado alguns obstáculos no caminho, nosso objetivo é suavizá-los e torná-lo o mais simples possível para qualquer outra pessoa.