Arduino धूल अध्ययन: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

मंगल ग्रह पर रहना कैसा होगा? क्या हवा सांस लेने योग्य है? क्या ये सुरक्षित है? कितनी धूल है? तूफान कितनी बार आते हैं? क्या आपने कभी इनमें से किसी भी प्रश्न का उत्तर सोचा है?

चरण 1: परिचय

हमारे नाम क्रिश्चियन, ब्रायना और एम्मा हैं। हमने अपने भौतिकी वर्ग में अपने समय के दौरान कई विषयों को शामिल किया है। हमने बिजली, विभिन्न प्रकार के बलों, रॉकेट, रोबोटिक्स, प्रोग्रामिंग, गति और बहुत कुछ के बारे में सीखा है।

इस परियोजना के लिए हमारा लक्ष्य एक कार्यात्मक क्यूबसैट, या अंतरिक्ष अनुसंधान के लिए एक छोटा उपग्रह बनाना है, जिसमें मंगल पर धूल भरी आंधी के पैटर्न के बारे में अधिक जानने के लिए प्रोग्राम किए गए धूल सेंसर शामिल हैं।

इस क्यूबसैट को मंगल के वातावरण का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। इसकी स्थायित्व का परीक्षण करने के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि क्यूबसैट पर्याप्त रूप से मजबूत है, इसने एक शेक परीक्षण किया।

इस परियोजना के लिए हमारी मुख्य बाधा क्यूबसैट की आकार की आवश्यकताएं थीं। हमारे पास बहुत सारे टुकड़े और तार हैं, और उन सभी को अंदर फिट करना मुश्किल था। हमारे पास एक और बाधा थी समय। हमारे पास कई घटक शामिल थे, जैसे क्यूबसैट का निर्माण, प्रोग्रामिंग और कोडिंग। अधिक जानने के लिए हमारे निर्देशयोग्य को पढ़ते रहें!

चरण 2: सामग्री

Arduino और प्रोग्रामिंग के लिए:

1. डस्ट सेंसर

2. Arduino Uno

3. एचडीएमआई कॉर्ड

4. 2 तार

5. पिन

6. प्रोग्रामिंग के लिए कंप्यूटर

7. एसडी कार्ड

8. एसडी कार्ड धारक

9. एसडी कार्ड रीडर

10. बैटरी पैक

11. बैटरी केबल

12. ब्रेड बोर्ड*

13. 470uF का संधारित्र*

क्यूबसैट के लिए:

12. पॉप्सिकल स्टिक्स (कम से कम 120)

13. हॉट ग्लू गन

14. वेल्क्रो

15. डरमेल टूल

16. सैंडपेपर

परीक्षण के लिए:

17. कागज़ के तौलिये

18. कॉफी फिल्टर

20. बड़ा ग्लास ब्रेकर

21. दस्ताने / ओवन मित्त्स

22. हल्का / माचिस

चरण 3: आवश्यक उपकरण और प्रयुक्त और सुरक्षा अभ्यास

- हमने जो पहला टूल इस्तेमाल किया वह एक हॉट ग्लू गन था। इसका उपयोग हमारे क्यूबसैट के निर्माण के दौरान हमारे पॉप्सिकल स्टिक को एक साथ रखने के लिए किया गया था। इस बात का ध्यान रखें कि आपके हाथों पर कोई गोंद न लगे या बंदूक की नोक को न छुएं, क्योंकि यह बहुत गर्म होगा।

- हमने क्यूबसैट में एक छेद काटने के लिए वायर कटर का भी इस्तेमाल किया, ताकि डस्ट सेंसर डेटा एकत्र कर सके। इस उपकरण ने पॉप्सिकल स्टिक के साथ अच्छी तरह से काम किया, और इसका उपयोग करना आसान था। इस उपकरण का उपयोग करते समय, सावधान रहें कि अपनी उंगली को चुटकी न लें या अन्यथा किसी ऐसी चीज़ को ट्रिम न करें जिसका आप मतलब नहीं रखते हैं।

- एक अन्य उपकरण जिसका हमने उपयोग किया वह था सैंडपेपर। क्यूबसैट में छेद काटने के बाद, यह आवश्यक था कि हम तेज किनारों को चिकना कर लें। इस उपकरण को किसी विशेष सुरक्षा सावधानियों की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यह आपके लिए सफाई करने में थोड़ी गड़बड़ी पैदा कर सकता है।

- हमने एक ड्रेमेल टूल का भी इस्तेमाल किया। हमने इसका उपयोग क्यूबसैट के चौड़े कोनों को जल्दी से बंद करने के लिए किया। इस उपकरण का उपयोग करने के लिए अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता होती है, और यह आवश्यक है कि आप आंखों की सुरक्षा करें। इसके अलावा, यह धूल और छोटे टुकड़ों की गड़बड़ी करेगा, इसलिए सुनिश्चित करें कि आप अपने कार्यक्षेत्र को साफ करते हैं!

- हमने जो अंतिम उपकरण इस्तेमाल किया वह हल्का था। हमने इसका उपयोग कॉफी फिल्टर और कागज़ के तौलिये को आग लगाने के लिए किया, ताकि हमारे Arduino को समझने के लिए धूल और धुआं बनाया जा सके। इस उपकरण का उपयोग करते समय, बालों को वापस बांधना सुनिश्चित करें, ढीले कपड़े पहनने से बचें और आंखों की सुरक्षा करें। यह सुनिश्चित करने के लिए कि लौ हमेशा बनी रहे, यह सुनिश्चित करने के लिए सुनिश्चित करें कि लौ पर हमेशा कड़ी नज़र रखें। साथ ही, वयस्क या शिक्षक पर्यवेक्षण रखना स्मार्ट होगा!

चरण 4: क्यूबसैट का निर्माण कैसे करें

क्यूबसैट को बनाने के लिए लगभग 120 पॉप्सिकल स्टिक्स की आवश्यकता होती है। ऊपर दिए गए वीडियो में दिखाया गया है कि कैसे हमने स्टिक्स को एक-दूसरे के ऊपर गर्म करके चिपकाया ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे टूटेंगे नहीं।

क्यूबसैट में 1 शेल्फ और एक शीर्ष है। शेल्व और टॉप सिर्फ छह पॉप्सिकल स्टिक हैं जो एक साथ गर्म चिपके हुए हैं।

नीचे बैटरी और एसडी कार्ड वेल्क्रो इन हैं। शेल्फ के शीर्ष पर ब्रेडबोर्ड वेल्क्रो द्वारा आयोजित किया जाता है और Arduino ब्रेडबोर्ड के शीर्ष पर बैठता है।

डस्ट सेंसर के लिए, डस्ट सेंसर में फिट होने के लिए क्यूबसैट के किनारे में एक छेद को काटने के लिए वायर कटर का उपयोग करें। डस्ट सेंसर को रखने के लिए हमने कुछ डक टेप का इस्तेमाल किया।

क्यूबसैट पर शीर्ष को सुरक्षित करने के लिए अंत में वेल्क्रो का उपयोग करें।

आप हमारे अंतिम डिज़ाइन स्केच को ऊपर देख सकते हैं।

चरण 5: कैसे एक Arduino और धूल सेंसर को तार करें

1. धूल कलेक्टर और आर्डिनो को तार करने के लिए
2. एक तार लें और इसे 5v पिन द्वारा ग्राउंड (GND) पिन में प्लग करें।
3. अब उस तार का दूसरा सिरा लें और उसे डस्ट सेंसर के BLACK वायर में प्लग करें
4. दूसरा तार लें और इसे 5v पिन में प्लग करें
5. अब तार का दूसरा सिरा लें और इसे डस्ट सेंसर पर लाल तार में प्लग करें
6. इसके बाद पेन लें और उन्हें डिजिटल पिन में डालें: GND, 13, 12, ~11, ~10, ~9, 8
7. BLUE तार को 13. पर पिन में प्लग करें
8. फिर पीले तार को 8. पर पिन में प्लग करें

डस्ट सेंसर के लिए कोड (https://www.instructables.com/id/How-to-Interface-… से कोड)

स्रोत

चरण 6: Arduino और डस्ट सेंसर को पोर्टेबल कैसे बनाएं

हमारे प्रोजेक्ट के लिए हमें डेटा इकट्ठा करने का एक तरीका चाहिए जब हमारे क्यूबसैट और डस्ट सेंसर गति में हों। हमने तय किया कि एक एसडी कार्ड चाल करेगा। यहां एसडी कार्ड वायरिंग और कोड है।

जरूरत पड़ने पर एसडी कार्ड कैसे वायर करें (* ध्यान दें कि फोटो में तारों का रंग बदल गया है और अतिरिक्त पिन की जरूरत नहीं है)

1. डस्ट सेंसर में नीला तार ब्रेड बोर्ड के किसी भी स्थान पर जाता है
2. एसडी कार्ड रीडर (वीसीसी) पर लाल तार ब्रेड बोर्ड पर नीले तार के समान पंक्ति में किसी भी स्थान पर जाता है
3. अब एक अतिरिक्त तार (फोटो में सफेद तार) लें, उसे उसी पंक्ति में प्लग करें जैसे कि नीले और लाल तार और तार का दूसरा छोर Arduino पर GND में प्लग करता है
4. डस्ट सेंसर पर नारंगी तार A5. से जुड़ता है
5. हरा तार डिजिटल पिन से जुड़ता है 7
6. एसडी कार्ड (सीएस) पर बैंगनी तार डिजिटलपिन से जुड़ा होता है 4
7. एसडी कार्ड (एमओएसआई) पर काला तार डिजिटल पिन 11. से जुड़ जाता है
8. एसडी कार्ड (एमआईएसओ) पर नारंगी तार डिजिटल पिन से जुड़ जाता है 12
9. एसडी कार्ड (एससीके) पर नीला तार डिजिटल पिन से जुड़ता है 13
10. एसडी कार्ड (जीएनडी) पर पीला तार एक ग्राउंड पिन (जीएनडी) से जुड़ जाता है
11. ब्रेड बोर्ड में कैपेसिटर लगाएं
12. डस्ट सेंसर पर लाल तार ब्रेड बोर्ड से उसी पंक्ति में जुड़ा होता है जिसमें कैपेसिटर का छोटा पैर होता है।
13. अंत में एक अतिरिक्त तार लें (फोटो में लाल) और एक छोर को उसी पंक्ति में प्लग करें जैसे संधारित्र का लंबा पैर और तार का दूसरा सिरा 5v पर जाता है।

एसडी कार्ड और डस्ट सेंसर के लिए कोड

चरण 7: परिणाम और सीखे गए पाठ

*क्यूबेट का मूल्यांकन श्रीमती विंगफील्ड (शिक्षक) द्वारा किया गया था।

आयाम और मास

मास: 2.91 किग्रा। चौड़ाई: 110 मिमी। हरेक ओर

लंबाई: 106 मिमी। हरेक ओर

प्रारंभिक परीक्षण:

उड़ान परीक्षण- पूर्ण

इस परीक्षण के दौरान क्यूबसैट चातुर्य में रहा

सेंसर ने आधे समय के लिए हमारे "मंगल" का सामना किया और दूसरे आधे समय की तरफ।

कंपन परीक्षण - पूर्ण

हमने ये कंपन परीक्षण इस विश्वास को स्थापित करने के लिए किए कि उपग्रह प्रक्षेपण के माहौल का सामना कर सकता है और उसके बाद भी कार्य करने में सक्षम है।

कंपन परीक्षण के परिणाम

.12 सेकंड प्रति शेक

अवधि- 2.13 सेकंड प्रति चक्र

सभी विद्युत कनेक्टर जुड़े और सुरक्षित रहे। क्यूबसैट बॉक्स में फिट नहीं हो पा रहा था, इसलिए हमने क्यूबसेट को नीचे सुरक्षित करने के लिए टेप का इस्तेमाल किया। बॉक्स में फिट होने के लिए क्यूबसैट के किनारों को रेत करने के लिए त्वचीय उपकरण और सैंड पेपर का उपयोग किया गया और इससे समस्या ठीक हो गई।

अंतिम उड़ान परिणाम

आवृत्ति- ०.४७ चक्र प्रति सेकंड

वेग- 3.39 मीटर प्रति सेकंड

त्वरण- 9.99 मी/से ^2

अभिकेन्द्र बल- 29.07 किग्रा/सेक ^2

डोरी की लंबाई- 1.26 मी.

हमें पता चला कि डस्ट सेंसर ने आग से बने धुएं को उठाया और हमें बेहतरीन डेटा दिया। हमने यह भी सीखा कि समस्या का समाधान कैसे किया जाता है

इस परियोजना के दौरान, हम सभी ने कई मूल्यवान सबक सीखे। हमने जो वास्तविक जीवन का सबक सीखा, वह हर चीज के माध्यम से काम करना था, भले ही उसे करना मुश्किल हो। हमने क्यूबसैट और डस्ट सेंसर के साथ काम किया। दोनों में से सबसे आसान क्यूबसैट था, इसे एक दो दिनों में डिजाइन करना और बनाना। क्यूबसैट वास्तव में एक अच्छा डिज़ाइन था जिसका उपयोग हमारे सभी सेंसरों को पकड़ने के लिए किया जाता था। डस्ट सेंसर और Arduino के साथ गणना करना बहुत कठिन था। सबसे पहले, कोड काम नहीं कर रहा था, हालांकि, जब हमें कोड काम कर रहा था, तो वायरिंग गलत निकली। हमारे डेटा को खोजने में हमारी मदद करने के लिए उन दोनों की मदद करने के लिए कुछ शिक्षक हमारे बचाव में आए। जीवन के सबक सीखने के साथ, हमें क्यूबसैट और सेंसर के बारे में नई चीजें भी मिलीं। इससे पहले, हम नहीं जानते थे कि क्यूबसैट क्या होता है, और न ही हम यह जानते थे कि सेंसर और वायरिंग कैसे काम करते हैं। इस पूरे प्रोजेक्ट के दौरान, ब्रायना वायरिंग और कोडिंग के विशेषज्ञ बन गए, जबकि एम्मा और क्रिश्चियन अद्भुत इमारतें बन गए, साथ ही कोडिंग और वायरिंग के बारे में नई जानकारी भी सीख रहे थे। कुल मिलाकर, हमने बहुत सी नई चीजें सीखीं और इसे करते समय मजा आया। हमारे लिए इस परियोजना को डिजाइन करने के लिए श्रीमती विंगफील्ड को धन्यवाद और एक शिक्षक होने के नाते जो वास्तव में अपने छात्रों के साथ शिक्षण और मस्ती करना पसंद करती है।

चरण 8: धूल सेंसर डेटा

दाईं ओर का ग्राफ़ वह डेटा है जिसे डस्ट सेंसर ने प्राप्त किया है। बाईं ओर की तस्वीर वही है जो ग्राफ़ को दिखनी चाहिए थी।

सेंसर को बढ़िया डेटा एकत्र करने में परेशानी हो रही थी।

यदि किसी को डस्ट सेंसर के बारे में अधिक जानकारी है और उचित डेटा कैसे प्राप्त करें, तो कृपया इस अविभाज्य पर टिप्पणी करें।