एयर क्वालिटी सेंसर और अरुडिनो के साथ क्यूबसैट: 4 कदम

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

क्यूबसैट निर्माता: रेघन, लोगान, केट और जोआन

परिचय

क्या आपने कभी सोचा है कि मंगल ग्रह के वायुमंडल और वायु गुणवत्ता के बारे में डेटा एकत्र करने के लिए मंगल ग्रह की कक्षा कैसे बनाई जाए? इस पूरे वर्ष के दौरान हमने अपनी भौतिकी कक्षा में सीखा है कि मंगल ग्रह पर डेटा एकत्र करने में सक्षम होने के लिए Arduinos को कैसे प्रोग्राम किया जाए। हमने वर्ष की शुरुआत यह सीखते हुए की कि कैसे पृथ्वी के वायुमंडल से बाहर निकलना है और धीरे-धीरे क्यूबसैट को डिजाइन और निर्माण करने के लिए आगे बढ़े हैं जो मंगल की परिक्रमा कर सकते हैं और मंगल की सतह और उसके वातावरण के बारे में डेटा एकत्र कर सकते हैं।

चरण 1: आवश्यक सामग्री

• एमक्यू 9 गैस सेंसर
• धातु रोबोट भागों
• अरुडिनो
• ब्रेड बोर्ड
• शिकंजा और नट

चरण 2: उपकरण और सुरक्षा

• Dremel
• पेच काटनेवाला
• चिमटा
• व्हील सैंडर
• चक्की
• लोहा काटने की आरी
• सैंड पेपर
• CubeSat से सेंसर, Arduino, आदि को सुरक्षित करने के लिए टेप और स्ट्रिंग (यदि आवश्यक हो)
• सुरक्षा चश्मे
• दस्ताने

चरण 3: क्यूबसैट और वायर अरुडिनो का निर्माण कैसे करें

तार Arduino और सेंसर के लिए फ्रिटिंग आरेख

MQ-9 CO/दहनशील गैस के लिए अर्धचालक है।

क्यूबसैट प्रतिबंध:

1. 10x10x10
2. वजन 1.3 किलोग्राम (लगभग 3 पाउंड) से अधिक नहीं हो सकता।

क्यूबसैट का निर्माण कैसे करें:

सावधानी: धातु को काटने के लिए बैंड आरी या हैक आरा का उपयोग करें और काले चश्मे और दस्ताने पहनें।

1. धातु की 2 शीटों को 10x10 सेमी वर्ग में काटें या यदि आपके पास धातु का सही आकार नहीं है तो प्लास्टिक कनेक्टर और कुछ स्क्रू और नट्स का उपयोग करके धातु के 2 टुकड़े कनेक्ट करें।

२. धातु के १० सेमी लम्बे कोने वाले टुकड़ों के ४ टुकड़े काट लें। ये क्यूबसैट के कोने होंगे।

3. धातु की 10 लंबी सपाट संकरी छड़ियों के 8 टुकड़े काट लें।

4. कोने के टुकड़ों को चरण 1 में काटे गए फ्लैट 10x10cm वर्गों में से एक से जोड़कर प्रारंभ करें। स्क्रू को क्यूबसैट के बाहर की ओर रखें।

5. कोने के टुकड़ों में 4 क्षैतिज समर्थन (लंबी सपाट छड़ें) जोड़ें, इन्हें कोने के टुकड़ों पर लगभग आधा ऊपर जाना चाहिए। इनमें से चार होने चाहिए, प्रत्येक तरफ एक।

6. 4 लंबवत समर्थन (लंबी सपाट छड़ें) जोड़ें, ये केंद्र में क्षैतिज समर्थन से जुड़ेंगे।

7. ऊर्ध्वाधर समर्थन को आधार से जोड़ने के लिए गर्म गोंद का उपयोग करें, जहां कोने के हिस्से जुड़े हुए हैं।

8. अन्य 10x10 सेमी वर्ग को शीर्ष पर रखें, इसे 4 स्क्रू (प्रत्येक कोने में एक) के साथ संलग्न करें। जब तक आर्डिनो और सेंसर क्यूबसैट में न हों तब तक संलग्न न करें।

MQ-9 सेंसर के लिए कोड:

#include //(सीरियल पेरिफेरल इंटरफेस कम दूरी पर उपकरणों के साथ संचार करता है)

#include // (एसडी कार्ड में डेटा भेजता और जोड़ता है)

#include // (डेटा और सूचना को जोड़ने और स्थानांतरित करने के लिए तारों का उपयोग करता है)

फ्लोट सेंसर वोल्टेज; // (सेंसर वोल्टेज पढ़ें)

फ्लोट सेंसरवैल्यू; // (सेंसर वैल्यू रीड का प्रिंट आउट लें)

फ़ाइल डेटा; // (फ़ाइल में लिखने के लिए चर)

// पूर्व सेटअप समाप्त करें

शून्य सेटअप () // (क्रियाएँ सेटअप में की जाती हैं लेकिन कोई जानकारी / डेटा रिकॉर्ड नहीं किया जाता है) //

{

पिनमोड (10, आउटपुट); // पिन 10 को आउटपुट पर सेट करना चाहिए, भले ही इस्तेमाल न किया गया हो

एसडी.बेगिन(4); // 4 पिन करने के लिए सीएस सेट के साथ एसडी कार्ड शुरू करता है

सीरियल.बेगिन (९६००);

सेंसरवैल्यू = एनालॉगरेड (A0); // (एनालॉग पिन शून्य पर सेट)

सेंसरवोल्टेज = सेंसरवैल्यू/1024*5.0;

}

शून्य लूप ()// (लूप फिर से चलाएँ और जानकारी/डेटा रिकॉर्ड न करें)

{

डेटा = एसडी.ओपन ("लॉग। txt", FILE_WRITE); // "लॉग" नामक फ़ाइल खोलता है

अगर (डेटा) {// केवल तभी आराम करेगा जब फ़ाइल सफलतापूर्वक बनाई गई हो

सीरियल.प्रिंट ("सेंसर वोल्टेज ="); // (प्रिंट / रिकॉर्ड सेंसर वोल्टेज)

सीरियल.प्रिंट (सेंसर वोल्टेज);

सीरियल.प्रिंट्लन ("वी"); // (वोल्टेज में डेटा प्रिंट करें)

Data.println (सेंसर वोल्टेज);

डेटा.क्लोज़ ();

देरी (1000); // (1000 मिलीसेकंड के लिए देरी फिर डेटा संग्रह को पुनरारंभ करें)

}

}

चरण 4: परिणाम और सीखे गए पाठ

परिणाम:

भौतिकी हमने न्यूटन के नियमों के बारे में अपने ज्ञान का विस्तार किया, विशेष रूप से उनके पहले नियम के बारे में। यह कानून कहता है कि गति में कोई वस्तु गति में रहेगी, जब तक कि बाहरी बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है। आराम की वस्तुओं के लिए भी यही अवधारणा लागू होती है। जब हमारा क्यूबसैट परिक्रमा कर रहा था, वह निरंतर गति से था.. इसलिए गति में था। यदि तार टूट जाता है, तो हमारा क्यूबसैट अपनी कक्षा के उस विशिष्ट बिंदु पर एक सीधी रेखा में उड़ता चला जाएगा जहां यह टूट गया था।

मात्रात्मक जब कक्षा शुरू हुई, तो हमें थोड़ी देर के लिए 4.28 मिले, फिर यह बदलकर 3.90 हो गया। यह वोल्टेज निर्धारित करता है

क्वालिटेटिव आवर क्यूबसैट ने मंगल की परिक्रमा की, और वातावरण पर डेटा एकत्र किया। अंतर का पता लगाने और मापने के लिए हमने अपने MQ-9 सेंसर के लिए वातावरण में जोड़ने के लिए प्रोपेन (C3H8) का उपयोग किया। मार्स ऑर्बिटर के पिछड़ने के कारण उड़ान परीक्षण वास्तव में अच्छा रहा। क्यूबसैट ने एक गोलाकार गति में उड़ान भरी, जिसमें सेंसर ने मंगल की ओर इशारा किया।

सीख सीखी:

इस पूरे प्रोजेक्ट के दौरान सबसे बड़ा सबक यह था कि हम अपने संघर्षों को जारी रखें। इस परियोजना का सबसे कठिन हिस्सा शायद यह पता लगाना था कि हमारे डेटा को एकत्र करने के लिए एसडी कार्ड के लिए कैसे सेटअप और कोड किया जाए। इसने हमें बहुत परेशानी दी क्योंकि यह एक लंबी परीक्षण-और-त्रुटि प्रक्रिया थी, जो थोड़ी निराशाजनक थी, लेकिन अंततः हमने इसका पता लगा लिया।

हमने सीखा कि रचनात्मक कैसे बनें और 10x10x10 क्यूबसैट बनाने के लिए उपकरणों का उपयोग करें जो एमक्यू-9 गैस सेंसर के साथ वायु प्रदूषण को मापने में मदद करेगा। हमने अपनी धातु को सही आकार में काटने के लिए ड्रेमेल, बोल्ट कटर, बड़े व्हील ग्राइंडर और हैकसॉ जैसे बिजली उपकरणों का इस्तेमाल किया। हमने यह भी सीखा कि हमारे दिमाग में विचारों से लेकर कागज तक हमारे डिजाइन को सही ढंग से कैसे तैयार किया जाए, और फिर योजना को क्रियान्वित किया जाए। बिल्कुल नहीं, लेकिन योजना ने हमें ट्रैक पर बने रहने में मदद की।

एक और कौशल जो हमने सीखा वह यह था कि कैसे Arduinos में MQ-9 सेंसर को कोड किया जाए। हमने MQ-9 गैस सेंसर का इस्तेमाल किया क्योंकि हमारा मुख्य उद्देश्य एक ऐसा क्यूबसैट बनाना था जो मार्च के वातावरण में हवा की गुणवत्ता को मापने में सक्षम हो।