Yuav Ua Li Cas Tsim CubeSat Nrog Arduino thiab Geiger Counter Sensor: 11 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:27

Puas tau xav tsis thoob txog seb puas yog Mars tsis muaj xov tooj cua? Thiab yog tias nws muaj xov tooj cua, puas yog qib hluav taws xob siab txaus los suav tias yog teeb meem rau tib neeg? Cov no yog txhua lo lus nug uas peb cia siab tias tuaj yeem teb los ntawm peb CubeSat nrog Arduino Geiger Counter.

Kev ntsuas hluav taws xob tau ntsuas hauv sieverts, uas ntsuas qhov hluav taws xob nqus los ntawm tib neeg cov ntaub so ntswg, tab sis vim lawv qhov loj me peb feem ntau ntsuas hauv millisieverts (mSV). 100 mSV yog qhov koob tshuaj txhua xyoo qis tshaj plaws uas muaj kev pheej hmoo pheej hmoo kis mob qog noj ntshav tsawg dua, thiab ib koob ntawm 10, 000 mSV ua rau tuag taus nyob rau lub lis piam. Peb qhov kev cia siab yog txiav txim siab qhov twg qhov kev sim no tau tsaws rau Mars ntawm qhov ntsuas hluav taws xob.

Peb chav kawm physics tau pib los ntawm kev kawm txog kev ya dav hlau thaum thawj peb lub hlis dhau los ntawm chav sim uas peb tsim peb tus kheej lub dav hlau thiab tom qab ntawd tsim nws tawm ntawm daim hlau Styrofoam. Tom qab ntawd peb yuav pib ua haujlwm txhawm rau ntsuas kev rub, nqa, thawb, thiab qhov hnyav ntawm lub dav hlau. Tom qab thawj txheej ntawm cov ntaub ntawv peb yuav hloov pauv lub dav hlau kom sim thiab tau txais qhov deb tshaj plaws ua tau.

Tom qab ntawd peb lub hlis thib ob peb tsom mus rau tsim lub foob pob hluav taws dej kom soj ntsuam ntxiv thiab ntsuas cov ntsiab lus peb tau kawm thaum thawj peb lub hlis twg. Txog qhov haujlwm no peb siv 2L lub raj mis thiab lwm yam khoom siv los tsim peb lub foob pob hluav taws. Thaum peb tau npaj los tso tawm peb yuav ntim cov raj mis nrog dej, tawm mus sab nraud, tso lub foob pob hluav taws rau ntawm lub ncoo, tso dej tawm thiab tso tawm. Lub hom phiaj yog tso lub foob pob hluav taws mus deb tshaj plaws nyob rau hauv txoj kab ntsug thiab kom nws nqis los nyab xeeb.

Peb qhov haujlwm kawg "loj" thib peb yog tsim CubeSat uas yuav nqa Arduino thiab lub ntsuas pa kom nyab xeeb rau peb chav kawm ntawm Mars. Lub hom phiaj tseem ceeb rau txoj haujlwm no yog txiav txim siab txog qhov muaj cov xov tooj cua nyob hauv Mars thiab txiav txim siab seb puas muaj teeb meem rau tib neeg. Qee lub hom phiaj ntawm lwm sab yog los tsim CubeSat uas yuav tiv qhov kev ntsuas co thiab tuaj yeem haum txhua yam khoom tsim nyog hauv nws. Cov hom phiaj sab tes mus thiab txhais tes nrog cov kev txwv. Cov kev txwv peb muaj rau txoj haujlwm no yog qhov ntev ntawm CubeSat, nws hnyav npaum li cas, thiab cov khoom uas nws tau tsim los ntawm. Lwm qhov kev txwv tsis cuam tshuam nrog CubeSat yog lub sijhawm uas peb yuav tsum luam tawm 3D vim peb tsuas tau txais ib hnub los ua kom tiav; cov cim uas peb siv kuj tseem yog qhov txwv txij li muaj cov cim uas chav kawm tsis muaj lossis tsis tuaj yeem yuav. Nyob rau sab saum toj ntawm qhov no peb yuav tsum dhau qhov kev ntsuas co los txiav txim siab qhov ruaj ntseg ntawm CubeSat thiab ntsuas qhov hnyav kom ntseeg tau tias peb tsis dhau 1.3kg.

-Juan

Kauj Ruam 1: Cov Khoom Qhia

3D luam tawm CubeSat- Miniaturized satellite uas muaj qhov ntev ntawm 10cm x 10cm x 10cm thiab tsis tuaj yeem hnyav ntau dua 1.3Kg. Nov yog qhov uas peb tau tso tag nrho peb cov xov hlau thiab cov ntsuas cua, ua haujlwm raws li qhov chaw sojntsuam

Cov xov hlau- Siv los txuas Geiger Counter thiab Arduino rau ib leeg thiab ua rau lawv ua haujlwm

Arduino- Siv los khiav cov cai ntawm Geiger Counter

Geiger Counter- Siv los ntsuas ntsuas hluav taws xob tawg, qhov no yog qhov peb txhua txoj haujlwm nyob ntawm seb los txiav txim siab txog hluav taws xob

Cov Roj Teeb- Siv los ua lub zog Geiger Counter uas yuav ua kom muaj zog Arduino ib zaug txuas nrog

Micro sd Reader- Siv los sau thiab sau cov ntaub ntawv sau nrog Geiger Counter

Screws- Siv txhawm rau txhawm rau sab saum toj thiab hauv qab ntawm CubeSat kom ntseeg tau tias nws tsis tawg

Uranium ore- Cov khoom siv hluav taws xob uas yog Geiger Counter siv los txiav txim siab hluav taws xob

Khoos phis tawj- Siv los nrhiav/tsim cov cai koj yuav siv rau Arduino

USB Cord- Siv los txuas koj Arduino rau lub khoos phis tawj thiab khiav cov cai

Kauj Ruam 2: Tsim Koj Lub CubeSat

Thawj qhov koj yuav xav tau yog koj li CubeSat.

(Yog tias koj xav tau cov lus piav ntxaws ntxaws txog dab tsi CubeSat yog checkout

Thaum tsim koj lub CubeSat koj muaj ob qho kev xaiv tseem ceeb, tsim koj tus kheej tawm ntawm cov ntaub ntawv twg los xij koj muaj lossis 3D luam tawm ib qho.

Kuv pab pawg txiav txim siab 3D luam peb CubeSat yog li txhua yam peb yuav tsum tau ua yog saib "3D CubeSat" thiab peb pom ntau tus qauv tab sis peb txiav txim siab rub cov ntaub ntawv los ntawm NASA lub vev xaib. Los ntawm qhov ntawd koj yuav xav rub tawm cov ntawv; tom qab ntawd, koj yuav xav tau lub flash drive los unzip cov ntawv thiab thauj nws mus rau lub tshuab luam ntawv 3D.

Los ntawm qhov ntawd, cia li mus tom ntej thiab 3D luam tawm CubeSat txhawm rau ua tiav nrog lwm cov kauj ruam.

Thaum tsim peb tus qauv 3D CubeSat peb pom tau tias peb Arduino thiab cov hlua yuav tsis haum rau hauv. Peb txhua tus tau tsim lub tswv yim thiab txiav txim siab yuav ua li cas tso txhua yam hauv. Peb yuav tsum tig thiab muab peb npog sab saum toj thiab hauv qab lub ntsej muag. Tom qab ntawd, peb yuav tsum tau laum qhov thiab tuaj yeem ntsia ntsia hlau thiab pom qhov loj me. Yog thaum tso tag nrho Arduino, SD card thiab txhua yam hauv nws, peb muaj "ntau" qhov chaw yog li peb yuav tsum ntxiv qee cov npuas qhwv hauv thaum peb tau sim nws yuav tsis mus txhua qhov vim tias nws tau xaim thiab txuas nrog.

Kauj ruam 3: Sketch Koj Tsim

Thaum koj tau txais tag nrho koj cov ntaub ntawv koj yuav xav ua tus kos duab ntawm yam koj tsim yuav zoo li.

Qee tus pom cov kauj ruam no muaj txiaj ntsig ntau dua li lwm tus yog li nws tuaj yeem nthuav dav lossis raws li qhov koj nyiam, tab sis nws yog qhov zoo kom tau txais lub tswv yim dav dav ntawm yuav ua li cas koj yuav npaj txhua yam.

Peb pab pawg tus kheej tau siv nws los txheeb xyuas lub tswv yim li cas peb yuav npaj peb cov ntsuas thiab txhua lub xov hlau tab sis los ntawm qhov ntawd peb tsis pom ntau siv rau nws vim peb tau hloov pauv tas li thiab yog li peb cov duab kos tsuas yog ua haujlwm pib txij li peb tsis tau ua tsis tshua lo nrog lawv.

Thaum koj muaj lub tswv yim dav dav ntawm txhua yam yuav zoo li cas koj tuaj yeem txav mus rau qib tom ntej

Kauj Ruam 4: Kawm Yuav Ua Li Cas Geiger Counter Ua Haujlwm

Thaum peb tau txais Geiger Counter xa rau peb peb yuav tsum kawm paub nws ua haujlwm li cas ntawm peb tsis tau siv dua ib zaug.

Thawj qhov peb tau kawm yog Geiger Counter yog qhov nkag siab zoo. Cov ntsuas nyob sab nraub qaum yuav ua suab nrov nrov heev nrog rau Geiger raj nws tus kheej thaum twg peb kov. Yog tias peb khaws peb tus ntiv tes rau ntawm lub raj nws yuav ua rau ib lub suab nrov nrov ntev thiab peb tshem peb cov ntiv tes tawm thiab nyob thiab nws yuav zoo li qub raws li lub sijhawm ntawm peb cov ntiv tes ntawm lub raj.

Tom qab ntawd peb sim Geiger Counter siv txiv tsawb. Peb pom tau tias ze dua cov khoom siv hluav taws xob tau mus rau Geiger Counter, nws yuav zuam ntau dua thiab rov ua dua.

Kauj Ruam 5: Cov Cuab Yeej/Kev Nyab Xeeb Kev Nyab Xeeb

1. Thawj qhov uas xav tau yog CubeSat. Txhawm rau ua qhov ntawd, koj yuav xav tau lub tshuab luam ntawv 3d thiab cov ntaub ntawv los luam lossis koj tuaj yeem tsim koj tus kheej siv cov ntaub ntawv twg los xij uas koj xav tias yuav ua haujlwm; nco ntsoov, CubeSat yuav tsum yog 10cm x 10cm x 10cm (Hla ntu 2 yog tias koj tab tom tsim koj tus kheej)
2. Tom ntej no koj yuav tsum tau laum qhov rau sab saum toj thiab hauv qab lub plhaub ntawm 3d luam tawm CubeSat kom muab cov ntsia hlau tso rau hauv. Mus tom ntej thiab ntswj lub plhaub hauv qab (Nco ntsoov tias koj hnav tsom iav los tiv thaiv cov khib nyiab nkag mus rau hauv koj lub qhov muag)
3. Tau txais qee lub roj teeb thiab muab tso rau hauv lub roj teeb, tom qab ntawd xaim lub roj teeb mus rau Geiger Counter thiab xaim Geiger Counter rau Arduino. Nco ntsoov tias Micro SD nyeem ntawv tau txuas nrog thiab.
4. Tig Geiger Counter rau kom ntseeg tau tias txhua yam ua haujlwm tau zoo. Muab txhua yam tso rau hauv CubeSat.
5. Kuaj davhlau koj lub CubeSat kom paub tseeb
6. Tom qab sau koj cov ntaub ntawv, xyuas kom tseeb tias tsis muaj dab tsi hauv CubeSat kub dhau. Yog tias muaj, tshem nws tam sim thiab suav qhov teeb meem
7. Kuaj txhua yam los xyuas seb puas tau khaws cov ntaub ntawv
8. Nco ntsoov ntxuav koj txhais tes tom qab cuam tshuam nrog Uranium siv los sau cov ntaub ntawv

Kauj Ruam 6: Txuas Arduino

Tsuas yog lub zog xav tau yog roj teeb AA

Txuas lub roj teeb ncaj qha mus rau Geiger Counter, tom qab ntawd xaim VVC tus pin mus rau kab ntawv zoo ntawm lub khob cij.

Khiav lwm txoj hlua hlau ntawm tib kab ntawv hauv lub khob cij rau 5V qhov ntawm Arduino. Qhov no yuav txhawb Arduino.

Tom qab ntawd, khiav xaim los ntawm 5V tus pin ntawm arduino mus rau SD Card adapter.

Tom ntej no, xaim VIN ntawm tus lej geiger mus rau tus lej sib piv ntawm Arduino.

Tom qab ntawd, xaim GND mus rau kab ntawv tsis zoo ntawm lub khob cij.

Hlau kab tsis zoo rau GND ntawm Arduino.

SD daim npav rau Arduino:

Miso mus rau 11

Miso mus rau 12

SCK mus rau 13

CS mus rau 4

Kauj ruam 7: Coding

Txoj hauv kev yooj yim tshaj plaws rau tus lej Arduino yog rub tawm ArduinoCC app, uas tso cai rau koj sau cov cai thiab xa nws mus rau Aduino. Peb muaj lub sijhawm nyuaj los nrhiav tus lej ua tiav uas yuav ua haujlwm. Muaj hmoo rau koj, peb cov cai suav nrog kaw CPM (nyem ib feeb) thiab cov ntaub ntawv ntawm SD card.

Txoj Cai:

#suav nrog

#suav nrog

/ * * Geiger.ino * * Txoj cai no cuam tshuam nrog Alibaba RadiationD-v1.1 (CAJOE) Geiger cov khoom txee

* thiab tshaj tawm cov ntawv nyeem hauv CPM (Suav Ib feeb). *

* Tus sau: Mark A. Heckler (@MkHeck, [email protected]) *

* Daim ntawv tso cai: Daim ntawv tso cai MIT *

* Thov siv dawb nrog suav nrog. Ua tsaug!

*

* * Kho kom raug ** */

#define LOG_PERIOD 5000 // Logging time in milliseconds, pom zoo tus nqi 15000-60000.

#define MAX_PERIOD 60000 // Lub sijhawm nkag siab tshaj plaws

volatile unsigned ntev suav = 0; // GM Tube cov xwm txheej

unsigned ntev cpm = 0; // PIB

const unsigned int multiplier = MAX_PERIOD / LOG_PERIOD; // Xeem/khw CPM

tsis tau kos npe ntev dhau los Millis; // Lub sij hawm ntsuas

const int pin = 3;

tsis muaj dab tsi tube_impulse () {

// Txheeb suav cov xwm txheej los ntawm Geiger lub rooj sib tham suav suav ++;

}

#suav nrog

Ua ntaub ntawv myFile;

void teeb tsa () {

pinMode (10, NTAWV);

SD.begin (4); // Qhib kev sib txuas lus txuas thiab tos rau qhov chaw nres nkoj qhib:

Serial.begin (115200);

}

void loop () {// tsis muaj dab tsi tshwm sim tom qab teeb tsa

unsigned ntev currentMillis = millis ();

yog (currentMillis - yav dhau losMillis> LOG_PERIOD) {

PreviousMillis = currentMillis;

cpm = suav * sib npaug;

myFile = SD.open ("test.txt", FILE_WRITE);

yog (myFile) {

Serial.println (cpm);

myFile.println (cpm);

myFile.close ();

}

suav = 0;

pinMode (tus pin, INPUT); // Teeb tus pin rau kev nkag mus rau ntes GM Tube cov xwm txheej cuam tshuam (); // Pab kom cuam tshuam (yog tias lawv tau xiam yav tas los) attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (tus pin), tube_impulse, FALLING); // Txhais kev cuam tshuam sab nraud

}

}

Daim duab peb muaj yog thawj tus lej uas peb siv uas tsis tiav yog li yog thawj qhov ntawm peb cov teeb meem nrog coding. Los ntawm qhov ntawd peb tsis tuaj yeem txav mus nrog txoj haujlwm kom txog thaum peb cov kws qhia tau pab peb nrog txoj cai. Cov cai no tau muab los ntawm lwm txoj cai uas ua haujlwm nrog Geiger Counter ib leeg tab sis tsis yog ib zaug nws tau ua khub nrog daim npav SD.

Kauj Ruam 8: Txoj Cai Kuaj

Thaum koj muaj koj tus lej ua ntej thiab sim cov cai kom ntseeg tau tias koj tuaj yeem khaws cov ntaub ntawv.

Ua kom ntseeg tau tias txhua qhov teeb tsa raug yog li xyuas koj cov chaw nres nkoj thiab koj cov xov hlau kom ntseeg tau tias txhua yam raug.

Thaum koj tau txheeb xyuas txhua yam khiav cov cai thiab pom cov ntaub ntawv koj tau txais.

Kuj tseem ceeb cov chav nyob rau hluav taws xob uas koj tab tom sau raws li yuav txiav txim siab qhov tseeb hluav taws xob uas tab tom tso tawm.

Kauj Ruam 9: Ntsuam Xyuas Koj CubeSat

Thaum koj tau txais koj tus lej txiav txim siab thiab tag nrho koj cov xov hlau tau ua tiav koj cov kauj ruam tom ntej yog kom haum txhua yam hauv CubeSat thiab sim nws kom ntseeg tau tias tsis muaj dab tsi yuav sib nrug ntawm koj qhov kev xeem zaum kawg.

Thawj qhov kev sim koj yuav xav tau ua tiav yog kev sim dav hlau. Tau txais ib yam dab tsi los dai koj lub CubeSat los ntawm nws thiab tig nws los ntsuas yog tias nws yuav ya mus lossis tsis thiab kom paub tseeb tias nws tig mus rau qhov yog.

Thaum koj tau ua tiav thawj qhov kev sim ua ntej koj yuav tsum ua kom tiav ob qhov kev sim co. Thawj qhov kev sim yuav sim qhov kev kub ntxhov CubeSat yuav dhau los ntawm huab cua hauv ntiaj teb thiab qhov kev sim zaum ob yuav ua rau muaj kev kub ntxhov hauv qhov chaw.

Xyuas kom tseeb tias txhua qhov koj nyob ua ke thiab tsis muaj ib yam dab tsi poob.

Kauj Ruam 10: Kev Xeem Kawg thiab Cov Ntsiab Lus

Cov ntaub ntawv sau rau ntawm lub rooj ntawm qhov sib txawv deb ntawm geiger txee

Sib sau ua ke ntawm 5 vib nas this 0 72 24 36 48 612 348 60 48 48 24 36 36

Ua ntej peb qhov kev xeem zaum kawg peb tau khaws cov ntaub ntawv los ntawm tig Geiger Counter thiab tso cov khoom siv hluav taws xob nyob deb sib nrug. Tus lej siab dua nyob ze rau Geiger Counter yog rau cov khoom siv hluav taws xob.

Cov ntaub ntawv khaws tseg thaum Kuaj Kuaj

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Rau peb qhov kev sim tiag cov khoom siv hluav taws xob tau dhau mus deb dhau ntawm Geiger Counter rau nws kom ntsuas.

Cov ntaub ntawv txhais li cas? Zoo siv daim ntawv nyeem peb tuaj yeem txiav txim siab tias tus lej siab dua li qhov phom sij txaus ntshai rau tib neeg. Thiab yog li, raws li peb qhov kev sim, Mars zoo kawg nkaus txuag rau tib neeg!

Tu siab, kev muaj tiag feem ntau poob siab. Mars 'hluav taws xob yog qhov tseeb 300 mSv uas yog 15x siab dua li cov neeg ua haujlwm cog cog nuclear raug nthuav tawm txhua xyoo.

Lwm cov ntaub ntawv rau peb lub davhlau suav nrog:

Fc: 3.101 Newtons

Ac: 8.072 m/s^2

V: 2.107 m/s

m: 38416 kg

P: 1.64 vib nas this

F: 609 Zaus

Kauj Ruam 11: Teeb Meem/Cov Lus Qhia/Qhov Chaw

Qhov teeb meem loj uas peb tau nrhiav pom cov cai uas yuav ua haujlwm rau Geiger thiab SD daim ntawv yog li yog tias koj muaj teeb meem tib yam xav siv peb cov lej ua lub hauv paus. Lwm qhov kev xaiv yuav yog mus rau Arduino cov rooj sib tham thiab thov kev pab nyob ntawd (npaj kom them txawm li cas los xij raws li peb pom tib neeg tsawg dua yuav pab yog tias tsis muaj nyiaj them rov qab).

Ib yam uas peb xav qhia rau lwm tus yog sim thiab nrhiav txoj hauv kev rau Geiger Counter kom ze rau qhov hluav taws xob ntau li ntau tau kom thiaj li tuaj yeem tau txais cov ntaub ntawv pov thawj ntau dua.

Nov yog cov peev txheej peb sab laj rau ib tus neeg txaus siab:

www.space.com/24731-mars-radiation-curiosi…

www.cooking-hacks.com/documentation/tutori…

community.blynk.cc/t/geiger-counter/27703/…