كيفية تجميع الأردوينو لالتقاط الصور بقلم: سيدني ومادي وماجديل: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

كان هدفنا هو تجميع Arduino و Cubesat يمكنه التقاط صور لمحاكاة المريخ أو كوكب المريخ الحقيقي. أعطيت كل مجموعة قيود المشاريع: لا يزيد حجمها عن 10 × 10 × 10 سم ، ولا يمكن أن يزيد الوزن عن 3 أرطال. كانت قيود مجموعتنا الفردية هي عدم إضافة أي أجهزة استشعار أخرى أو تغيير الفكرة الأصلية لمشروعنا.

الخطوة 1: اجمع المواد

1) ستحتاج إلى شراء ArduCam متوافق مع Arduino Uno. اشترينا منتجنا من أمازون وكان النموذج الدقيق الذي اشتريناه هو: Arducam Mini Module Camera Shield مع OV2640 2 Megapixels Lens for Arduino UNO Mega2560 Board (لن يقوم الرابط الموجود على Amazon بنسخ هذا الاسم الدقيق ولكن يجب أن يكون هو الأول على الصفحة)

2) بناء Cubesat. في مشروعنا ، استخدمنا طابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة Cubesat التي تم تصميمها بالفعل. لا يهم التصميم الذي تستخدمه. إذا لم يكن لديك خيار الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فيمكنك أيضًا تجميعها باستخدام عناصر مختلفة مثل العصي المنجلية المنجلية والليغو والخشب الآخر وما إلى ذلك. إذا لم تكن تقوم بتجميع Arduino لوضعه في Cubesat ، فتخط هذه الخطوة. (سنشرح كيف أنشأنا Cubesat في الخطوة 3)

3) احصل على Arduino. استخدمنا Arduino Uno وهو ما يتوافق مع Arducam.

4) جمع الأسلاك. ستحتاج إلى 8 أسلاك من الذكور إلى الإناث و 4 أسلاك من الذكور. لا تهم الألوان ولكن الألوان المختلفة قد تساعدك على البقاء منظمًا.

الخطوة الثانية: توصيل الأسلاك

خذ الأسلاك الثمانية من الذكور إلى الإناث وقم بتوصيل الطرف الأنثوي بالشوكات الفضية على Arducam. ستكون نوبة ضيقة لكنهم جميعًا سيستمرون ببعض الصبر.

سوف نشير إلى الألوان التي نستخدمها بالانتقال من اليمين إلى اليسار بدءًا من الرمادي.

1) نهاية رمادية ل A5

2) نهاية بيضاء إلى A4

3) نهاية سوداء إلى 5V

4) نهاية الجيش الأخضر إلى GND

5) نهاية حمراء إلى 13

6) نهاية البرتقالية إلى 12

7) نهاية صفراء إلى 11-

8) النهاية الخضراء لـ 7

الخطوة 3: قم بتجميع Cubesat

بالنسبة لمشروعنا قمنا بطباعة مكعبات ثلاثية الأبعاد الخاصة بنا. إذا لم يكن لديك وصول إلى طابعة ثلاثية الأبعاد ، فهناك العديد من الخيارات الأخرى للبناء مثل عصي المصاصة والليغو والمعادن وما إلى ذلك.

أعلاه هي روابط stl التي استخدمناها وقمنا بتنزيلها لطباعة Cubesat مع مثال على الصورة. للوصول إلى الروابط ، انقر فوق روابط الصور وسيأخذك إلى صفحة أخرى ، مرة واحدة في الصفحة الأخرى انقر فوق الارتباط الصغير في الزاوية اليسرى السفلية وسيتم تنزيله على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

لإرفاق الورقة العلوية والسفلية ، قمنا بربط ثلاثة ثقوب فيه وسيتم عرض الصور أعلاه. عند الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تبدأ بطبقة رقيقة واحدة في الأسفل وقررنا الاحتفاظ بها بدلاً من قطعها وإرفاق القطعة السفلية ولكن الخيار لك. من خلال تصميمنا النهائي ، قررنا قطع القطع الفوضوية الإضافية لتنظيف المظهر بشكل أفضل قليلاً.

إذا قررت بناء مكعباتك بطريقة مختلفة ، فقد يكون من الضروري بناء رف خاص بـ Arduino.

الخطوة 4: إعداد الكود

1) افتح Arduino / Genuino Uno على الكمبيوتر

2) قم بتنزيل الكود من Arducam.com واستخدم كاميرا التجسس وقم بتنزيل المكتبة المرفقة

أ) افتح Arducam.com

ب) اضغط على شريحة كاميرا التجسس على الصفحة الرئيسية

ج) على الجانب الأيسر من الصفحة اضغط على البرنامج

د) في البرنامج ، اضغط على روابط Github Code المصدر وقم بتنزيل الملفات الثلاثة على تلك الصفحة

github.com/ArduCAM/RaspberryPi/tree/master…

3) افتح Arduino / Genuino Uno وقم بتحميل ملف spi على البرنامج

4) تأكد من توصيل سلك USB في Arduino والكمبيوتر

5) افتح المكتبة التي قمت بتنزيلها على الصفحة

6) اضغط على الزر الذي يقول "تحميل" في أعلى الصفحة

إذا كنت ترغب في فتح Arducam Host وهو مجرد فيديو مستمر من الكاميرا ، فانتقل إلى المكتبة التي تم تنزيلها وافتح زر Arducam Host

الخطوة 5: تأمين Arduino

تم تصميم المكعبات لإرسالها في الفضاء وهذا يعني الكثير من التنقل. يجب أن يكون جهاز Arduino والكاميرا آمنين قدر الإمكان حتى لا يكسر شيء في طريقه إلى المريخ ، أو في حالتنا ، في اختبار الاهتزاز.

لا توجد بالفعل طريقة مثالية للقيام بهذه الخطوة وربما يكون لديك طريقة أفضل مما فعلناه ولكن هذا مثالنا:

1) خذ Arduino وابحث عن مساحة جيدة في الجزء السفلي من Cubesat أو على الرف إذا قررت صنع واحدة

2) قم بعمل حلقة من الشريط (استخدم الشريط اللاصق على الرغم من أنه غير مصور ، فقد نفدنا) وقم بلصقه في الجزء السفلي من Arduino

3) اضغط على فقاعة Arduino والشريط واضغط بقوة على المكان الآمن الذي صنعته في Cubesat

4) إذا شعرت أن Arduino ليس آمنًا تمامًا ، أضف قطعة من الشريط اللاصق فوق الجزء العلوي لمزيد من الحماية

5) ابحث عن مكان جيد لـ ArduCam الخاص بك

6) قم بتأمين الكاميرا بشريط لاصق بأفضل طريقة تراها مناسبة. يظهر في صورتنا أننا أخذنا قطعتين من الأعلى والأسفل وجعلناهما طويلتين بما يكفي للالتفاف حول قطع البلاستيك

الخطوة 6: الاختبارات

اختبار الطيران والاهتزاز

للتأكد من أن بطاقة Arduino الخاصة بك آمنة ، يمكن إجراء اختبار طيران واهتزاز ولكنه اختياري. في فصلنا الدراسي ، كان لدينا جهازان لاختبار Cubesat الخاص بنا ولكن قد لا يكون لديك الخيار. سيكون لدينا مقطع فيديو لاختباراتنا الموضحة أعلاه.

لاختبار الطيران ، تحتاج إلى استخدام سلسلة للتوصيل من Cubesat إلى الجهاز. قمنا بلف الخيط من خلال أربعة ثقوب على جوانب متقابلة من Cubesat. نوصي بجعل السلسلة أطول لأنه كان علينا تعويضها وإضافة المزيد من السلسلة. عندما قمنا بربط الخيط الخاص بنا ، نضعه على الجانب المقابل للكاميرا بحيث تكون الكاميرا متجهة لأسفل دائمًا للحصول على رؤية أفضل. ستستخدم خطافًا لإرفاق السلسلة بالجهاز. بمجرد توصيل الخيط ، ستقوم بتشغيل الجهاز وستصل ببطء إلى الطاقة الكاملة وتدور لمدة 30 ثانية.

بالنسبة لاختبارات الاهتزاز ، ستضع Cubesat في صندوق صغير وتدخله ببطء إلى طاقته الكاملة. هناك نوعان من اختبارات الاهتزاز ، لذا بالنسبة للثاني ، سيتعين عليك لصقها ، لكنها ستكون نفس المفهوم. كرر ما فعلته من قبل واستمر في العمل لمدة 30 ثانية.

الخطوة 7: فيزياء المشاريع

T: (2/1) ثانية / دورة

يستغرق إجراء اختبار الطيران في مدار ثانيتين.

f: (.5 / 1) دورات / ثانية

في الاختبار يمكنه إجراء 0.5 دورات في ثانية واحدة.

الخامس: 2.29 م / ث

تبلغ سرعة حركة القمر الصناعي 2.29 م / ث ، وقد تم حساب ذلك بأخذ القطر (1.46 سم) وضربه في pi ثم القسمة على الوقت (2/1 ثانية / دورة). السرعة هي سرعة Cubesat أثناء سيرها في دوائر أثناء اختبار الطيران.

تيار متردد: 7.18 م / ث ^ 2

العجلة 7.18 م / ث ^ 2 محسوبة عن طريق تربيع السرعة (2.29 م / ث) والقسمة على نصف القطر (73 سم). التسارع هو التغيير في سرعة Cubesat كما هو في الاختبار

Fc: 1069.44 ن

تُحسب قوة الجاذبية بأخذ الكتلة (148.87 جم) وضربها في تربيع السرعة والقسمة على نصف القطر (0.73 سم). قوة الجاذبية المركزية هي قوة تؤثر على المكعبات أثناء تحركه في دائرة ، مما يبقيه في المسار العام بينما يتحرك Fc إلى الداخل.

الخطوة 8: الخاتمة

هذه هي جميع الخطوات التي اتخذناها لتجميع Cubesat وترميز Arduino لالتقاط صور للمريخ أو أي كائن آخر تريده. في Instructable ، قمنا بتضمين القياسات والحسابات الدقيقة الخاصة بنا ، ولكن في المنزل قد تختلف نتائجك. على الرغم من أن مشروعنا واجه بعض المطبات في الطريق ، فقد جعلنا هدفنا هو تسهيلها جميعًا وجعل هذا المشروع بسيطًا قدر الإمكان لأي شخص آخر.