a mini szatellittŐl · 2019-04-09 · a mini szatellittŐl a sumo-robotig pető mária székely...
TRANSCRIPT
A MINI SZATELLITTŐL A
SUMO-ROBOTIG
Pető MáriaSzékely Mikó Kollégium, SepsiszentgyörgyMTA-ELTE Fizika Tanítása Kutatócsoport
Az atomoktól a csillagokig2018. nov. 29.
Témáink:
• Arduino - röviden• CanSat- mini szatellit• Elektromágneses hullámok
sebességének meghatározása méréssel• Sumo robot• Lego-robotok• Versenyek - RoboChallenge; WRO;
RoboTec
Arduino Pro Mini 382 5V/16MHz
http://www.robofun.ro/reduino-core
Reduino Core
Arduino UNO
Áramköri tűzőlap, dugaszolós próbapanel
BMP180 DHT22 GPS _GP735
Motor
Csatolható szenzorok, áramköri elemek
⚫ Ohm törvénye: 𝑈 = 𝑅 ∗ 𝐼
⚫ Az ellenállást a ampermérő
adataiból kapjuk: 𝑅 =𝑈
𝐼⚫ 1000Ω t= 0°𝐶
⚫ 680Ω t= −80°𝐶
⚫ Az ellenállást a voltmérő
adataiból kapjuk meg:
A hőmérsékletmérés elve:
Shield- olyan elektronikus áramkörök, amelyek az Arduino egységekhez egyszerűen illeszthetők; ezekkel bővíthető a mikrokontroller feladatcsomagja. Pld.
LCD Shield
Motor driver
WiFi Shield
GSM-GPS Shield
Ethernet Shield
Proto Shield
Csatolható áramköri egységek
Az Arduino programozása
Kézikönyv, segédlet: https://www.peschka.hu/userfiles/7/files/tavir_arduino_notebook.pdf
Arduino IDE egy kereszt-platformos Java nyelven írt fejlesztőkörnyezet; "Wiring" nevezetű C/C++
programkönyvtárral, -programok: C/C++ nyelven, amelyek USB porton keresztül tölthetők fel a kontrollerre;A fejlesztői környezetbe beépített funkciók:void setup (): a használt pin-ek, portok és könyvtárak megadása; egyszeri;void loop (): többször fut, kimeneti és bemeneti változók a feladat szerint;
Mi a CanSat?
Egy 330ml –es üdítős dobozba zárt autonóm mérőegység, amely tudományos feladatok végrehajtására alkalmas.
Egy diákok által tervezett és megépített eszköz, amely modellezi a valódi műholdak mozgását, működését.
Kreatív, innovatív tanulási lehetőség. Érdekes, csapatépítő, ötletes műhelymunka.
ESA
A CanSat program célja:
• a CanSat műholdegység megépítése• a mérőegység tervszerinti működése a fellövés alatt és
kilövés után is (áramforrás, a szenzorok bekapcsolnak, adatátvitel megkezdődik)
• az ejtőernyő hatékony nyílása, működése• esési sebesség (8-8,1)m/s• valós légköri adatok rögzítése a különböző
magasságokban (elvárt és mért adatok között ne legyen nagy különbség)
• sikeres földet érés, az egység működik landolás után is;• hatékony rádiókommunikáció és adatátvitel• a mért adatok rögzítése, feldolgozása, értékelése;
Ötletbörze: mi legyen a mérési
feladatunk
Az eszköz megtervezése és
megépítése
A modulok, vezérlők, szenzorok
összehangolása
Tesztelés, próbamérések
Az egység előkészítése a
feladatra.
Mérések, prezentáció.
Adatrögzítés, elemzés,
értékelés.
Népszerűsítés, zárójelentés,
összegzés.
• Mikrontroller(Arduino)
• Vezérlőprogramok;• Adatfeldolgozás,
• Antenna• Földi vevőegység• Adatátvitel,
adattárolás, feldolgozás
• Szenzorok;• Áramforrás;• Kapcsolók;• Adó;• Adatgyűjtés,
• Külső burkolat;• Ejtőernyő;• Tartószerkezeti
elemek,
Mechani-
kaElektronika
VezérlésKommuni-
káció
Felépítés
2o12
2o16
Az INTRUDER rakéta adatai (ez emeli 1km magasra a mérőegységet): gyorsulás 11g, sebesség: 550km/h, tömeg 3kg, hosszúság: 1,5m, kilökési nyomás 40atm.
2o12 AndoyaRocket Range,Norvégia
szenzorok:nyomás;
hőmérséklet;Magasság:
MPL3115A2;Relatív
páratartalom HTU21D;LSM303D
magnetometer;UV index,
MQ-2 gázok ;gyorsulás;giroszkóp;
GPS és CMOS kamera;
Talajnedvesség, Piezo knock
CanSat15
CANSAT16
Tervezés - építés
Tervezés - építés
Ejtőernyő teszt
adatfeldolgozás
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
14
:22
15
:03
15
:24
15
:50
16
:03
16
:05
16
:07
16
:16
16
:20
16
:22
16
:24
16
:26
16
:28
16
:31
16
:33
16
:35
16
:37
16
:39
16
:42
16
:44
16
:46
16
:48
16
:50
16
:52
16
:55
16
:57
16
:59
17
:01
17
:03
17
:05
17
:09
17
:11
17
:13
17
:22
17
:40
17
:42
17
:45
17
:47
17
:49
17
:55m
agas
ság
h(m
)
landolási idő t (perc, s)
A Cansat landolási útja
Adatfeldolgozás
0,000,501,001,502,002,503,003,504,004,505,005,506,006,507,007,508,008,509,00
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
hő
mé
rsé
kle
t T(
C)
idő t(s)
A hőmérséklet változása az egység emelkedése és esése alatt
T (Celsius)
880
900
920
940
960
980
1000
0 50 100 150 200 250
nyo
más
p (
mP
a)
mérési pontok
A nyomás értékei az egység esése során
pressure
0
1
2
3
4
5
6
14
38
14
44
13
45
13
18
12
48
12
15
11
91
11
65
11
39
11
14
10
91
10
71
10
49
10
27
10
03
98
0
95
6
93
3
90
9
87
5
84
8
77
9
60
3
57
8
55
2
49
1
UV
ind
ex
magasság h (m)
UV index
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
14
56
14
36
14
50
13
53
13
37
13
10
12
48
12
15
11
99
11
74
11
55
11
30
11
14
10
91
10
77
10
57
10
42
10
19
10
03
98
0
96
4
94
1
92
4
90
0
87
5
84
8
83
1
74
5
60
3
57
8
56
1
53
6
46
3
Pre
latí
vár
atar
talo
mH
(%)
magasság h(m)
Relatív páratartalom H(%)
y = 84677e0,0014x
78000
80000
82000
84000
86000
88000
90000
92000
94000
96000
98000
14
66
14
64
14
58
14
38
14
44
13
37
13
18
12
55
12
39
12
15
11
99
11
82
11
65
11
46
11
30
11
14
10
98
10
84
10
71
10
57
10
42
10
27
10
11
99
5
98
0
96
4
94
8
93
3
91
6
90
0
87
5
85
7
83
1
76
0
61
1
59
4
57
8
56
1
54
3
49
1
Nyo
más
(P
a)
magasság h (m)
A nyomás változása a magasság függvényében
CanSat 2018Az új mini-szatellitünk
Most repülővel indítják az egységeket….
A Mikó18 csapat, akik II. díjat nyertek
„Frekvenciára” hangolva…
2012 2016
Az elektromágneses sugárzás sebességének meghatározása
7080
7090
7100
7110
7120
7130
7140
7150
600 700 800 900d (m)
Day2 time (μs)
7090
7100
7110
7120
7130
7140
7150
7160
7170
7180
7190
7200
500 600 700 800 900 1000d(m)
day1 time (μs)
f(x)=ax+b, f(x)−idő,
x−távolság (d)
Légkörfizikai mérések
Meteo egység építése V.V. Áron munkája
http://globalweather.000webhostapp.com/
Medgyesi A. és V. V. Álmos munkája
Arduino robotok
A „szumóka” versenyre kész
Kovács G. P.
V. V. Álmos
Kovács G. P.
WRO
Lego robotok NXT
Hasznos linkek: ARDUINO, CANSAT
https://www.arduino.cc/https://store.arduino.cc/https://www.esa.int/Education/CanSat/Registrations_are_open_for_the_European_CanSat_Competition_2019
Az előadás elkészítését a Magyar Tudományos Akadémia Tantárgy-pedagógiai Kutatási Programja (471027) támogatta.