Een satelliet bouwen: 6 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Heb je je ooit afgevraagd wat je nodig hebt om een satelliet te bouwen? Lees verder om te zien hoe mogelijk het is dankzij de goedkope maar zeer krachtige technologie van vandaag.

Het begon allemaal omdat mijn oma altijd grapjes maakte en zei dat ik zo slim was dat ik een satelliet kon bouwen. Dus nu heb ik besloten mezelf de uitdaging aan te gaan om een satelliet te bouwen.

Er zijn talloze manieren om er een te ontwerpen, en ik beschouw de mijne als erg basic en goedkoop omdat ik hem net heb gemaakt met dingen in huis. Helaas zal het misschien nooit de ruimte bereiken, maar het is een prachtige decoratie en een hub voor binnen- OF buitenbewaking vanwege de gemakkelijke inspanning die het kost om ELKE sensor aan de satelliet toe te voegen en de resultaten live op een website te zien.

*********** OPMERKING: ik ben nog steeds bezig met het ontwikkelen, ontwerpen en bouwen van bepaalde systemen op de satelliet, zoals de zonnepanelen en radiotelemetrie.**********

Benodigdheden

Dit zijn de dingen die ik gebruikte om de mijne te maken:

- Voedingskoffer (van een oude computer)

- FPV WiFi-camera (van een kapotte drone) met zijn 3.7v 500mAh-batterij

- ESP32 met OLED en WiFi

- Arduino Nano

- 5v draagbare batterijlader (de mijne is 10.000 mAh met 2 USB-poorten)

- Zonnepaneel dat ESP en Nano kan voeden OF je batterij kan opladen (ik heb 5 zelfgemaakte 1v-cellen gemaakt met This Awesome Instructable van Pure Carbon

- Een LED (ik liet de stroomindicator-LED waar hij was terwijl ik de PSU verwijderde)

- 2x 10k Weerstanden

- 2x netsnoeren voor ESP en Arduino

- 2x lichtafhankelijke weerstanden

- 2x servo's (voor FPV-camera en zonnepaneel)

- Een behoorlijke hoeveelheid draad

- Oude TV-antenne

OPTIONEEL:

- Handheld Amateur Radio (om het telemetriesignaal te verzenden)

- Arduino Nano (om telemetrie te verwerken en te berekenen)

- Een betere antenne voor de radio

En hier zijn de tools die ik heb gebruikt:

- Een computer voor het programmeren van ESP en Nanos

- Arduino IDE

- Heet lijmpistool

- Soldeerloze breadboard en jumperdraden

- App voor het bekijken van de FPV-camera

- Schroevendraaiers, Tangen en ander klein gereedschap

Stap 1: De zaak

De voeding van onze computer stierf een tijdje geleden en dus voor dit project opende ik hem en haalde alles eruit behalve de kleine groene LED die oplichtte om aan te geven dat de PSU werkte. Het was ook super stoffig en vies, dus ik poetste het op met een doek. Omdat de behuizing van metaal is en binnenin kortsluiting kan veroorzaken met de componenten, heb ik de binnenkant geïsoleerd met zelfklevende plastic bekleding en dunne schuimplaten.

Dus mijn ontwerp vereiste op zijn minst openingen in de behuizing en ze zouden niet bij elkaar in de buurt moeten zijn, dus ik ging gewoon met de gaten die al in de behuizing zaten waar de AC-stekker in ging en alle vele computerdraden naar buiten kwamen.

Stap 2: (OPTIONEEL) Amatuer radiotelemetriegegevens

Een echte satelliet die naar de ruimte gaat, zou een soort telemetrisch stuursignaal nodig hebben om de vele vitale functies te bekijken en om de Sat te besturen. Dit systeem bestaat meestal uit de telemetrie-handler (genereert de gegevens die naar de aarde moeten worden verzonden), een zender/ontvanger (verstuurt de gegevens naar de aarde via een radiosignaal en ontvangt binnenkomende stuursignalen), een antenne (gemaakt voor de frequentie van de signalen), en een grondstation voor het bewaken van de telemetrie.

Ik koos ervoor om mijn draagbare radio erin te steken en een oude tv-antenne te gebruiken die aan de buitenkant was gemonteerd met hete lijm om signalen te verzenden van een Arduino Nano die seriële gegevens van de ESP ontvangt en verbinding maakt met de microfoonpoort op de radio. De antenne heeft twee draden die worden aangesloten op GND en de signaalaansluitingen op de portofoonaansluiting van de handheld. Ik ben op dit moment nog steeds bezig met het schrijven van de code voor de Arduino Nano, maar deze wordt gevoed via de 5V-aansluiting op de Nano die het zonnepaneel bestuurt.

Stap 3: FPV-camerasysteem

Als je zoiets naar de ruimte stuurt, wil je niet alleen een blik in vogelvlucht, maar ook die van je satelliet. Ik gebruikte een camera van een kapotte drone en plakte de camera op de drone-batterij en plakte het allemaal samen op de servo om het rond te draaien. De camera maakt zijn eigen wifi en met behulp van een app op mijn telefoon maakt hij verbinding met de camera om me live 1080p-video te laten zien. Het is gemonteerd op een servo die wordt bestuurd door de webserver van de satelliet. De servo heeft drie draden: +5v, Ground en de stuurlijn die ik op pin 21 van de ESP heb gezet.

Stap 4: Het vluchtsysteem van de satelliet

Dit is waarschijnlijk het belangrijkste onderdeel van de satelliet naast een betrouwbare stroombron. Ik heb een ESP32 gebruikt om een webserver te maken die gegevens verzamelt en voor u op de webpagina plaatst. Het regelt ook de panning van de cameraservo. De PSU LED wordt aangesloten op pin 25. Servo voor de FPV CAM gaat op pin 21 en de gebruikelijke 5v en GND. Om het te compileren, HEBT U DEZE GITHUB-BIBLIOTHEEK VOOR ESP NODIG. Ik heb het ook opgenomen in dit instructable. Om de Controller Sketch in te stellen, moet u uw wifi-info invoeren en op welke pin uw LED staat en waar u zich bevindt en of u ervoor kiest om een camera aan boord te hebben. Nu kunt u letterlijk ELK SOORT SENSOR toevoegen aan de schets en deze aansluiten op de satelliet om bijna alles te meten. Na het opstarten van de ESP met de schets erop, zal het je (ALLEEN met een OLED) laten zien met welk wifi-netwerk het probeert te verbinden en dan zal het zijn IP-adres vermelden. Typ dat IP-nummer in uw browser en u zou naar de webpagina van Satellites moeten gaan. Hier is de Flight Controller-schets om te uploaden naar de ESP:

Stap 5: Elektriciteitsnet en zonne-apparatuur

Tot slot het Power System van de satelliet. Het bestaat uit een 10.000 mAh 5v-batterijpakket met twee USB-poorten en een micro-USB-poort om het op te laden. Op de twee uitgangspoorten zijn twee snoeren aangesloten: een micro-USB-kabel voor de ESP32 en een mini-USB-kabel voor de Arduino Nano. Wanneer ik de zonnepanelen voltooi, zullen er 5 cellen in een vierkant zijn gerangschikt, elk 1 volt in serie om in totaal 5v te zijn. Ze worden gesplitst naar een micro-USB die wordt aangesloten op de oplaadaansluiting op de batterij om deze op te laden. Om de zonnepanelen nuttig te laten zijn, moeten ze naar de zon zijn gericht. Ik heb deze perfecte voorbeeld-how-to gebruikt om het trackingontwerp van brandstof te voorzien. Dus ik monteer ze op een servo die aan de behuizing is bevestigd en die zal draaien en het paneel naar de zon richt. Die servo wordt bestuurd door de Nano en verbonden met zijn pin D3 of 3, evenals 5v en GND. De schema's laten de rest zien BEHALVE ik gebruikte pinnen A6 en A7 voor de LDR's omdat A0 en A1 me rare getallen gaven. Als het eenmaal werkt, is deze functie best cool om mee te rommelen.

Stap 6: TA-DA

Als je alles eenmaal hebt samengevoegd, plaats je het IP-adres in een browser en het zou een scherm moeten laden dat erg lijkt op dit. Geef jezelf een schouderklopje want nu heb je je eigen satelliet!! Kom regelmatig terug, want ik zal het bijwerken zodat het overeenkomt met de revisies van mijn satelliet.