כיצד לבנות לוויין: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

האם תהית פעם מה תצטרך כדי לבנות לוויין? המשך לקרוא כדי לראות עד כמה זה אפשרי הודות לטכנולוגיה הזולה של היום אך עוצמתית מאוד.

הכל התחיל כי סבתא שלי תמיד צוחקת בסביבה ואמרה שאני כל כך חכמה שיכולתי לבנות לוויין. אז עכשיו החלטתי להעמיד את עצמי על האתגר לבנות לוויין.

יש המון דרכים לעצב אחת, ואני מחשיב את שלי כבסיסי וזול כי פשוט הצלחתי עם דברים מסביב לבית. למרבה הצער, יתכן שהוא לעולם לא יגיע לחלל, אך הוא יוצר קישוט נפלא, כמו גם מוקד לניטור פנימי או חיצוני בגלל המאמץ הקל שנדרש כדי להוסיף כל חיישן ללוויין ולראות את התוצאות בשידור חי באתר.

*********** הערה: אני עדיין מפתח, מתכנן ובונה מערכות מסוימות בלוויין כמו פאנלים סולאריים ורדיו טלמטריה. **********

אספקה

אלה הדברים שבהם הכנתי את שלי:

- מארז ספק כוח (ממחשב ישן)

- מצלמת WiFi FPV (ממל ט שבור) עם סוללת 3.7v 500mAh

- ESP32 עם OLED ו- WiFi

- ארדואינו ננו

- מטען סוללה נייד 5V (שלי הוא 10, 000mAh עם 2 יציאות USB)

- פאנל סולארי המסוגל להפעיל את ESP ו- Nano או להטעין את מארז הסוללות שלך (הכנתי 5 תאים תוצרת בית של 1V באמצעות This Awesome Instructable by Pure Carbon

- נורית LED (השארתי את נורית חיווי ההפעלה במקום כשהיא בזמן שחיסלתי את ה- PSU)

- 2x10k נגדים

- 2x כבלי חשמל ל- ESP ו- Arduino

- 2x נגדים תלויים באור

- 2x Servos (עבור מצלמת FPV ופאנל סולארי)

- כמות לא מבוטלת של חוט

- אנטנת טלוויזיה ישנה

אופציונאלי:

- רדיו חובבני כף יד (לשליחת אות הטלמטריה)

- Arduino Nano (לטיפול וחישוב טלמטריה)

- אנטנה טובה יותר לרדיו

והנה הכלים בהם השתמשתי:

- מחשב לתכנות ESP ו- Nanos

- Arduino IDE

- אקדח דבק חם

- לוח לחם וחוטי מגשר ללא הלחמה

- אפליקציה לצפייה במצלמת FPV

- מברגים, צבת וכלים קטנים אחרים

שלב 1: התיק

ספק הכוח של המחשב שלנו מת לפני זמן מה ולכן לפרויקט הזה פתחתי אותו והוצאתי הכל חוץ מהנורית הירוקה הקטנה שהדליקה כדי להראות שה- PSU עובד. זה היה גם סופר מאובק וגס אז הזרקתי אותו עם סמרטוט. מכיוון שהארון עשוי מתכת ועלול לגרום למכנסיים קצרים בפנים עם הרכיבים, בידתי את החלק הפנימי בעזרת כיסוי פלסטיק דביק ויריעות קצף דקות.

אז העיצוב שלי קרא לפחות לפתחים במארז והם לא צריכים להיות קרובים אחד לשני אז פשוט הלכתי עם החורים שכבר על המארז שבו נכנס תקע ה- AC וכל חוטי המחשב הרבים יצאו.

שלב 2: (אופציונאלי) נתוני טלמטריה של רדיו אמאטור

לוויין אמיתי שיוצא לחלל יזדקק לאות בקרת טלמטריה כלשהי לצפייה בחיות החיוניות הרבות ולשליטה בשבת. מערכת זו מורכבת בדרך כלל ממטפל הטלמטריה (מייצר את הנתונים שצריך לשלוח לכדור הארץ), משדר/מקלט (שולח את הנתונים לכדור הארץ באמצעות אות רדיו ומקבל אותות שליטה נכנסים), אנטנה (מיועדת לתדר של האותות), ותחנת קרקע לניטור הטלמטריה.

בחרתי להדביק את הרדיו כף היד שלי בפנים ולהשתמש באנטנת טלוויזיה ישנה המותקנת מבחוץ עם דבק חם כדי לשלוח אותות מארדואינו ננו שמקבל נתונים סדרתיים מה- ESP ומתחבר ליציאת המיקרופון ברדיו. לאנטנה שני חוטים המתחברים ל- GND ולמסופי האות בשקע הרדיו של כף היד. אני עדיין כותב את הקוד ל- Arduino Nano כרגע אבל הוא יופעל ממסוף 5V בנאנו השולט בפאנל הסולארי.

שלב 3: מערכת מצלמות FPV

כשאתה שולח דבר כזה לחלל, אתה רוצה להסתכל לא רק על ציפור הציפור אלא על הלוויין שלך. השתמשתי במצלמה של מזל"ט שבור והדבקתי את המצלמה לסוללת המזל"ט והדבקתי הכל על הסרוו כדי לסובב אותה. המצלמה מייצרת wifi משלה ובאמצעות אפליקציה בטלפון היא מתחברת למצלמה כדי להראות לי וידאו בשידור חי של 1080p. הוא מותקן על סרוו הנשלט על ידי שרת האינטרנט של הלוויין. לסרוו יש שלושה חוטים: +5V, Ground, וקו הבקרה שהכנסתי לסיכה 21 של ה- ESP.

שלב 4: מערכת הטיסה של הלוויין

זהו כנראה החלק החשוב ביותר של הלוויין מלבד מקור כוח אמין. השתמשתי ב- ESP32 ליצירת שרת אינטרנט שאוסף נתונים ומכניס אותם לדף האינטרנט שתוכל לראות. הוא גם שולט על צינון סרוו המצלמות. נורית PSU מתחברת לסיכה 25. סרוו עבור מצלמת FPV ממשיך על סיכה 21 ועל 5v ו- GND הרגילים. כדי שתוכל להרכיב, אתה צריך את הספרייה הזו של GITHUB עבור ESP. כללתי אותו גם בהנחיה זו. כדי להגדיר את סקיצת הבקר, עליך להזין את פרטי ה- wifi שלך ומה הסיכה של הנורית שלך והיכן אתה נמצא ואם אתה בוחר להצטייד במצלמה. עכשיו, אתה יכול ממש להוסיף כל סוג של חייש שאתה רוצה לסקיצה ולחבר אותו ללוויין כדי למדוד כמעט כל דבר. לאחר אתחול ה- ESP עם הסקיצה עליו, הוא יראה לך (עם OLED בלבד) לאיזו רשת wifi היא מנסה להתחבר ואז היא תפרט את כתובת ה- IP שלה. הקלד את מספר ה- IP הזה בדפדפן שלך והוא אמור להעביר אותך לדף האינטרנט של לוויינים. להלן הסקיצה של בקר הטיסה להעלאה ל- ESP:

שלב 5: רשת חשמל וציוד סולארי

לבסוף, מערכת החשמל של הלוויין. הוא מורכב מחבילת סוללה בגודל 5,000mAh 5V הכוללת שתי יציאות USB ויציאת מיקרו USB לטעינתה. לשני יציאות הפלט מחוברים שני כבלים: כבל מיקרו USB ל- ESP32 וכבל מיני USB ל- Arduino Nano. כשאשלים את הלוחות הסולאריים, יהיו 5 תאים מסודרים לריבוע, 1 וולט כל אחד בסדרה, בסך הכל שווה ל- 5 וולט. הם יהיו ספליסים למיקרו USB המתחבר לשקע הטעינה בסוללה כדי לטעון אותו. על מנת שהפאנלים הסולאריים יהיו שימושיים, הם יצטרכו להיות מול השמש. השתמשתי בדוגמא המושלמת הזו כיצד לתדלק את עיצוב המעקב. אז אני מחבר אותם על סרוו המחובר למארז שיסובב ויכוון את הלוח לכיוון השמש. סרוו זה נשלט על ידי הננו ומחובר לסיכה D3 או 3 שלו וכן ל- 5v ו- GND. התרשימים מראים את השאר למעט השתמשתי בסיכות A6 ו- A7 עבור ה- LDR מכיוון A0 ו- A1 נתנו לי מספרים מוזרים. ברגע שזה עובד, התכונה הזו די מגניבה להתעסק איתה.

שלב 6: TA-DA

לאחר חיבור הכל, הכנס את כתובת ה- IP לדפדפן והיא אמורה לטעון מסך הדומה מאוד לזה. טפח לעצמך על השכם כי עכשיו יש לך לוויין משלך !! בדוק לעתים קרובות כי אני אעדכן אותו כך שיתאים לעריכות הלוויין שלי.