Lampada di localizzazione ISS: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

La maggior parte delle volte, mi chiedo dove sia la ISS che guarda in alto nel cielo. Per rispondere a questa domanda, ho creato un oggetto fisico per sapere esattamente dove si trova la ISS in tempo reale.

La ISS Tracking Lamp è una lampada connessa a Internet che traccia costantemente la ISS e ne visualizza la posizione sulla superficie terrestre (stampata in 3D).

Bonus: la lampada mostra anche il lato soleggiato della Terra con Neopixel!??

Quindi, in questo Instructables, vedremo i diversi passaggi per costruire questa lampada basata su WEMOS D1 Mini, motore passo-passo, servomotore, laser e parti 3D.

Costruisco tutto da solo, tranne la Terra stampata in 3D, che è stata acquistata su Aliexpress.

Software:

• Codice basato su Arduino
• Posizione API ISS: Open Notify - Posizione attuale della ISS (di Nathan Bergey)
• Analisi dei dati: libreria ArduinoJson (di Benoit Blanchon)

CAD e parti:

• Terra stampata in 3D di 18 cm di diametro (acquistata su Aliexpress: qui)
• Supporti motore stampati in 3D - progettati con Fusion 360 e stampati con Prusa i3 MK2S
• Tubo di rame
• Base in cemento, realizzata con The French Vikings

Hardware:

• Microcontrollore: Wemos D1 Mini (antenna wifi integrata)
• Servo EMAX ES3352 MG
• Motore passo-passo 28byj-48 (con la scheda driver ULN2003)
• 10 NeoPixel LED
• Laser con lunghezza d'onda di 405 nm
• Finecorsa
• Alimentatore 5V 3A

Passaggio 1: modellazione delle parti in Fusion 360 e stampa

Per montare tutto l'hardware, creeremo la base di assemblaggio principale su parti 3D. Le parti sono disponibili su Thingiverse qui.

Ci sono 3 parti:

1) La longitudine dello stepper di supporto

Questa parte è realizzata per montare il motore passo-passo, il WEMOS, la striscia Neopixels e il tubo di rame

2) L'interruttore di supporto

Questa parte è realizzata per il montaggio del finecorsa (utilizzare per indicare allo stepper la latitudine -0°/-180°). È avvitato sulla parte superiore dello stepper

3) Il supporto servo latitudine

Questa parte è realizzata per il montaggio del servomotore. Il Support Servo è montato sul motore passo-passo

Tutte le parti sono state stampate su Prusa I3 MK2S, con filamento PETG nero

Passaggio 2: cablaggio e assemblaggio

Questo circuito avrà un ingresso di alimentazione 5V 3A (in modo da utilizzare la stessa alimentazione per lo stepper driver, il laser, i Neopixel e il WEMOS)

Con il seguente schizzo, dobbiamo saldare l'alimentatore direttamente agli elementi sopra in parallelo:

• Driver passo-passo
• Laser
• Striscia di Neopixel (NB: ci sono 10 Neopixel in realtà, non 8 come mostra lo schizzo)
• WEMOS

Successivamente, dobbiamo collegare i diversi elementi al WEMOS:

1) Il driver stepper che segue questo elenco:

• IN1->D5
• IN2->D6
• IN3->D7
• IN4->RE8

2) Il servomotore che segue:

Pin servo dati -> D1

3) La striscia di Neopixel che segue:

Dati Neopixel Pin -> D2

4) Il finecorsa seguente:

I due pin dell'interruttore a GND e D3

Collegare il finecorsa in modo che il circuito sia aperto/interrotto quando si preme l'interruttore (quindi il circuito è chiuso quando non viene premuto nulla). Questo per evitare qualsiasi lezione errata a causa di un picco di tensione.

Passaggio 3: codice Arduino: ottenere la posizione della ISS in tempo reale

Per guidare i due motori per raggiungere la posizione della ISS, abbiamo bisogno di ottenere la posizione della ISS in tempo reale:

• Per prima cosa utilizzeremo l'API di Open Notify Here
• Quindi, dobbiamo analizzare i dati per ottenere un valore semplice della posizione della ISS con l'aiuto di Parsing data: ArduinoJson Library (di Benoit Blanchon)

#include <ESP8266WiFi.h #include <ESP8266HTTPClient.h #include <ArduinoJson.h // Parametri WiFi const char* ssid = "XXXXX"; const char* password = "XXXXX"; void setup() { Serial.begin(115200); WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status()!= WL_CONNECTED) { ritardo(1000); Serial.println("Connessione in corso…"); } }

Questo programma collega il NodeMCU al WiFi, quindi si connette all'API, ottiene i dati e li stampa via seriale.

ciclo vuoto() {

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) // Controlla lo stato WiFi {HTTPClient http; //Oggetto della classe HTTPClient http.begin("https://api.open-notify.org/iss-now.json"); int httpCode = http. GET(); //Controlla il codice restituito if (httpCode >0) { // Parsing const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(2) + JSON_OBJECT_SIZE(3) + 100; DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize); JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString()); // Parametri const char* messaggio = root["messaggio"]; const char* lon = root["iss_position"]["longitudine"]; const char* lat = root["iss_position"]["latitude"]; // Uscita sul monitor seriale Serial.print("Message:"); Serial.println(messaggio); Serial.print("Longitudine: "); Serial.println(lon); Serial.print("Latitudine: "); Serial.println(lat); } http.end(); //Chiudi connessione } delay(50000); }

Passaggio 4: codice Arduino finale

Il seguente codice Arduino ottiene la posizione della ISS per spostare il laser nel punto giusto sulla superficie terrestre e ottenere la posizione del sole per illuminare i Neopixel interessati per illuminare la superficie della Terra toccata dal sole.

Bonus 1: All'accensione della lampada, durante la fase di inizializzazione, il laser indicherà la posizione della lampada (id: la posizione in cui si trova il router)

Bonus 2: quando l'ISS è vicino alla posizione della lampada (+/- 2° long. e +/-2° lat.), tutti i Neopixel ammiccheranno dolcemente

Passaggio 5: goditi il tuo tracker ISS

Hai realizzato una lampada di localizzazione ISS, divertiti!

Primo premio al concorso per autori per la prima volta