Come costruire un satellite: 6 passaggi

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

Ti sei mai chiesto di cosa avresti bisogno per costruire un satellite? Continua a leggere per vedere come è possibile grazie alla tecnologia a basso costo ma molto potente di oggi.

Tutto è iniziato perché mia nonna scherzava sempre dicendo che ero così intelligente da poter costruire un satellite. Così ora ho deciso di mettermi alla prova per costruire un satellite.

Ci sono un sacco di modi per progettarne uno, e considero il mio molto semplice ed economico perché l'ho fatto solo con le cose di casa. Purtroppo, potrebbe non raggiungere mai lo spazio, ma è una decorazione meravigliosa e un hub per il monitoraggio indoor o outdoor grazie al facile sforzo necessario per aggiungere QUALSIASI sensore al satellite e vedere i risultati in diretta su un sito web.

***********NOTA: sto ancora sviluppando, progettando e costruendo alcuni sistemi sul satellite come i pannelli solari e la telemetria radio.**********

Forniture

Queste sono le cose che usavo per fare le mie:

- Custodia per alimentatore (da un vecchio computer)

- Fotocamera WiFi FPV (da un drone rotto) con batteria da 3,7 V 500 mAh

- ESP32 con OLED e WiFi

- Arduino Nano

- Caricabatteria portatile 5v (il mio è 10.000 mAh con 2 porte USB)

- Pannello solare in grado di alimentare ESP e Nano OPPURE caricare il pacco batteria (ho realizzato 5 celle 1v fatte in casa usando This Awesome Instructable di Pure Carbon

- Un LED (ho lasciato il LED dell'indicatore di alimentazione dov'era mentre smontavo l'alimentatore)

- 2x resistori da 10k

- 2x cavi di alimentazione per ESP e Arduino

- 2x resistori dipendenti dalla luce

- 2x servi (per telecamera FPV e pannello solare)

- Una discreta quantità di Wire

- Vecchia antenna TV

OPZIONALE:

- Radioamatore portatile (per inviare il segnale di telemetria)

- Arduino Nano (per gestire e calcolare la telemetria)

- Un'antenna migliore per la radio

Ed ecco gli strumenti che ho usato:

- Un computer per la programmazione di ESP e Nanos

- Arduino IDE

- Pistola per colla a caldo

- Breadboard senza saldatura e cavi jumper

- App per visualizzare la telecamera FPV

- Cacciaviti, pinze e altri piccoli strumenti

Passaggio 1: il caso

L'alimentatore del nostro computer è morto un po' di tempo fa e quindi per questo progetto, l'ho aperto e ho tolto tutto tranne il piccolo LED verde che si è acceso per mostrare che l'alimentatore funzionava. Era anche super polveroso e schifoso, quindi l'ho lucidato con uno straccio. Poiché il case è in metallo e potrebbe causare cortocircuiti all'interno con i componenti, ho isolato l'interno con una copertura in plastica adesiva e fogli di schiuma sottile.

Quindi il mio progetto richiedeva almeno delle aperture nella custodia e non dovrebbero essere vicine l'una all'altra, quindi sono andato con i fori già presenti sulla custodia in cui è entrata la spina CA e sono usciti tutti i molti cavi del computer.

Passaggio 2: (FACOLTATIVO) Dati di telemetria radio amatoriale

Un vero satellite che vada nello spazio avrebbe bisogno di una sorta di segnale di controllo telemetrico per visualizzare i molti elementi vitali e per controllare il Sat. Questo sistema è solitamente composto dal gestore di telemetria (genera i dati da inviare a terra), un trasmettitore/ricevitore (trasmette i dati a terra tramite un segnale radio e riceve i segnali di controllo in arrivo), un'antenna (realizzata per la frequenza dei segnali) e una stazione di terra per il monitoraggio della telemetria.

Ho scelto di attaccare la mia radio portatile all'interno e utilizzare una vecchia antenna tv montata all'esterno con colla a caldo per inviare segnali da un Arduino Nano che ottiene dati seriali dall'ESP e si collega alla porta del microfono della radio. L'antenna ha due fili che si collegano a GND e ai terminali di segnale sulla presa radio del palmare. Sto ancora scrivendo il codice per Arduino Nano al momento ma sarà alimentato dal terminale 5V sul Nano che controlla il pannello solare.

Passaggio 3: sistema di telecamere FPV

Quando invii qualcosa di simile nello spazio, vorrai dare un'occhiata non solo a una vista a volo d'uccello, ma anche alla vista del tuo satellite. Ho usato una fotocamera da un drone rotto e ho attaccato la fotocamera alla batteria del drone e l'ho incollata a caldo sul servo per ruotarla. La fotocamera crea il proprio Wi-Fi e utilizzando un'app sul mio telefono, si connette alla fotocamera per mostrarmi video 1080p dal vivo. È montato su un servo controllato dal server web del satellite. Il servo ha tre fili: +5v, Ground, e la linea di controllo che ho messo al pin 21 dell'ESP.

Passaggio 4: il sistema di volo del satellite

Questa è probabilmente la parte più importante del satellite oltre a una fonte di alimentazione affidabile. Ho usato un ESP32 per creare un server web che raccoglie dati e li mette sulla pagina web per farti vedere. Controlla anche il panning del servo della fotocamera. Il LED dell'alimentatore si collega al pin 25. Il servo per la FPV CAM va sul pin 21 e sui soliti 5v e GND. Per compilarlo, HAI BISOGNO DI QUESTA LIBRERIA GITHUB PER ESP. L'ho incluso anche in questo istruibile. Per configurare il Controller Sketch, devi inserire le tue informazioni wifi e quale pin è acceso il tuo LED e dove ti trovi e se scegli di avere una fotocamera a bordo. Ora puoi letteralmente aggiungere QUALSIASI TIPO DI SENSORE che desideri allo schizzo e collegarlo al satellite per misurare quasi tutto. Dopo aver avviato l'ESP con lo schizzo su di esso, ti mostrerà (solo con un OLED) a quale rete wifi sta cercando di connettersi e quindi elencherà il suo indirizzo IP. Digita quel numero IP nel tuo browser e dovrebbe portarti alla pagina web di Satelliti. Ecco lo sketch del controllore di volo da caricare sull'ESP:

Passaggio 5: rete elettrica e apparecchiature solari

Infine, il Power System del satellite. È composto da una batteria da 10.000 mAh 5v con due porte USB e una porta micro-USB per la ricarica. Alle due porte di uscita sono collegati due cavi: un cavo micro-USB per ESP32 e un cavo mini-USB per Arduino Nano. Quando avrò completato i pannelli solari, ci saranno 5 celle disposte in un quadrato, 1 volt ciascuna in serie per uguagliare 5v complessivi. Saranno giunte a una micro-USB che si collega alla presa di ricarica della batteria per caricarla. Affinché i pannelli solari siano utili, dovranno essere rivolti verso il sole. Ho usato questo esempio perfetto per alimentare il design del tracciamento. Quindi li monto su un servo attaccato al case che ruoterà e orienterà il pannello verso il sole. Quel servo è controllato dal Nano e collegato al suo pin D3 o 3 così come 5v e GND. Gli schemi mostrano il resto, TRANNE che ho usato i pin A6 e A7 per gli LDR perché A0 e A1 mi davano numeri strani. Una volta che funziona, questa funzione è piuttosto interessante da utilizzare.

Passaggio 6: TA-DA

Una volta che hai messo tutto insieme, inserisci l'indirizzo IP in un browser e dovrebbe caricare una schermata molto simile a questa. Datti una pacca sulla spalla perché ora hai il tuo satellite!! Ricontrolla spesso poiché lo aggiornerò per abbinare le revisioni al mio satellite.