Лампа слежения за МКС: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Большую часть времени мне интересно, где МКС смотрит в небо. Чтобы ответить на этот вопрос, я создал физический объект, чтобы точно знать, где находится МКС в реальном времени.

Лампа слежения за МКС - это подключенная к Интернету лампа, которая постоянно отслеживает МКС и отображает ее местоположение на поверхности Земли (напечатано в 3D).

Бонус: лампа также отображает солнечную сторону Земли с помощью неопикселей! ??

Итак, в этой инструкции мы увидим различные шаги по созданию этой лампы на основе WEMOS D1 Mini, шагового двигателя, серводвигателя, лазера и трехмерных деталей.

Я все строю сам, кроме 3D-печатной Земли, которую купил на Алиэкспресс.

Программное обеспечение:

• Код на основе Arduino
• API ISS Location: Open Notify - Текущее местоположение МКС (Натан Берджи)
• Анализ данных: библиотека ArduinoJson (автор Бенуа Бланшон)

САПР и запчасти:

• Земля, напечатанная на 3D-принтере, диаметром 18 см (покупается на Aliexpress: здесь)
• Опоры для двигателей, напечатанные на 3D-принтере - разработаны с помощью Fusion 360 и напечатаны с помощью Prusa i3 MK2S
• Медная труба
• Бетонное основание, сделанное с французскими викингами

Аппаратное обеспечение:

• Микроконтроллер: Wemos D1 Mini (встроенная антенна Wi-Fi)
• Сервопривод EMAX ES3352 MG
• Шаговый двигатель 28byj-48 (с платой драйвера ULN2003)
• 10 светодиодов NeoPixels
• Лазер с длиной волны 405 нм
• Концевой выключатель
• Блок питания 5V 3A

Шаг 1. Моделирование деталей в Fusion 360 и печать

Чтобы смонтировать все оборудование, мы собираемся создать основную сборочную базу на 3D-деталях. Детали доступны на Thingiverse здесь.

Есть 3 части:

1) Опорная шаговая долгота

Эта деталь предназначена для установки шагового двигателя, WEMOS, ленты Neopixels и медной трубки.

2) Переключатель поддержки

Эта деталь предназначена для установки концевого выключателя (используется для указания шагу широты -0 ° / -180 °). Он прикручен к верхней части степпера

3) Поддерживающий сервопривод Latitude

Эта деталь предназначена для установки серводвигателя. Сервопривод поддержки установлен на шаговом двигателе.

Все детали были напечатаны на Prusa I3 MK2S, черной нитью PETG.

Шаг 2: Подключение и сборка

Эта схема будет иметь вход питания 5 В 3 А (чтобы использовать тот же источник питания для шагового драйвера, лазера, Neopixels и WEMOS).

По следующему эскизу нам нужно припаять блок питания непосредственно к элементам, указанным выше, параллельно:

• Шаговый драйвер
• Лазерный
• Полоса неопикселей (примечание: на самом деле неопикселей 10, а не 8, как показано на скетче)
• WEMOS

Затем нам нужно подключить различные элементы к WEMOS:

1) Драйвер шагового двигателя, следующий за этим списком:

• IN1-> D5
• IN2-> D6
• IN3-> D7
• IN4-> D8

2) Серводвигатель следующий:

Штифт сервопривода данных -> D1

3) Полоса Neopixels следующая:

Пин Data Neopixels -> D2

4) Концевой выключатель следующий:

Два контакта переключателя на GND и D3

Подключите концевой выключатель таким образом, чтобы цепь размыкалась / разрывалась, когда мы нажимаем на выключатель (чтобы цепь замыкалась, когда на нее ничего не нажимают). Это сделано для того, чтобы избежать неправильной лекции из-за пика напряжения.

Шаг 3: Код Arduino - получение позиции МКС в реальном времени

Чтобы привести два двигателя в движение, чтобы достичь положения МКС, нам нужно получить положение МКС в реальном времени:

• Для этого сначала мы будем использовать API из Open Notify Here.
• Затем нам нужно проанализировать данные, чтобы получить простое значение местоположения МКС с помощью анализа данных: библиотека ArduinoJson (от Бенуа Бланшона)

#include <ESP8266WiFi.h #include <ESP8266HTTPClient.h #include <ArduinoJson.h // Параметры WiFi const char * ssid = "XXXXX"; const char * пароль = "XXXXX"; void setup () {Serial.begin (115200); WiFi.begin (ssid, пароль); в то время как (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {задержка (1000); Serial.println («Подключение…»); }}

Эта программа подключает NodeMCU к Wi-Fi, затем подключается к API, получает данные и распечатывает их по последовательному каналу.

void loop () {

if (WiFi.status () == WL_CONNECTED) // Проверить статус WiFi {HTTPClient http; // Объект класса HTTPClient http.begin ("https://api.open-notify.org/iss-now.json"); интервал httpCode = http. GET (); // Проверяем код возврата if (httpCode> 0) {// Анализ const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE (2) + JSON_OBJECT_SIZE (3) + 100; DynamicJsonBuffer jsonBuffer (bufferSize); JsonObject & root = jsonBuffer.parseObject (http.getString ()); // Параметры const char * message = root ["message"]; const char * lon = root ["iss_position"] ["долгота"]; const char * lat = root ["iss_position"] ["широта"]; // Вывод на монитор последовательного порта Serial.print ("Сообщение:"); Serial.println (сообщение); Serial.print ("Долгота:"); Serial.println (долгое время); Serial.print ("Широта:"); Serial.println (лат); } http.end (); // Закрываем соединение} delay (50000); }

Шаг 4: окончательный код Arduino

Следующий код Arduino определяет местоположение МКС, чтобы переместить лазер в нужное место на поверхности Земли, и положение солнца, чтобы осветить соответствующие неопиксели, чтобы осветить поверхность Земли, касающуюся Солнца.

Бонус 1: когда лампа включена, во время фазы инициализации лазер укажет положение лампы (id: положение, в котором находится маршрутизатор)

Бонус 2: когда МКС находится рядом с местом расположения лампы (+/- 2 ° в длину и +/- 2 ° по широте), все неопиксели будут мягко мигать.

Шаг 5. Наслаждайтесь своим ISS Tracker

Вы создали лампу слежения за МКС, наслаждайтесь!

Первая премия в первом авторском конкурсе