Как построить спутник: 6 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Вы когда-нибудь задумывались, что вам понадобится для создания спутника? Читайте дальше, чтобы узнать, насколько это возможно благодаря сегодняшней недорогой, но очень мощной технологии.

Все началось с того, что моя бабушка постоянно шутит, говоря, что я настолько умен, что смог построить спутник. Итак, теперь я решил поставить перед собой задачу построить спутник.

Есть множество способов создать такой, и я считаю свой очень простым и дешевым, потому что я просто сделал его из вещей, которые можно найти в доме. К сожалению, он может никогда не достичь космоса, но он станет прекрасным украшением, а также центром для внутреннего или наружного мониторинга из-за простых усилий, необходимых для добавления ЛЮБОГО датчика к спутнику и просмотра результатов в реальном времени на веб-сайте.

*********** ПРИМЕЧАНИЕ: я все еще разрабатываю, проектирую и конструирую определенные системы на спутнике, такие как солнечные батареи и радиотелеметрия. **********

Запасы

Вот что я делал своими руками:

- Корпус блока питания (от старого компьютера)

- FPV WiFi камера (от сломанного дрона) с батареей 3,7 В 500 мАч

- ESP32 с OLED и Wi-Fi

- Ардуино Нано

- Портативное зарядное устройство на 5 В (у меня 10000 мАч с 2 портами USB)

- Солнечная панель, способная питать ESP и Nano ИЛИ заряжать аккумулятор (я сделал 5 самодельных ячеек 1 В, используя This Awesome Instructable от Pure Carbon

- Светодиод (я оставил светодиодный индикатор питания там, где он был, пока распотрошил БП)

- 2 резистора по 10 кОм

- 2x шнура питания для ESP и Arduino

- 2 светозависимых резистора

- 2x сервопривода (для камеры FPV и солнечной панели)

- Изрядное количество Wire

- Старая телевизионная антенна

ПО ЖЕЛАНИЮ:

- Портативное любительское радио (для отправки сигнала телеметрии)

- Arduino Nano (для обработки и вычисления телеметрии)

- Лучшая антенна для радио

А вот инструменты, которые я использовал:

- Компьютер для программирования ESP и Nanos

- Arduino IDE

- Пистолет для горячего клея

- Беспаечная макетная плата и перемычки

- Приложение для просмотра камеры FPV

- Отвертки, плоскогубцы и другие мелкие инструменты

Шаг 1: Дело

Блок питания нашего компьютера умер некоторое время назад, поэтому для этого проекта я открыл его и вынул все, кроме маленького зеленого светодиода, который загорелся, чтобы показать, что блок питания работает. К тому же он был очень пыльным и грязным, поэтому я протер его тряпкой. Поскольку корпус металлический и может вызвать короткое замыкание внутри компонентов, я изолировал его изнутри клеевым пластиковым покрытием и тонкими листами пенопласта.

Так что мой дизайн требовал, по крайней мере, отверстий в корпусе, и они не должны быть рядом друг с другом, поэтому я просто использовал отверстия уже в корпусе, где штепсельная вилка переменного тока входила, и все многочисленные компьютерные провода выходили.

Шаг 2: (НЕОБЯЗАТЕЛЬНО) данные радиотелеметрии Amatuer

Настоящему спутнику, идущему в космос, потребуется какой-то сигнал управления телеметрией для просмотра многих жизненно важных функций и управления спутником. Эта система обычно состоит из обработчика телеметрии (генерирует данные, которые необходимо отправить на Землю), передатчика / приемника (отправляет данные на Землю через радиосигнал и принимает входящие сигналы управления), антенны (сделанной для частоты сигналов), а также наземную станцию для контроля телеметрии.

Я решил вставить свое портативное радио внутрь и использовать старую телевизионную антенну, установленную снаружи с помощью горячего клея, для отправки сигналов от Arduino Nano, который получает последовательные данные от ESP и подключается к порту микрофона на радио. Антенна имеет два провода, которые подключаются к GND и сигнальным клеммам на радиоразъеме карманного компьютера. Я все еще пишу код для Arduino Nano в данный момент, но он будет питаться от терминала 5V на Nano, который управляет солнечной панелью.

Шаг 3: Система камеры FPV

Когда вы отправляете что-то подобное в космос, вам захочется увидеть не только вид с высоты птичьего полета, но и вид со спутника. Я использовал камеру из сломанного дрона, приклеил камеру к батарее дрона и приклеил все вместе горячим клеем на сервопривод для вращения. Камера создает собственный Wi-Fi и с помощью приложения на моем телефоне подключается к камере, чтобы показать мне видео 1080p в реальном времени. Он установлен на сервоприводе, который управляется веб-сервером спутника. Сервопривод имеет три провода: + 5В, заземление и линию управления, которую я подключил к контакту 21 ESP.

Шаг 4: система полета спутника

Это, наверное, самая важная часть спутника помимо надежного источника питания. Я использовал ESP32 для создания веб-сервера, который собирает данные и размещает их на веб-странице, чтобы вы могли их увидеть. Он также управляет панорамированием сервопривода камеры. Светодиод блока питания подключается к контакту 25. Сервопривод для FPV CAM подключается к контакту 21 и обычным 5v и GND. Для его компиляции ВАМ НУЖНА ЭТА БИБЛИОТЕКА GITHUB ДЛЯ ESP. Я также включил его в это руководство. Чтобы настроить эскиз контроллера, вам необходимо ввести информацию о вашем Wi-Fi, а также указать, какой контакт включен светодиод, и где вы находитесь, и если вы решите иметь встроенную камеру. Теперь вы можете буквально добавить ЛЮБОЙ ВИД ДАТЧИКА к эскизу и подключить его к спутнику для измерения практически чего угодно. После загрузки ESP с эскизом на нем он покажет вам (ТОЛЬКО с OLED), к какой сети Wi-Fi он пытается подключиться, а затем отобразит свой IP-адрес. Введите этот IP-адрес в свой браузер, и вы перейдете на веб-страницу Satellites. Вот скетч Flight Controller для загрузки в ESP:

Шаг 5: Энергосистема и солнечное оборудование

Наконец, Энергосистема спутника. Он состоит из аккумуляторной батареи емкостью 10 000 мАч 5 В с двумя портами USB и портом micro-USB для зарядки. К двум выходным портам подключены два шнура: кабель micro-USB для ESP32 и кабель mini-USB для Arduino Nano. Когда я завершу работу над панелями солнечных батарей, будет 5 ячеек, расположенных в виде квадрата, по 1 вольту каждая последовательно, что в сумме составит 5 В. Они будут соединяться с разъемом micro-USB, который подключается к разъему для зарядки аккумулятора, чтобы зарядить его. Чтобы солнечные панели были полезными, они должны быть обращены к солнцу. Я использовал этот идеальный пример с практическими рекомендациями для разработки дизайна трекинга. Поэтому я устанавливаю их на сервопривод, прикрепленный к корпусу, который будет вращаться и ориентировать панель по направлению к солнцу. Этот сервопривод управляется Nano и подключен к его контакту D3 или 3, а также к 5v и GND. На схемах показано остальное, КРОМЕ Я использовал контакты A6 и A7 для LDR, потому что A0 и A1 дали мне странные числа. Как только это заработает, с этой функцией будет довольно здорово возиться.

Шаг 6: TA-DA

Как только вы все это соберете, введите IP-адрес в браузер, и он должен загрузить экран, очень похожий на этот. Похлопайте себя по спине, потому что теперь у вас есть собственный спутник !! Проверяйте почаще, так как я буду обновлять его, чтобы он соответствовал версиям моего спутника.