Cómo construir un satélite: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¿Alguna vez te has preguntado qué necesitarías para construir un satélite? Siga leyendo para ver cuán posible es gracias a la tecnología de bajo costo pero muy poderosa de hoy.

Todo comenzó porque mi abuela siempre bromea diciendo que era tan inteligente que podía construir un satélite. Así que ahora he decidido enfrentarme al desafío de construir un satélite.

Hay muchas formas de diseñar uno, y considero que el mío es muy básico y barato porque lo hice con cosas de la casa. Lamentablemente, es posible que nunca llegue al espacio, pero es una decoración maravillosa, así como un centro para el monitoreo en interiores o exteriores debido al fácil esfuerzo que se necesita para agregar CUALQUIER sensor al satélite y ver los resultados en vivo en un sitio web.

*********** NOTA: Todavía estoy desarrollando, diseñando y construyendo ciertos sistemas en el satélite como los paneles solares y la telemetría de radio. **********

Suministros

Estas son las cosas que solía hacer mías:

- Caja de fuente de alimentación (de una computadora vieja)

- Cámara WiFi FPV (de un dron roto) con su batería de 3.7v 500mAh

- ESP32 con OLED y WiFi

- Arduino Nano

- Cargador de batería portátil de 5v (el mío es de 10.000 mAh con 2 puertos USB)

- Panel solar que es capaz de alimentar ESP y Nano O cargar su paquete de baterías (hice 5 celdas caseras de 1v usando This Awesome Instructable by Pure Carbon

- Un LED (dejé el LED indicador de encendido donde estaba mientras destripaba la fuente de alimentación)

- 2x resistencias de 10k

- 2x cables de alimentación para ESP y Arduino

- 2x resistencias dependientes de la luz

- 2x Servos (para cámara FPV y panel solar)

- Una buena cantidad de Wire

- Antena de TV antigua

OPCIONAL:

- Radio aficionado de mano (para enviar la señal de telemetría)

- Arduino Nano (para manejar y calcular la telemetría)

- Una mejor antena para la radio

Y aquí están las herramientas que utilicé:

- Una computadora para programar ESP y Nanos

- IDE de Arduino

- Pistola de silicona

- Alambres de puente y placa de pruebas sin soldadura

- Aplicación para ver la cámara FPV

- Destornilladores, alicates y otras herramientas pequeñas

Paso 1: el caso

La fuente de alimentación de nuestra computadora murió hace un tiempo, así que para este proyecto, la abrí y saqué todo excepto el pequeño LED verde que se encendió para mostrar que la fuente de alimentación estaba funcionando. También estaba muy polvoriento y asqueroso, así que lo lusté con un trapo. Dado que la carcasa es de metal y podría causar cortocircuitos en el interior con los componentes, aislé el interior con una cubierta de plástico adhesivo y láminas delgadas de espuma.

Así que mi diseño requería al menos aberturas en el gabinete y no deberían estar cerca uno del otro, así que simplemente fui con los orificios que ya estaban en el gabinete donde entró el enchufe de CA y salieron todos los cables de la computadora.

Paso 2: (OPCIONAL) Datos de telemetría de radio Amatuer

Un satélite real que vaya al espacio necesitaría algún tipo de señal de control de telemetría para ver los muchos signos vitales y para controlar el satélite. Este sistema generalmente está compuesto por el controlador de telemetría (genera los datos que deben enviarse a la tierra), un transmisor / receptor (envía los datos a la tierra a través de una señal de radio y recibe las señales de control entrantes), una antena (hecha para la frecuencia de las señales), y una estación terrestre para monitorear la telemetría.

Elegí colocar mi radio de mano en el interior y usar una antena de televisión vieja montada en el exterior con pegamento caliente para enviar señales desde un Arduino Nano que obtiene datos en serie del ESP y se conecta al puerto del micrófono de la radio. La antena tiene dos cables que se conectan a GND y los terminales de señal en la toma de radio de los dispositivos portátiles. Todavía estoy escribiendo el código para el Arduino Nano en este momento, pero se alimentará desde el terminal de 5V en el Nano que controla el panel solar.

Paso 3: sistema de cámara FPV

Cuando envías algo como esto al espacio, querrás ver no solo una vista de pájaro, sino también la vista de tu satélite. Usé una cámara de un dron roto y pegué la cámara a la batería del dron y la pegué en caliente en el servo para rotarla. La cámara crea su propio wifi y, usando una aplicación en mi teléfono, se conecta a la cámara para mostrarme videos en vivo de 1080p. Está montado en un servo controlado por el servidor web del satélite. El servo tiene tres cables: + 5v, Tierra y la línea de control que puse en el pin 21 del ESP.

Paso 4: el sistema de vuelo del satélite

Esta es probablemente la parte más importante del satélite además de una fuente de energía confiable. Usé un ESP32 para crear un servidor web que recopila datos y los coloca en la página web para que los vea. También controla la panorámica del servo de la cámara. El LED de la fuente de alimentación se conecta al pin 25. El servo para la FPV CAM va en el pin 21 y los habituales 5v y GND. Para que se compile, NECESITA ESTA BIBLIOTECA DE GITHUB PARA ESP. También lo he incluido en este instructivo. Para configurar Controller Sketch, debe ingresar la información de su wifi y en qué pin está encendido su LED y dónde se encuentra y si elige tener una cámara a bordo. Ahora, puede agregar literalmente CUALQUIER TIPO DE SENSOR que desee al boceto y conectarlo al satélite para medir casi cualquier cosa. Después de iniciar el ESP con el boceto en él, le mostrará (SOLO con un OLED) a qué red wifi está tratando de conectarse y luego mostrará su dirección IP. Escriba ese número de IP en su navegador y debería llevarlo a la página web de Satélites. Aquí está el boceto del controlador de vuelo para cargar en el ESP:

Paso 5: Red eléctrica y equipo solar

Finalmente, el Power System del satélite. Se compone de un paquete de baterías de 10, 000mAh 5v que tiene dos puertos USB y un puerto micro-USB para cargarlo. Conectados a los dos puertos de salida hay dos cables: un cable micro-USB para el ESP32 y un cable mini-USB para el Arduino Nano. Cuando complete los paneles solares, habrá 5 celdas dispuestas en un cuadrado, 1 voltio cada una en serie para igualar 5v en total. Serán empalmes a un micro-USB que se enchufa en la toma de carga de la batería para cargarla. Para que los paneles solares sean útiles, deberán estar orientados hacia el sol. Utilicé este ejemplo perfecto de cómo hacerlo para impulsar el diseño de seguimiento. Así que los estoy montando en un servo adjunto a la carcasa que rotará y orientará el panel hacia el sol. Ese servo está controlado por el Nano y conectado a su pin D3 o 3, así como a 5v y GND. Los esquemas muestran el resto EXCEPTO que usé los pines A6 y A7 para los LDR porque A0 y A1 me dieron números extraños. Una vez que funciona, esta función es genial para jugar.

Paso 6: TA-DA

Una vez que haya reunido todo, ponga la dirección IP en un navegador y debería cargar una pantalla muy similar a esta. ¡Date una palmada en la espalda porque ahora tienes tu propio satélite! Vuelva a consultar con frecuencia, ya que lo actualizaré para que coincida con las revisiones de mi satélite.