中国空间站——太空探索

【项目源起】

2021年南京市创客大赛拉开帷幕，今年的创客作品的主题就是太空探索，为此我们以中国空间站为外形制作了一个空间站的模型。模拟了核心舱天和与梦天、问天、神舟、天舟的通讯场景，同时考虑到空间站在遇到太空陨石时的场景，以及派出太空探索车采集外太空环境数据的场景。

【功能简介】

        本项目作品具备以下功能，且功能实现通过物联网云端通讯，通过切换频段实现功能分配。

      （1）安全检测：通过核心舱天和中的遥控器无线遥控检测其它各舱体的设备是否正常。

      （2）陨石预警：通用Huskylen AI摄像头检测模拟的陨石，并发出预警。

      （3）遥控小车：通过切换遥控频段，远程遥控小车出舱，实现科学探究。

      （4）采集数据：通过切换遥控频段，远程接收探测小车采集的数据。

【硬件材料】

序号	遥控手柄	数量
1	DFRduino uno R3	1
2	Gravity:IO 传感器扩展板 V7.1	1
3	Gravity:模拟角度传感器	1
4	Gravity:数字按钮	1
5	Gravity:I2C LCD1602 RGB彩色背光液晶屏	1
6	Gravity: JoyStick摇杆(Arduino兼容)	1
7	Gravity: UART OBLOQ - IoT物联网模块	1
8	7.4v锂电池	1
9	铜柱螺丝	若干
	空间站检测系统
1	掌控版	1
2	掌控拓展板	1
3	Huskylen AI摄像头	1
	探索小车
1	掌控板	1
2	麦昆小车拓展板	1
3	DH11温湿度传感器	1
4	舵机180°（9）	1

表1项目器材清单

【制作过程】

1.系统设计

       空间站系统设计如下图所示，主要包括频段切换、安全检测、陨石预警、遥控小车、采集数据几项功能。频段切换：本系统中设计了三个频段，分别对应安全检测、遥控小车、采集数据，可以在三个频段间进行切换。

2.结构设计

       本次作品外形结构设计参考了中国空间站的结构如下图所示。为了最大程度的接近空间站外形，并尽可能把制作难度降低，我们采用了饮料瓶+3D建模打印（图7-图12）相结合的方式来进行结构模型的制作。功能操作部分结构使用激光切割的方式实现。

	中国空间站
1	红牛（3）小芬达（6）一鸣奶（2）小旺仔（1）日加满（2）	3
2	手摇喷漆、502、热熔胶	若干

        遥控器部分：由四片木板构成，顶板安装操作旋钮、按钮、LCD液晶显示屏、遥控手柄，底板固定Arduino主控，前板安装喇叭。

       空间站检测系统：在顶板画掌控拓展板的安装孔，以及Huskylens固定孔，底板画出掌控拓展板的固定孔，后板与左板开孔，留用于外部供电。

       空间站太阳能电池板：绘制太阳能电池板的模型如下图15所示。由于本项目中使用3mm的椴木板，为了两面都有电池板的效果，以两片粘贴的方式构成一片电池板。

3.电路连线

       遥控器端电路连线如下图16所示。太空站检测端电路连线，只需将Huskylens与掌控拓展板I2C口连线即可，探索车端只需将DH11与麦昆拓展板P1口连接。

4.代码编写：本项目作品使用EasyIot实现遥控器、空间站检测系统、探测小车之间的无线数据通讯。其系统数据通讯如下图17所示。

       在EasyIot物联网平台上定义三个Topic分别用于空间站检测、遥控小车及采集数据的回传，如图18所示

[code]

5.设备组装

       按上述设计图纸分别切割出相应结构件。由于本项目主要由遥控器端和空间站检测端两部分组成。

遥控器部分。

在底板上安装铜柱固定主控板

在顶板上安装LCD\按钮\旋钮\手柄

在前面板上安装喇叭

将遥控器各部件组装为一个整体

空间站检测结构件

安装完空间站所有组件

组装小车机械臂及DH11传感器

安装核心舱天和及货运舱天舟

安装实验舱梦天、问天

安装神舟

安装各舱体连接件，在瓶盖上钻孔用螺丝固定

结构连接件上下方安装饮料瓶（下方注满水起加固作用）

各舱合体

舱体安装太阳能电池板

6.测试与改进

        系统上电，测试系统在不同频段下的相应功能是否正确。

非常喜欢

晨硕 发表于 2021-12-18 20:31

很棒很棒

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