一個(gè)關(guān)于太陽(yáng)系行星軌道的小而有趣的項(xiàng)目。適合初學(xué)者尋找與天文學(xué)相關(guān)的有趣項(xiàng)目。

我要感謝Richard90和poblocki1982，我在下面列出了他們的聯(lián)系方式，他們分享了令人驚嘆的CAD文件和設(shè)計(jì)

完成這個(gè)項(xiàng)目有幾個(gè)原因。首先，它通過動(dòng)手模型幫助學(xué)生了解太陽(yáng)系。其次，這是練習(xí)使用Arduino和步進(jìn)電機(jī)的好方法。最后，它通過讓學(xué)習(xí)變得有趣和富有創(chuàng)造性來鼓勵(lì)人們對(duì)STEM的興趣。

它也有很多好處。當(dāng)學(xué)生看到和觸摸模型時(shí)，他們會(huì)更好地理解。它可以激發(fā)新的想法，幫助培養(yǎng)編碼、電子和建筑方面的有用技能。

總的來說，這是一次有趣而寶貴的經(jīng)歷。我們學(xué)習(xí)了如何用Arduino控制步進(jìn)電機(jī)，并解決了一些小問題。看到行星移動(dòng)是令人興奮的，讓我對(duì)編程和電子更有信心。

操作理論

我們研究了各種系外行星的大小、軌道周期和自旋轉(zhuǎn)時(shí)間，并設(shè)計(jì)了一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以容納所有組件，包括行星的支撐柱。設(shè)計(jì)完成后，我們使用3D打印機(jī)制作行星模型。

首先，將Arduino Nano與ULN2003緩沖電路集成，并與步進(jìn)電機(jī)連接，按比例控制系外行星的轉(zhuǎn)速。我們利用不同齒數(shù)的齒輪來模擬每個(gè)行星的不同軌道周期。例如，地球和金星分別被連接到有24個(gè)和18個(gè)齒的齒輪上，使它們能夠以與實(shí)際軌道周期密切匹配的比例速度旋轉(zhuǎn)。

其次，我們選擇步進(jìn)電機(jī)，因?yàn)樗鼈儍r(jià)格合理，性能可靠，易于使用，并且適合本仿真的轉(zhuǎn)速。

硬件組裝

首先，3D打印在GitHub鏈接CAD部分下找到的所有CAD文件。一旦所有的東西都打印出來，你就可以開始組裝零件了。

首先用熱熔膠將電機(jī)連接到驅(qū)動(dòng)齒輪上。然后，把太陽(yáng)支架粘在底座上，再把地球儀粘在太陽(yáng)支架上。

將軸插入其占位符中，并開始將行星驅(qū)動(dòng)齒輪堆疊在一起。接下來，將驅(qū)動(dòng)臂連接到驅(qū)動(dòng)齒輪。在這個(gè)步驟中要小心——一旦手臂和齒輪連接起來，如果有錯(cuò)誤，它們很難分開。

確保連接驅(qū)動(dòng)齒輪和行星驅(qū)動(dòng)齒輪的齒輪正確對(duì)準(zhǔn)。如果它不適合，你可能需要修剪行星傳動(dòng)齒輪稍微。你可以用刀具小心地切掉多余的部分。

行星是由粘土制成的，所以你可以自由地塑造和設(shè)計(jì)自己的行星。發(fā)揮創(chuàng)意，讓它們像你喜歡的那樣美麗。

最后，連接組件，如下面的示意圖所示。

固件編程

固件是用c++編寫的，步進(jìn)電機(jī)是手動(dòng)編碼的，不使用任何庫(kù)。這是因?yàn)槭褂脦?kù)大大降低了電機(jī)的扭矩-幾乎將其減半-這可能會(huì)阻止它正確轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪。該代碼是使用Visual Studio code中的PlatformIO開發(fā)和閃現(xiàn)的。您可以在下面的代碼部分參考我們的代碼。

本文編譯自hackster.io