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El desafío CanSat es una iniciativa de la Agencia Espacial Europea que desafía a estudiantes de toda Europa a construir y lanzar un mini satélite del tamaño de una lata de refresco. Un CanSat es una simulación de un satélite real, integrado dentro del volumen y la forma de una lata de refresco. El desafío para los estudiantes es adaptar todos los subsistemas principales que se encuentran en un satélite, como la energía, los sensores y un sistema de comunicación, dentro de este espacio tan reducido ¡No olvides incluir el paracaídas! El CanSat debe recuperarse sano y salvo.
Cuando el CanSat está listo, se introduce en un cohete, que lanza hasta una altitud de aproximadamente un kilómetro. Entonces comienza su misión. Durante la caída se realiza un experimento científico y / o una demostración tecnológica además de lograr un aterrizaje seguro y analizar los datos recopilados.
Fases del Proyecto:
Fases del Proyecto:
Durante todo el Proyecto hay que tener en cuenta las bases de participación , ya que nuestro CANSAT ha de cumplir con todos y cada uno de los requisitos expuestos en éstas:
Práctica 1. PRIMEROS PASOS
Práctica 1. PRIMEROS PASOS
El proceso para la construcción de un CANSAT que cumpla con todas las características expuestas en las bases no es sencillo. Por eso, es imprescindible que establezcáis una metodología de trabajo eficiente, que os ayude a distribuir el trabajo de forma eficaz.
Como sabéis, vuestro proyecto tiene que cumplir dos misiones: una primaria, común para todos los equipos, y una secundaria de vuestra elección. Para ello, debéis seleccionar los componentes electrónicos necesarios que garanticen el cumplimiento de las mismas y las comunicaciones con la estación de tierra.
Para ayudaros un poco en este proceso, os vamos a proponer como placa controladora la ESP32 WROOM, ya que ésta nos permite garantizar las comunicaciones mediante la tecnología WIFI integrada. También tiene la ventaja de que tiene unas pequeñas dimensiones que la hacen ideal para instalar dentro de nuestro CANSAT. En el siguiente vídeo podéis haceros una idea de sus principales características:
Nosotros emplearemos el entorno de programación de Arduinoblocks, ya que es similar a los que ya habéis empleado para programar los robots MBot y las placas Micro:Bit. Para ello, cada equipo creará una cuenta en Arduinoblocks para ir elaborando los distintos pequeños proyectos que al final ensamblaréis para controlar vuestro CANSAT
Conocer el entorno de Arduinoblocks es fundamental, ya que en el grupo de bloques destinado a "Sensores" que podéis encontrar cuando seleccionéis la placa ESP32, podréis encontrar distintos sensores perfectamente compatibles con la placa que os pueden inspirar para la elaboración de las misiones primaria y secundaria.
Práctica 2. ELABORACIÓN DEL PLAN DE TRABAJO
Práctica 2. ELABORACIÓN DEL PLAN DE TRABAJO
La elaboración de un plan de trabajo es clave para el éxito de vuestra misión. Por ello, y como práctica os proponemos a cada grupo de trabajo la elaboración de un documento compartido en el que figuren:
Nombre del equipo.
Nombre de los componentes del equipo.
Logotipo.
Datos de acceso a la cuenta de Arduinoblocks, de forma que todos los componentes del grupo puedan tener acceso e ir trabajando en los distintos subprogramas.
Una tabla en la que describáis en qué van a consistir las distintas submisiones, los componentes necesarios para cumplimentar las mismas, los conocimientos que necesitaréis y enlaces a páginas web o vídeos que os ayuden para la realización de dichas misiones. Para la realización de dicha tabla, os podéis inspirar en este modelo, aunque cada equipo realizará uno propio con criterios estéticos, y al que podrá añadir o quitar apartados:
Dicho documento lo compartiréis con el profesor para que lo pueda ir revisando a modo de "Supervisor del proyecto".
Para el reparto de tareas en cada grupo es particularmente útil la herramienta Trello, que os ayudará a elaborar un plan de trabajo y a realizar la asignación de tareas de una forma más efectiva.
Práctica 3. COMUNICACIONES CON ESP32 VÍA WIFI
Práctica 3. COMUNICACIONES CON ESP32 VÍA WIFI
Para establecer las comunicaciones entre el CANSAT y la estación de tierra vamos a crear un punto de acceso WIFI en el CANSAT al que nos podremos conectar desde cualquier dispositivo escribiendo el nombre del punto de acceso y la contraseña que indiquemos. En dicho punto de acceso WIFI vamos a crear un servidor HTTP que estará esperando posibles peticiones desde la estación de tierra.
Dichas peticiones las formularemos mediante cualquier navegador escribiendo la IP del servidor seguido de /texto. Por ejemplo, si la IP de nuestro servidor es 198.168.2.1 y quiero realizar una solicitud que se llame saludo, tras conectarme al punto de acceso WIFI mediante su nombre y contraseña, tendría que teclear en un navegador lo siguiente: http://198.168.2.1/saludo.
Tras esto, el servidor nos devolverá la información solicitada en la programación. Por tanto, la presente práctica consiste en lo siguiente:
Investigar cómo crear un punto de acceso WIFI en Arduinoblocks con ESP32.
Creación de un punto de acceso WIFI con un servidor HTTP en la placa ESP32 empleando Arduinoblocks.
Establecer una solicitud (request) de título SOS. La placa devolverá un simple mensaje de texto que diga "¿Qué problema tenéis en la estación?.
Una vez hecho esto, cargaréis el programa en la placa y mostraréis al "Supervisor del proyecto" su funcionamiento.
Esta simple práctica sentará las bases para establecer el sistema de comunicaciones entre el CANSAT y la estación de tierra en función de cada una de las misiones. En el siguiente vídeo podréis encontrar valiosa información que os ayudará para la elaboración del programa con Arduinoblocks.
Práctica 4. INFORME PRELIMINAR.
Práctica 4. INFORME PRELIMINAR.
La primera fecha límite que tenemos que tener en cuenta para vuestro desafío es el 3 de marzo. Antes de esa fecha deberemos entregar un informe preliminar que describa las misiones primaria y secundaria y que, a modo de memoria técnica, describa todo el proceso llevado a cabo.
Comparto con vosotros el guión que pone a nuestra disposición la Agencia Espacial Europea y en el que se da cuenta de los apartados que obligatoriamente deberá contener el informe. Recordad que para que nuestro proyecto sea exitoso la organización y el reparto de tareas es fundamental, por lo que es conveniente que en cada equipo vayáis designando reponsables para la realización de cada una de las subtareas.
Informe preliminar CANSAT.pdfPráctica 5. DISEÑO DE CARCASA
Práctica 5. DISEÑO DE CARCASA
Un de las tareas iniciales que debéis realizar es el diseño de la carcasa de vuestro CANSAT. Para ello podéis emplear como software de diseño TIKERCAD o preferiblemente ONSHAPE, que os proporcionará muchas más opciones para que todos los componentes queden integrados dentro de las medidas reglamentarias.
Práctica 6. MISIÓN PRIMARIA
Práctica 6. MISIÓN PRIMARIA
Como sabéis, para la misión primaria tenéis que monitorizor valores de presión, altitud y temperatura. Estas variables se pueden monitorizar con un sensor BMP 380 compatible con la placa ESP32 que habéis decidido emplear.
Por tanto, no sólo debéis programar la placa ESP32 para que actúe como servidor WIFI, sino programarla también para que envíe los datos a la estación de tierra a medida que se vayan haciendo los "request" y para que de forma automática guarde los registros en una tarjeta Micro SD.
Debéis investigar en este punto cómo conectar el módulo BMP 380 a la placa ESP 32 y cómo hacer lo mismo con el Micro SD Card Adapter, de forma que siempre tengamos los datos del vuelo siempre registrados en caso de que perdiéramos las comunicaciones
Práctica 7. ALIMENTACIÓN AUTÓNOMA
Práctica 7. ALIMENTACIÓN AUTÓNOMA
Una vez ensayado el funcionamiento de nuestro sensor, es la hora de dotar a nuestra placa de autonomía, "soltándola" del ordenador. Par ello es necesario que investiguéis cómo conectar una batería LIPO al módulo de carga y al booster, y en qué pines de la placa ESP32 tenéis que conectar la alimentación.
Práctica 7. MISIÓN SECUNDARIA
Práctica 7. MISIÓN SECUNDARIA
Como habéis decidido que vuestra misión secundaria consistirá en hacer un tracking de vuestro vuelo empleando un módulo GPS y registrar el mismo con una cámara ESP32 CAM, el último paso de los ensayos consistirá en investigar cómo conectar estos dos elementos a la placa ESP32 y elaborar el progarma para su control con Arduino Blocks.
Práctica 8. MONTAJE Y ENSAYO FINAL
Práctica 8. MONTAJE Y ENSAYO FINAL
Ahora que ya estamos seguros de que nuestros componentes funcionan y están perfectamente programados, llegó el momento de establecer las conexiones definitivas mediante soldadura, y la integración de los componentes dentro de nuestro CANSAT.
Una vez hecho esto, ensayaremos nuestro CANSAT (lógicamente sin lastrar) haciendo un vuelo de prueba con nuestro dron.
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