Embedded Files
IZGRADNJA CANSATA
Vse ekipe, ki sodelujete v projektu CanSat, morate pod nadzorom učitelja/mentorja opraviti tehnično delo na svojih satelitih cansat, pri čemer boste uporabili postopke, ki se uporabljajo v tipičnem življenjskem ciklu pravega vesoljskega projekta, in sicer:
izbira ciljev misije,
opredelitev tehničnih zahtev, potrebnih za dosego teh ciljev,
načrtovanje strojne in programske opreme,
poročanje,
načrtovanje zemeljske postaje/zemeljskega telekomunikacijskega sistema,
ter integracija in testiranje satelita cansat
Osnovne komponente
Oblikovanje ohišja cansat je odličen način za dodajanje umetniškega pridiha. Vendar se vsa neverjetna znanost dogaja s pomočjo tehnologije v notranjosti. Vaš načrt cansata mora prikazati senzorje, elektroniko in komunikacijsko strojno opremo, ki jo boste uporabljali. Na voljo je različna komercialna strojna oprema (COTS), zato morate vaš cansat zasnovati z upoštevanjem vaših specifičnih komponent.
MIKROPROCESOR ALI MIKROKRMILNIK
MIKROPROCESOR ALI MIKROKRMILNIK
Uporaba mikrokrmilnika je običajno lažja in omogoča večjo časovno ločljivost zbiranja podatkov kot mikroprocesor. Za delovanje potrebuje vir napajanja in vhod. Najpogosteje se uporablja mikrokrmilnik Arduino.
Mikroprocesor je vgrajen računalnik, ki za razliko od mikrokrmilnika za delovanje potrebuje le vir napajanja. Najpogostejši in cenovno najugodnejši mikroprocesor je Raspberry Pi.
MONTAŽNA PLOŠČA
MONTAŽNA PLOŠČA
Pri učenju osnov Arduina in senzorjev je priporočljivo uporabiti montažno ploščo (breadboard) brez spajkanja, saj omogoča enostavno popravljanje napak pri gradnji vezja. Montažna plošča je preprosto orodje za povezovanje električnih komponent. V sredinskem delu so vrstice med seboj povezane, kar zahteva, da se pini, kot so pri uporu, vstavijo v različne vrstice, da se izognejo sklenjenemu vezju. Pred priključitvijo in napajanjem je nujno narediti skico vezja, da se prepreči poškodbe komponent. Zunanji stolpci plošče so povezani v stolpce, ne vrstice, in se običajno uporabljajo za ozemljitvene in napetostne povezave, kar poenostavi nastavitev. Za končno sestavo cansata boste morali uporabiti spajkalno ploščo.
SENZORJI
SENZORJI
Analogni senzorji oddajajo napetost, ki jo je treba pretvoriti v digitalni signal za branje podatkov; Raspberry Pi zahteva analogno-digitalni pretvornik (ADC), medtem ko ima Arduino vgrajenega. Analogni senzorji omogočajo neprekinjeno merjenje spremenljivk. Senzorske plošče uporabljajo digitalne komunikacijske protokole kot so I2C (2 žici) ali SPI (3 žice), zato je pomembno, da zasnova cansata ustreza potrebnemu številu žic. Pri izbiri senzorja je ključno upoštevati občutljivost za zaznavanje minimalnih sprememb, odzivni čas na okoljske spremembe, linearnost odziva za natančne meritve, merilni obseg in histerezo, ki zagotavlja doslednost izhodnega signala v enakih pogojih.
NAPAJANJE
NAPAJANJE
Pri odločanju o napajanju satelita cansat je treba upoštevati napetost, kapaciteto baterije (mAh), fizično velikost in težo baterije. UBEC zagotavlja ustrezno napetost ploščam in se pogosto uporablja z mikroprocesorji, kot je Raspberry Pi, ki deluje z 5V, medtem ko Arduino omogoča direktno priključitev 9V napajalnika. Druga možnost je uporaba prenosne baterije za polnjenje, ki so na voljo v različnih oblikah in kapacitetah. Nekatere imajo "pametno" elektroniko, ki preneha zagotavljati napajanje pri nizki porabi energije, zato je pomembno preveriti, ali je to primerno za vaš cansat.
KOMUNIKACIJSKI SISTEM
KOMUNIKACIJSKI SISTEM
Informacije, ki jih zbere cansat, je treba poslati na zemeljsko postajo prek brezžičnih oddajnikov, ki delujejo v parih z antenami za oddajanje in sprejem. Vsaka ekipa predlaga frekvenco za uporabo, ki jo po usklajevanju potrdi ESERO Slovenija, da se izogne motnjam. Pri izbiri oddajnika je treba upoštevati delovne frekvence, potrebno moč, velikost in stroške. Pogoste izbire vključujejo APC220, ki deluje na frekvencah med 418 MHz in 455 MHz do razdalje 1000 m in LoRa module, kot je RFM95, ki omogočajo večji domet do 2000 m, vendar delujejo na diskretnih frekvencah.
PADALO
PADALO
Padala so ključna za uspeh misije CanSat, saj lahko brez ustrezno zasnovanega padala satelit strmoglavi ali ne uspe izpolniti znanstvenih ciljev. Močne tkanine in niti so bistvene, saj padalo med odpiranjem doživlja velike sile, pogosto dvakratnik tistih pri končni hitrosti. Najenostavnejši vrsti padal sta ploščato in okroglo, ki lahko imata težave z enakomernim izpuščanjem zraka. Zasnovo padala je treba temeljito preizkusiti v realnih pogojih, pri čemer je treba preučiti material, način pritrditve, površino in zlaganje padala, da zagotovimo njegovo učinkovitost in stabilnost.
TEHNIČNE ZAHTEVE
TEHNIČNE ZAHTEVE
Strojna oprema in misija CanSat morata biti zasnovani v skladu z naslednjimi zahtevami in omejitvami:
VELIKOST
Vsi sestavni deli satelita cansat, razen padala, se morajo prilegati standardni pločevinki za brezalkoholne pijače (višina 115 mm in premer 66 mm). Radijske antene in antene GPS se lahko namestijo navzven na vrh ali dno pločevinke, odvisno od zasnove, vendar ne na stranice.
MASA
Masa satelita cansat mora biti najmanj 300 gramov in največ 350 gramov. Lažji sateliti morajo s seboj vzeti dodaten balast, da dosežejo zahtevano minimalno maso.
DODATNE KOMPONENTE
Antene, pretvorniki in drugi elementi cansata ne morejo presegati premera pločevinke, dokler ta ne zapusti nosilne rakete.
SISTEM ZA DOLOČANJE POLOŽAJA
Obvezna uporaba sistema GPS za določanje položaja za iskanje, možni so tudi zvočni signal, radijski svetilnik, ipd.
PREPOVEDANI MATERIALI
Eksplozivi, detonatorji, pirotehnika ter vnetljivi ali nevarni materiali so strogo prepovedani. Vsi uporabljeni materiali morajo biti varni za osebje, opremo in okolje. V primeru dvoma lahko ESERO Slovenija od ekip zahteva varnostne liste materialov.
NAPAJANJE
Cansat se mora napajati z baterijo in/ali sončnimi celicami. Sistemi morajo biti vklopljeni neprekinjeno štiri ure.
DOSTOPNOST NAPAJANJA
Baterija mora biti lahko dostopna, če jo je treba zamenjati ali napolniti.
STIKALO ZA NAPAJANJE
Cansat mora imeti lahko dostopno glavno stikalo za napajanje.
SISTEM ZA REŠEVANJE
Satelit cansat mora imeti sistem za reševanje, na primer padalo, ki ga je mogoče po izstrelitvi ponovno uporabiti. Priporočljivo je uporabiti tkanino svetle barve, ki bo po pristanku olajšala lociranje satelita.
POVEZAVA PADALA
Priključek padala mora vzdržati silo do 50 N. Preizkusiti je treba moč padala, da se zagotovi nazivno delovanje sistema.
ČAS PADANJA
Za lažje lociranje cansata, je priporočljiv čas leta največ 120 sekund. Če poskušate pristati usmerjeno, je priporočljiv čas leta največ 170 sekund.
HITROST PADANJA
Zaradi okrevanja je priporočljiva hitrost spuščanja med 8 in 11 m/s. Vendar hitrost spuščanja satelita iz varnostnih razlogov ne sme biti manjša od 5 m/s ali večja od 12 m/s. Poleg tega lahko vremenske razmere določijo dodatne omejitve.
POSPEŠEK
Cansat mora zdržati pospešek do 20 g.
PRORAČUN
Skupni proračun končnega modela cansata ne sme presegati 500 EUR. Zemeljske postaje (GS) in vsi povezani neleteči predmeti se v proračunu ne upoštevajo. V primeru sponzorstva je treba v proračunu navesti vse sponzorirane predmete z dejanskimi ustreznimi stroški na trgu.
DODELITEV FREKVENCE
Dodeljeno frekvenco morajo upoštevati vse ekipe. Priporočljivo je, da ekipe namenijo pozornost zasnovi satelita cansat v smislu integracije strojne opreme in medsebojnih povezav, tako da je mogoče radijsko frekvenco po potrebi preprosto spremeniti. Ekipe bodo svojo frekvenco dobile pravočasno pred tekmovanjem.
PRIPRAVLJENOST ZA LET
Cansat mora biti do izstrelitve pripravljeni za pregled komisije in nato izstrelitev.
Gradiva za lažji začetek
Gradiva za lažji začetek
T04.1-Spoznajte-Arduino.pdfT08-Uvod-v-CanSat.pdfT10-Oblikuj-svoje-padalo.pdfT11-Radijska-komunikacija.pdfPage updated
Google Sites
Report abuse