18 заметок с тегом

CanSat

Ctrl + ↑ Позднее

Ground Station for CanSat

23 февраля 2016, 16:18

Приступили к сборке наземной приёмной станции (ground station). В основе радиомодуль RXQ2.
На этой фотографии модуль разведен на беспаячной макетной плате:

Финальный вариант устройства собрали на макетной плате для пайки, распаяли сам модуль и USB2UART переходник. Все паял лично Арсений. Скорость работы UART развели жестко 38600, добавили джампер на конфигурационный пин.

Готовое устройство поместили к красивую коробочку и перевязали бантиком. С одной стороны выход USB, с другой — BNC.

Подключили к «модной» антенне J-pole диапазона 433МГц.

Сборка спутника

22 февраля 2016, 12:49

Начинаем собирать спутник уже на основе конструктора. Соединили плату с датчиками и плату с радиомодулем с управляющей платой микроконтроллера. Вроде все работает.

Зимняя юношеская космическая школа 2016

7 февраля 2016, 10:25

В это году как и в прошлом мы участвуем в отборочном туре чемпионата «Воздушно-инженерная школа (CanSat в России)».
В прошлом году отборочный тур мы прошли, но к запускам аппарат приготовить не смогли, слишком высокую планку решили взять — аппарат оказался сложным в реализации (делали научную нагрузку на коптер для поиска очагов возгорания). В этот раз мы участвуем в регулярном чемпионате CanSat (положение чемпионата).
Все мероприятия проходили в МГУ (на физическом факультете и НИИЯФ).
Открытие и некоторые лекции проходили в Большой физической аудитории имени академика Р. В. Хохлова.
Наша команда:

наша команда ТОК

В этой же аудитории состоялись открытые защиты трех команд:

Все остальные защиты проходили в закрытом режиме по предварительной жеребьёвке.
На фото начало процедуры жеребьевки, Николай Николаевич Веденькин кладёт номерки в вязаную шапочку, которую держит Сергей Александрович Пикуз.

По результатам жеребьевки наша команда защищалась первой. Защита была уже на следующий день с утра:

Вечером того же дня на нашей базе мы устроили ночь кодинга:

На следующий день были лекции, практические занятия и мастер класс по пайке в Лаборатории Аэрокосмической Инженерии МГУ.

Закрытие и подведение итогов было в музее РКК Энергия в городе Королев. Экскурсию по музею завода №88 для нас провел Вахтанг Дмитриевич Вачнадзе:

Ну и результаты этого этапа для нашей команды оказались очень хорошими:

Работаем дальше.

Тестирование GPS модуля.

26 января 2016, 17:53

Сегодня тестировали работу GPS модуля ( Ublox neo 6M ). Он будет использован для определения местоположения спутника после его приземления. Координаты будут передаваться при помощи GSM модуля.
Вот так выглядит сам GPS приемник:

Питается модуль от 3,3 В, логические уровни у него тоже 3,3В. На плате, которую мы купили смонтирован сам модуль, память для сохранения настроек, стабилизатор питания и конвертер логических уровней. Т. о. плату можно подключить непосредственно к МК. Для тестов мы подключили модуль к компьютеру через USB2UART преобразователь.

С сайта производителя была скачана программа, которая отображает информацию, принимаемую с GPS приемника.

Информация с модуля передается в виде строк по протоколу NMEA:

Вся информация нам не нужна, достаточно только строки GPGGA
GGA — GPS Данные о местоположении
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
$GPGGA, hhmmss.ss, 1111.11, a, yyyyy.yy, a, x, xx, x.x, xxx, M, x.x, M, x.x, xxxx*hh

  1. Гринвичское время на момент определения местоположения.
  2. Географическая широта местоположения.
  3. Север/Юг (N/S).
  4. Географическая долгота местоположения.
  5. Запад/Восток (E/W).
  6. Индикатор качества GPS сигнала:
    0 = Определение местоположения не возможно или не верно;
    1 = GPS режим обычной точности, возможно определение местоположения;
    2 = Дифференциальный GPS режим, точность обычная, возможно определение местоположения;
    3 = GPS режим прецизионной точности, возможно определение местоположения.
  7. Количество используемых спутников (00-12, может отличаться от числа видимых).
  8. Фактор Ухудшения Точности Плановых Координат (HDOP).
  9. Высота антенны приёмника над/ниже уровня моря.
  10. Единица измерения высоты расположения антенны, метры.
  11. Геоидальное различие — различие между земным эллипсоидом WGS-84 и уровнем моря(геоидом), ”-” = уровень моря ниже эллипсоида.
  12. Единица измерения различия, метры.
  13. Возраст Дифференциальных данных GPS — Время в секундах с момента последнего SC104 типа 1 или 9 обновления, заполнено нулями, если дифференциальный режим не используется.
  14. Индификатор станции, передающей дифференциальные поправки, ID, 0000-1023.
  15. Контрольная сумма строки.
    Пример сообщения:
    $GPGGA,004241.47,5532.8492,N,03729.0987,E,1,04,2.0 ,-0015,M,,,,*31

С помощью программы мы настроили, чтобы модуль выдавал только строки GPGGA.

Теперь необходимо подключить GPS модуль к микроконтроллеру и научиться принимать и обрабатывать информацию на нем.

Подготовка к защите на зимней школе.

25 января 2016, 17:29

24-го января была очередная встреча команды ТОК. Готовили презентацию к защите на зимней школе.

Тестирование GSM модуля.

22 января 2016, 17:03

Сегодня тестировали работу нашего GSM модуля. Он будет использоваться для отправки СМС с местоположением спутника во время полета и после приземления, что бы его можно было легче найти в случае падения в труднодоступное место.
Из особенностей модуля — нестандартное напряжение питания от 3.6В до 4.3В (хотя в документации указано до 4.4, но при напряжении 4.4 модуль начинает «кричать» overvoltage) и нестандартное напряжение на логических уровнях — 2.7В.
При тестовом подключении для питания был использован dc-dс преобразователь, который мы сразу настроили на 4.3В.

Для подключения к компьютеру был использовать USB2UART преобразователь с логическими уровнями 3.3В.

В будущем для того, чтобы подключить GSM модуль к прибору попробум использовать для питания два последовательно подключенных диода (на каждом падение 0.6В), а для преобразования логичческих уровней используем предложенную в документации на модуль схему.

Проверяли отправку смс с помощью следующей последовательности команд.
AT+CMGF=1 //переключаем в текстовый режим отправки сообщений
AT+CSCS=«GSM» //переключаемся в семибитную кодировку
OK //ответ модуля
AT+CMGS=«+7926xxxxxxx» //номер на который будем отправлять
OK //ответ модуля
после этой команды модуль переходит в режим ожидания ввод текста
>test
<**CTRL-Z**>
Вводим текст и нажимаем <** CTRL-Z **>
ОК // сообщение отправлено
Терминал в это время выглядит примерно так:

Ну и видео с демонстрацией:

PS
Дополнительно, чтобы не забыть
at+csq  — определение уровня сигнала
ответ такой: +CSQ: 15,99 ^^
Уровень сигнала:
0 -115 дБл и меньше
1 -112 дБл
2-30 — 110..-54 дБл
31 -52 дБл и сильнее
99 — нет сигнала.
уровень сигнала в дБ: [-113 + Х * 2]=-113+15*2=-83

at+cfun=0 — перевод в режим ограниченной функциональности и снижение энергопотребления
at+cfun=1 — возвращение в нормальный режим

Схема питания спутника.

14 января 2016, 15:44

В стандартном конструкторе питание спутника организовано через батарейку 9В Крона.
Поскольку микроконтроллер и датчики (коме радиомодуля — 3,3B) потребляют 5В, то необходим преобразователь.
В стандартном конструкторе использован линейный преобразователь LM7805.

На вход ему подается напряжение от 7 до 20В, на выходе получаем стабилизированные 5В. Поскольку стабилизатор линейный, то входной и выходной токи равны, при этом «лишняя», неиспользуемая энергия выделяется в виде тепла. Не трудно подсчитать, что если из 9В кроны 4В идет на обогрев, то в лучшем случае КПД такого устройства будет примерно 55%, это минус. Плюс в том что такой предобразователь позволяет пропускать токи до 1.5 Ампер. Но в нашем спутнике такие токи не ожидаются, максимум если насобирается 200-250 мА.

Другой вариант — использоватье повышающий ступенчатый преобразователь напряжения, например MAX756. На вход принимает напряжение от 0.7В до напряжения выхода (т. е. 3.3 или 5), на выходе соответственно 3.3В или 5В (можно выбрать). Т. е., можно поставить два пальчиковых аккумулятора по 1.2 — 1.5 В, соединить их последовательно и повысить напряжениедо 5В. Производитель заявляет КПД 87% при токе 200мА — это плюс, так же есть встроенная функция контроля заряда батареи; минус — максимальный ток всего 300мА. Но для нашего случая такого тока вполне себе достаточно.

UPD. Выяснилось, что GSM модуль, который мы собираемся использовать Sim800L, и который в покое потребляет около 0.7мА, может потреблять в активном режиме, например, отправка СМС, до 2 А. Надо думать теперь, что с этим делать. Либо надо найти аналигичный ступенчатый преобразователь, но мощнее, либо поставить третий аккумулятор последовательно и напрямую запитать GSM модуль (ему надо от 3.4В до 4.4В).

Ctrl + ↓ Ранее