roscansat
Что такое CanSat в России
Это просто заметка, в которой собраны видео о российском CanSat.
Вот ссылка на официальный сайт http://roscansat.com
А вот плейлист с видеосюжетами.
Подготовка к Кансату
Подготовка к финалу КанСата 2016 занимает практически все свободное время. Кажется с виду такой простой проект, однако как в любом настоящем деле есть много нюансов. Дальше немного текста и картинки.
Сделали новый парашют из более плотной и легкой ткани и корпус
Перед испытанием парашюта производим взвешивание спутника. При лимите в 350 грамм без парашюта, спутник весит 283 грамма.
О важно правильно уложить парашют, чтобы он быстро раскрылся и стропы не запутались.
Два тестовых запуска:
Продолжаем «доводить» спутник. На этой фотографии плата для подключения модулей доп. миссий (GSM модуль для отправки СМС, GPS модуль, мультиплексор, BMP085).
Ловим спутники GPS
СМСка с координатами пришла :)
Подготовка к предзащите проекта CanSat 2016
Готовимся к предзащите проекта, которая будет 19-го мая. По результатам это предзащиты нас должны допустить (или не допустить) к запускам на космодроме Талдом.
Состояние работ по спутнику сейчас такое:
- Схема для выполнения обязательной миссии собрана с использованием конструктора CanSat,
- Платы между собой спаяны, программа написана и работает,
- Собрана приемная станция и антенна, данные телеметрии на нее поступают и отображаются на компьютере в терминале,
- Протестирована работа отдельных компонентов для дополнительной миссии с использованием конструктора (на макетной плате),
- Парашют сшит и протестирован с помощью весового макета,
- Спроектирована и собрана плата питания. Спутник питается от литий ионного аккумулятора 3.7В. С помощью повышающего преобразователя мы получаем 5 В, и питаем спутник. Также получаем 4.7В с помощью понижающего преобразователя для питания модуля GSM,
- Проведена калибровка термодатчиков. В результате колибровки выяснилось, что все используемые датчики при одинаковых условиях показывают примерно одинаковые значения (разница составляет не более 0.1 градуса).
Что осталось сделать:
- Сделать плату для дополнительной миссии, к которой будут подключены внешний датчик температуры DS18b20, датчик давления bmp085, GSM и GPS модули,
- Написать полетную программу для спутника с доп. Компонентами,
- Сделать корпус,
- Провести натурные испытания.
В процессе работы с конструктором обнаружили его один недостаток. На плате с датчиками, пришлось выпаять (удалить) резистор R2, он подтягивает датчик давления к питанию, таким образом искажаются показания датчика давления. Из-за этого не могли понять почему по данным датчика давление больше примерно на 10кПа.
Защита будет проходить удаленно по Skype. Для защиты подготовили видео, которое собираемся передать организаторам и комиссии.
Думаем, это поможет сократить время для защиты онлайн.
«Калибровка» термодатчиков
Для основной и дополнительной миссий в нашем спутнике CanSat будет использоваться несколько термодатчиков. А именно:
- DS18b20 — находится внутри спутника, входит в базовый набор и обязательную миссию;
- DS18b20 — будет находится снаружи спутника, входит в дополнительную миссию;
- BMP085 — термодатчик в составе датчика давления, будет находится внутри спутника, входит в дополнительную миссию.
В процессе предварительной работы с датчиками у нас закралось подозрение в точности их настройки, мы решили провести их калибровку.
В качестве идеального термометра мы использовали лабораторный ртутный термометр, с ценой деления 0.2 градуса Цельсия:
Спутник с подключенными термодатчиками, а также ртутный термометр были помещены в «термокамеру», туда же поместили вентилятор для усиления конвекции:
Для понижения температуры в «термокамеру» поместили замороженные овощи. После того как температура опустилась ниже 16-ти градусов по Цельсию, овощи убрали, дождались стабилизации температуры. Затем начали постепенное нагревание с помощью лампы накаливания, яркость которой регулируется реостатом.
Спутник передавал данные по радиоканалу, прием велся на компьютере через терминал. Данные с ртутного термометра снимали вручную. Результаты измерений:
Как видно, разница в измерения небольшая есть, причиной ее может быть как разная инерционность датчиков, так и равномерное нагревание/охлаждение термокамеры. Для целей нашего эксперимента, вводить какие-то дополнительные поправки в измерения не нужно.
Воздушно-инженерная школа (2)
Вообщем, начали работать, т. е. работать мы начали еще до того как команда собралась.
Первый этап, как обычно, сбор и анализ информации. Поискали, есть ли в сети похожие проекты, как они были реализованы.
Нашли несколько более менее похожих проектов:
- XFIRE: A ROBOTIC FIRE EXTINGUISHER
- Робот Heatseekr
- Проект ESE 111
- Arduino thermo scanner
- Тепловизор на базе MLX90620
- InfraRed WebCam
По этой ссылке находятся материалы по этим проектам, на тот случай, если оригинальные ссылки не будут работать.
После изучения этих материалов, условий конкурса, кучи обсуждений появилось представление о том, что вообще можно сделать в этом направлении.
Примерная конструкция прибора представлялась такой:
- Основной датчик для обнаружения огня;
- Веб камера для съемки местности;
- Некий центральный мозг для обработки полученной инфомрации;
- Устройство для сохранения полученной информации (флешка);
- Радиопередатчик для передачи необходимой информации на наземную станцию;
- Радиоприемник на земле, для приема информации;
- Программа на летающей части комплекса, которая всем этим будет управлять;
- Программа на наземной части, для приема и обработки информации на земле;
- Программа для постобработки всей собранной информации.
В дальнейшем при обсуждении в команде приняли решения остановится на наиболее простом и дешевом варианте датчика для обнаружения огня. А именно, переделать обычную вебкамеру в ИК вебкамеру, как описано по ссылке, а затем анализировать полученное изображение.
В качестве центрального мозга я предложил использовать микро-компьютер Black Swift, к тому моменту я уже сделал предзаказ без конкретной цели, но вот применение нашлось. Из плюсов этого устройства надо отметить его малый размер, низкое энергопотребление, большое количество вводов выводов, возможность программирования на «человеческом» языке, например, на Python. Уже позже, black swift вышел на кикстартер и мы там заказали еще парочку прозапас.
Весь этот подготовительный этап продолжался до начала февраля, когда должна была состоятся очная часть Воздушно-инженерной школы, на которой мы должны были представить и защитить наш проект.
К защите мы подошли вот с такой схемой прибора:
Продолжение следует.
Воздушно-инженерная школа (1)
В этом учебном году на базе НИИЯФ МГУ начала работать воздушно-инженерная школа http://www.sinp.msu.ru/ru/post/20372 . Это продолжение проекта «CanSat в России» , которому уже четыре года.
Cansat — это соревнование, в рамках которого, команды школьники создают «мини спутники» (спутники в банке), выполняющие определенную научную миссию. Аппарат должен содержать научную нагрузку для выполнения миссии, систему спасения, например, парашют, и систему обнаружения после приземления. Спутники запускаются на разную высоту (от 200м до 30км), проводят какое-то время в свободном полете, производят необходимые измерения (температура, давление, GPS позиционирование и т. п.) передают по радио каналу полученную информацию. Затем должна сработать система спасения, т. е. раскрыться парашют, аппарат приземляется, и команда, должна его найти. После того как аппарат найден в рабочем состоянии, полетная часть миссии считается выполненной. Дальше надо обработать полученные данные и представить в виде доклада или статьи.
Поскольку CanSat проходит в России уже не первый год, есть постоянные участники и команды разного уровня подготовки. Для их дифференциации сделано несколько конкурсов: Регулярная лига, Высшая лига и Высшая лига (первый эшелон). Миссии для разных конкурсов разные. В этом году впервые появился новый конкурс, по проектированию нагрузки для коптера: «Разработка полезной нагрузки, выполняющей конкретную практическую задачу для беспилотного летательного аппарата типа „Коптер“». В этом году основная миссия состоит в поиске очагов пожаров на заданной территории.
До прошлого года я вообще об этом проекте ничего не слышал. Рассказал мне об этом наш с Арсением знакомый Александр Николаевич Зайцев (д. ф-м. н.). В общем осенью решили мы участвовать в этом проекте, выбрали конкурс «Коптер».
В НИИЯФ МГУ с октября по январь проводились лекции для участников проекта. Проводились они еженедельно, также транслировались онлайн и выкладывались позже на сайте http://space.msu.ru, там их можно посмотреть и сейчас. Лекции очень интересные. Но все таки формат соревнований предполагает, что бОльшая часть работы и обучения будет проведена в команде силами руководителя и самих участников.
Кстати, о команде. Сначала в команде был один только Арсений :), а надо три-пять человек. «Вербовка» людей в команду на такой классный и интересный проект оказалась той еще задачкой. Сначала начали вовлекать всех друзей и знакомых Арсения не по школе. Кому-то не интересно (ну здесь ничего не сделаешь), кому-то мама не разрешила (!). Из этого источника привлекли одного приятеля Арсения Илью, он программист. Провел агитационную работу у Арсения в школе, поговорил с администрацией, оставил материалы о проекте, побеседовал с классами. В итоге — ноль. Казалось бы один из ведущих ВУЗов страны проводит такое мероприятие, ученые читают для школьников лекции, база — НИИЯФ МГУ, не можешь приехать на лекцию — смотри через интернет. Участие бесплатное, за исключением стоимости комплектующих! Но это лирика. Третий источник — преподаватель Арсения из кружка от Троицкого дома ученых, в который он ходил в младшей школе. Отсюда мы получили сразу трех человек: братья Стефан и Левко — его бывшие коллеги по кружку, Лев — раньше знакомы не были, тоже программист.
Вот и наша команда.
Лев, Левко, Арсений, Илья, Стефан.
Вообщем, собрались, начали работать. Продолжение следует...