Polskie Forum Astronautyczne
Człowiek i Astronautyka => Loty balonowe Hevelius => Projekty i Inicjatywy => Misje H1, H2 i H3 => Wątek zaczęty przez: skrzyp w Kwietnia 19, 2011, 17:13
-
ZACZYNAMY!
Najpierw schemat blokowy:
http://skrzyp.ovh.org/H2/blokowy.pdf (http://skrzyp.ovh.org/H2/blokowy.pdf)
ZAŁOŻENIA:
- elektronika zostanie podzielona na moduły ułożone w kanapkę
- moduły będą miały wielkość 10x10cm
MODUŁY:
- komputera awaryjnego
- komputera głównego
- przetworników A/C oraz czujników wewnętrznych gondoli
- zasilacza komputera głównego oraz modułów
- nadajników PMR
- odbiornika GPS, GSM
MODUŁ KOMPUTERA AWARYJNEGO.
Głównym zadaniem tego modułu jest przekazywanie telemetrii oraz podawanie lokalizacji gondoli za pomocą SMSów w każdych warunkach i przez możliwie najdłuższy czas (nawet przez kilka miesięcy).
Dlatego komputer awaryjny zostanie wyposażony w fotoogniwa, które będą doładowywać akumulator Li-Pol.
Jest to najbardziej "upakowany" moduł w całej gondoli, ponieważ na jednej płytce muszą zmieścić się następujące układy:
- procesor
- ładowania akumulatora
- przetwornicy wytwarzającej napięcie 5V które zasili procesor oraz moduły GPS
- przetwornicy +12V zasilającej syrenke alarmową
- układów włączających zasilanie poszczególnych modułów: GPS, GSM, PMR,
- czujnik ciśnienia
- tranzystory sterujące odcinaczami
- odbiornik GPS
- odbiornik GSM
- dekoder DTMF
- akumulator LiPol
- przetwornik C/A dla APRS
- tranzystory sterujące PMR
Całość zostanie zalana cieńką warstwą lakieru lub żywicą, aby zapewnić działanie układu nawet po zalaniu.
Procesor po wykryciu pełnego naładowania akumulatora rozpocznie próbę wysłania informacji o położeniu gondoli.
Aby nie przeciążyć akumulatora i zapewnić jego dłuższą żywotność procesor sekwencyjnie będzie uruchamiał poszczególne układy (za pomocą układów PW):
- GPS1 (na maksymalnie 10 minut lub do pobrania pozycji)
- jeśli GPS1 nie odpowie zostanie włączony GPS2
- nastąpi próba wysłania SMSa za pomocą modułu GSM1 (ostatnia znana pozycja przed wylądowaniem oraz bierząca)
- jeśli próba się nie powiedzie z modułem GSM1, uruchomiony zostanie moduł GSM2
- 5 minut nadawana będzie telemetria za pomocą PMR1 oraz nadajnika 868MHz
- włączona zostanie na kilka sekund syrena
I tak w kółko aż do wyczerpania akumulatora. Wtedy wszystkie moduły zostaną wyłączone a procesor przejdzie w tryb uśpienia do czasu naładowania akumulatora
* podane czasy trwania poszczególnych etapów zapewne ulegną zmianie.
KOMPUTER GŁÓWNY
Tym razem sercem komputera głównego będzie potężny AVR32, pracujący z częstotliwością 66MHz procesor, posiadający 512k FLASH oraz 64kB RAM, 4 porty USART, USB, interfejs ethernet, hosta USB i co najważniejsze z punktu wydajności - DMA.
Do procesora dołączona zostanie zewnętrzna pamięć SRAM.
W obecnej misji H2 komputer ten będzie zajmować się zbieraniem danych z czujników, zapisywaniem ich na karcie SD, nadawaniem APRS przez drugiego PMRa oraz sterować będzie odcinaczem. Różnica w stosunku do poprzedniego komputera, to dodana obsługa GSM oraz szybszy odczyt czujników.
W kolejnych misjach zapewne dodam możliwość pobierania zdjęć z kamerek USB i zapis ich na karcie SD.
Układ odbiornika DTMF umożliwi zdalne sterowanie komputerem/gondolą.
MODUŁ PRZETWORNIKÓW A/C
Poprzednie przetworniki A/C okazały się niezbyt dokładne i wolne, dlatego tym razem zastosuję przetwornik A/C firmy MAXIM MAX11049. Układy te umożliwiają jednoczesne próbkowanie 8 wejść, są 16to bitowe oraz mają interfejs równoległy, co znacznie przyspieszy transmisję danych.
Aby obniżyć wpływ zakłóceń na wartości pomiarów, przetworniki zostaną umieszczone na oddzielnej płytce. Na tej samej płytce zostanie umieszczony czujnik ciśnienia.
CDN. (Czas ucieka, rodzina czeka).
-
Zapis w pliku txt by się bardzo przydał. Wtedy po ewentualnej stracie kontaktu jest szansa na szybką analizę danych.
Ponadto - czy przesył ramki może być szybszy? Może jakieś informacje obciąć? Np ciśnienie chyba nie jest potrzebne "na żywo".
-
Tak sobie myślę, czy dałbyś radę zintegrować w testerze funkcję czytającą lokalizację z podłączonego do laptopa odbiornika GPS i nakładania tego na mapę? Czytając dane z GPS na temat wysokości można określić z grubsza zasięg "widoczności" horyzontu (przy założeniu sferyczności) i wyświetlić na tej samej mapie, co by mogło pomóc w określeniu odległości do gondoli (też z grubsza) gdyby na przykład schowała się "za horyzont".
-
A przy okazji na bieżąco podawać odległość między gondolą a autem i może jakiś kierunek.
Też o tym myślałem, bez problemu. Muszę tylko pogrzebać jak obliczyć horyzont, bo się nad tym nigdy nie zastanawiałem. No i jeśli zdarzą się pagórki to będzie to średnio dokładne (no chyba ze google maps maja dosc dokladnie określoną wysokość na mapach). Zaraz to dopiszę do 1 posta, bo potem mi to umknie.
Ogólnie myślałem o napisaniu softu na palmtopa. Ale nigdy tego nie robiłem wiec troche czasu by mi to zajelo. A 2 sprawa czy palm da sobie rade z przeliczaniem DTMF. Niektore palmtopy jak nie wiekszosc ma nawet RS232 wiec nie bylo by problemu.
Aha, są fajne wzory do obliczania odleglosci uwzgledniajace nawet geoidalny ksztalt ziemi, nawet z niego korzystam w rejestratorze
Ponadto - czy przesył ramki może być szybszy? Może jakieś informacje obciąć? Np ciśnienie chyba nie jest potrzebne "na żywo".
Teraz bylem ograniczony scalakiem. Na sztywno mial ustawiony czas trwania impulsu 70ms. Zobaczymy z innym scalakiem.
Cisnienie zostawilem na wypadek padniecia GPSu. Wowczas na podstawie cisnienia mozemy sobie wyliczyc przyblizona wysokosc.
-
No to by było super.
Z tym, że odnośnie softu - nie każdy ma palma, ale wszyscy mają laptopy ;) Gdyby udało się nową wersję zmusić do działania na W7 to track mielibyśmy z głowy (no i ten system rekonstrukcji ramek z wielu źródeł).
-
Ta moja ostatnia wersje softu (z dnia startu) w koncu probowaliscie czy nie? Bo zeznania mam sprzeczne ;) ona byla kompilowana pod win7.
Aha, jeszcze co do odbierania z wielu zrodel. Tak sobie mysle ze przy tych zmianach antenowych to 1 grupa mogla by byc nawet w miejscu startu (albo na dachu jakiegos wysokiego budynku jesli takowe byłyby wokól miejsca startu i mogły by dość spokojnie odbierać telemetrie, poniewaz ta 2 antena nadawac bedzie tylko na boki.
-
Tak, testowałem ją. Sprawdzała się mniej więcej tak samo jak ta pierwsza. Nadal gubi odczyty DTMF.
-
He... no nic... będe probował cos z tym zrobic.
-
I tak baj de łej - jest może szansa na coś cross-platform? Bo są wśród nas pingwiniarze...
-
Jest. To coś nazywa się Wine ;)
Nie liczyłbym na nic pod zimnolubne nieloty, bo nie wyrobie z pisaniem softu na procka, projektowaniem elektroniki i softu do odbioru tele. Przynajmniej nie do pazdziernika kiedy to teoretycznie ma byc kolejny lot.
No chyba że porzuce wersje windowsowa a wezme sie za linucha. Tyle że raczej nic poza konsolowa wersja na start sie nie spodziewajcie. Ale to na sam koniec. Najpierw sprzet.
Albo jeszcze inaczej.
Konsolowy program do odbierania danych, wyswietlane podstawowe info a prezentacja szczegolowych wynikow przez www. Tylko ze to znow utrudnia prace ekipom w autach. Tak zle tak niedobrze.
-
Właśnie przegrzebałem PDFa od nadajnika/odbiornika DTMF czyli MT8888C.
Tez ma na sztywno ustawiony czas nadawania sygnału/przerwy 50/50 lub 100/100ms. Za to wykrywanie kodu zajmuje dużo mniej niż wersji programowej, bo tylko max 14ms dla tonu i max 8.5ms dla przerwy. Więc powinien przynajmniej teoretycznie działać lepiej od softu.
-
Jest. To coś nazywa się Wine ;)
Znaju i używaju, aczkolwiek nie zawsze dobrze działaju. Ale może nowsza wersja będzie lepszejsza. :)
-
Fajna antenka, o zysku jak w moxonie, tyle ze dookolna. Oczywscie nasze bylyby znacznie dłuższe.
http://martybugs.net/wireless/collinear.cgi (http://martybugs.net/wireless/collinear.cgi)
-
Właśnie przegrzebałem PDFa od nadajnika/odbiornika DTMF czyli MT8888C.
Tez ma na sztywno ustawiony czas nadawania sygnału/przerwy 50/50 lub 100/100ms. Za to wykrywanie kodu zajmuje dużo mniej niż wersji programowej, bo tylko max 14ms dla tonu i max 8.5ms dla przerwy. Więc powinien przynajmniej teoretycznie działać lepiej od softu.
Czy dobrze rozumiem, że dałoby się wysyłać DTMFy szybciej? Do 10 na s?
-
Ano wychodzi ze tak. W tym co mielismy czas nadawania 1 znaku to bylo 170ms a tu bedzie 100, no chyba ze sie nie sprawdzi.
A w razie problemow mozna by probowac wyslac do gondoli polecenie zeby zwolnila predkosc do 100/100
Antena wg tego co podalem wyzej dla 900MHz miałaby ok 70cm długości... nie za mała...
I teraz popatrzcie ile warte sa te anteny z allegro o zysku 12..14db ;)
-
A czy pomiędzy znakami była przerwa jakaś? Jakiej długości?
-
Impuls 70 i przerwa tez 70-80ms
-
Hmm, widzę taką jedną - 13dBi i 500 gram. Z tym, że nie wiem czy to sama antena czy z podstawą i kablem.
-
Na allegro? Nie wierzylbym w te 13 dB
-
Nie, nie na allegro.
-
W pierwszym poście tego wątku wylądował schemat blokowy.
-
W pierwszym poście tego wątku wylądował schemat blokowy.
PW to panele słoneczne przy komputerze awaryjnym? Zakładasz ich pięć czy pięć zestawów paneli?
Poza tym nie mam więcej pytań - podoba mi się! Szczególnie dwa niezależne PMRy!
-
PW to od POWER (tak se wymyslilem) - układ włączający zasilanie danego układu - dosłownie jeden scalak.
Przy okazji już widzę brak pewnych połączeń, porawie przy najbliższej okazji.
-
No to mam 2 nowosci.
1) Przyszly moduly GPS Garmina i FS Oncore. W środę testy. Są małe i lekkie (garmin jest lzejszy od poprzednika ktory polecial w H1).
2) Testowalem (malo profesjonalnie) kolinearna antene GPS (samoróbka z kawałka drutu miedzianego). Komorka pokazala zmiane sygnalu z 1 kreski na 5 (czyli maximum).
-
Zatem same pozytywne wieści! :)
-
Znalazlem cos ciekawego, APRS przez ISS:
http://www.fars.k6ya.org/docs/aprs_via_iss.pdf (http://www.fars.k6ya.org/docs/aprs_via_iss.pdf)
-
Heh, chciałbyś to przetestować? ;)
-
Niezły byłby z tego system awaryjnego wysyłania danych o lokalizacji. Z tym, że trzeba pchać ile... 10W?
-
Hmm... Wgrać do pamięci komputera zapasowego daty przelotu ISS nad Polską w ciągu np 60 dni od dnia startu i nakazać się wydzierać jedynie gdy ISS będzie na niebie? :P
Jak by się coś takiego dało zrobić i zademonstrować, to w zasadzie nawet na publikację naukową się nadaje. :P
-
He, odleglość do ISS iście zacna. :) A i 10W to absolune minimum. Ciekawe czy na zwykłej ćwierćfalowej antenie ISS było by w stanie odebrać sygnał. Było by ciekawie spróbować.
-
Kosiłem trawę! :)
Od dziś będziecie się obawiać tego zdania, bo oznacza że wpadłem na na jakis "odjechany" pomysł. :) Tym razem Maquis chyba osiwieje ;)
Chodzi mi o APRS przez ISS. Myślę że jest to możliwe. Na dzień startu trzeba by wybrać taki, w którym wieczorem przelatywałby ISS nad nami. Ewentualnie dzień następny. No a teraz co trzeba by zrobić technicznie.
1 - na górę gondoli dać antenę Moxona skierowaną w niebo (oczywiście z aluminium), problemem jest rozmiar - 74cm szerokości i 24 wysokości!
2 - wymiana tranzystora w wzmacniaczu APRS (żeby mógł nadawać z mocą do 20W)
3 - Zwiększenie zasilania do 24V (najlepsze były by tu akumulatory Li-Ion z laptopów wystarczyło by 7 szt. Dobrze było by wymyśleć dla nich jakiś hermetyczny pojemnik)
A teraz jak by to działało:
- podczas wznoszenia i opadania działała by standardowa antena APRS oraz nadajnik nadałaby z mocą do kilku wat,
- po wylądowaniu (np po wykryciu ciśnienia > 960hPa, braku zmian pozycji GPS) elektronika przełącza antenę na ISS (myślałem o jakimś przekaźniku bistabilnym, żeby nie zużywać prądu na ciągłe zasilanie go) i wyłącza nadawanie APRS,
- w między czasie realizuje standardowe próby nadawania SMS, tak jak to wcześniej pisałem, z tą różnicą, że zostawia sobie zapas energii na czas nadawania do ISS
- czasy przelotów ma zapisane w pamięci, albo sam je wylicza - w 2 przypadku poprosilbym o wzory
- korzystając z RTC sprawdza kiedy ma nadawać
- kiedy ISS jest nad gondolą zmienia częstotliwość nadajnika na tą z ISS, przełącza na max. moc nadawania i nadaje przez cały czas trwania przelotu
- idzie spać do następnego przelotu
No i właściwie wszytko wygląda ślicznie poza wagą baterii. Bo sama antena Moxona nie ważyła by więcej niż 50-70g myślę.
Co wy na to?
EDIT:
Choć tak czytam i wychodzi na to że i 5W powinno wystarczyć przy Moxonie. Gorzej by było gdyby gondola wylądowała w krzaczorach wtedy te 20W by się przydało. No i patrzę na konstrukcje wzmacniaczy. Sa 20W zasilane 12V, więc został by stabilny montaż dużej anteny.
-
Obawiam się, że przy takich parametrach nie zmieścimy się w masie.
Mamy mieć 2 kg, z czego 1 kg ładunek użyteczny, a 1 kg reszta. Kompletna gondola ze spadochronami i gniazdami może wyjść w okolicach 500-550 gram. A do tego jeszcze anteny, komputer, blok zasilania... może zostawmy to na późniejsze misje, kiedy będziemy mieć już wartości masowe.
-
Zgadzam się z Maquisem - skupmy się wpierw na wcześniej ustalonych wartościach. Ale dla misji H3 komunikacja via ISS to byłby idealny cel. :)
-
No jak chcecie, tylko jak mowie, po sprawdzeniu schematow, waga gondoli wzrasta tylko o antene i przekaznik. A w razie czego mamy fajna alternatywe na odzyskanie gondoli.
-
no i + 90 gram baterie (+12V).
Żeby było jasne - ja nie mówię, że to zły pomysł. Wprost przeciwnie. Ale obecnie nei wiemy jeszcze jaka będzie ostateczna masa systemu, więc ciężko coś dokładać (zwłaszcza kiedy masa może być łącznie +200 gram).
-
Właśnie dlatego proponuję, by kilka spraw masowych udało się szybko wyliczyć i przedstawić, nawet w formie podstawowej. Wraz z rozsądnym, np 15% marginesem bezpieczeństwa.
-
Nie doczytaliscie edita. Nadal pozostaje +12V. Nie zwieksza sie ilosc baterii. Wsio zalatwia duzo lepszy tranzystor, ktory kosztuje 10$.
Z tego wzgledu nawet jesli dostane "no go" dla zewnetrznej anteny to i tak bym to zaimplementowal. A noz widelec sie polaczy z ISS nawet zwyklym drutem.
A na pewno przeprowadze eksperyment w warunkach domowych ;)
-
Skrzypie - a chciałbyś wcześniej dokonać jakiś testów naziemnych z wykorzystaniem ISS? Tak, żeby nabrać doświadczenia i sprawdzić, czy rzeczywiście to to działa?
Mam tu na myśli konfiguracje krzaczorowo-leśno-budynkowe o zupełnie innych parametrach propagacji fal poniekąd radiowych od doświadczonego krótkofalowca, który wie co robi. :)
-
Aha, czyli nadal pcha na zasilaniu 12V?
No to już znacznie lepiej.
Pytanie - dlaczego w nocy? Przecież Stacja przelatuje też w dzień :)
-
Zakladam ze w ciagu dnia odbedzie sie lot i gdy do wieczora nie znajdziemy gondoli to wtedy bedzie pierwsza aktywacja APRS przez ISS, pozniej już za kazdym razem az padna baterie.
Co do testow. Ja mieszkam w takich terenach ze mam wsio pod reka, od lasow z dolinami po blokowiska, więc nie będzie z tym problemow, o ile Copernicus sie zgodzi na takie udostepnienie swojego pozwolenia.
A co doświadczenia. Nie mam wprawdzie licencji (nigdy mi nie byla potrzebna), ale moj dyplom dzialal na ponad 1GHz więc 146MHz mnie nie przeraża. No ale jakby ktoś jednak wolal aby sprzet został sprawdzony przez doświadczonego krótkofalowca, to po poskladaniu mogę mu podesłać sprzęt. Mi tam obojętne.
Jeszcze co do licencji, gdybym nie musial pol dnia jechac tam i spowrotem zeby zdac egzamin to juz bym pewnie ją miał. Jedyne co musialbym podkuć to te wszystkie przepisy, do których czuję pewną awersję. :) Stanowczo zamiast gnieść się w aucie wolę z synkiem zgubić się w wyżej wspomnianym lesie ;)
-
W ramach oddechu od czytania datashetoow i rysowania schematów/płytek komputerów zaprojektowalem i zrobilem płytkę programatora procesorów AVR (od tych 3 nóżkowych do ATXMEGA). Pierwsze zdjątko z warstwą toneru po termotransferze, kolejne to już gotowa płytka posmarowana kalafonią rozpuszczoną w denaturacie AcH jAkIe ZapAcHy ;)
Aha, gotowa płytka nieco się różni od "wydrukowanej" ponieważ jak już uzupelnialem dziury lakierem do paznokci, to troche wiecej go zużyłem na boki :)
Ponizej zdjątka:
-
No i gutes :)
Tylko podawaj wymiary ;)
-
Masz groszówkę ;) nie styknie? ;)
6,5x3x5 cm (ta część miedziana)
-
Masz groszówkę ;) nie styknie? ;)
6,5x3x5 cm (ta część miedziana)
Wolę metrycznie. Poza tym obiektyw zniekształca ;)
Dzięki :)
-
Ponieważ wszystko się nieco rozrosło i skomplikowało, poszczególne moduły będą opisywane w oddzielnych wątkach. Inaczej nie doszlibyśmy do ładu i zrobiłby się niezły galimatias. Na pierwszy ogień idzie moduł APRSu.
-
Czyli co? ten wątek do zamknięcia?
-
Nie, tu powoli bedzie ladowac schemat blokowy już poprawiony, instrukcje poskladania do kupy itd.
-
No to test zakupionych modułów GPS Garmina: GPS 15-F. Tradycyjnie widoczność 1/4 nieba, antena tym razem aktywna od chinoli z wymienionym kablem, bo ten co był w oryginale wołał o pomstę do nieba. Takie same stosują w słuchawkach. Umieszczona na parapecie. Aha, na niebie niewielkie chmórki piętra niskiego, ale raczej z tyc "cienkich". Bezdeszczowych :)
Po 50 sek złapał fixa 2D. z 3 satelit i w ciągu 30 min go nie utracił, więc wygląda na to że jest całkiem ok.
Aha, co ciekawe, mimo fixa tylko 2D, pozycja jest określona b. dokładnie i tylko b. słabo pływa, co było standardem w innych odbiornikach.
Poskładany mam również układzik do testowania GPSu FS Oncore. Dogrzebałem się nawet do jakiegoś softu (odbiornik wymaga jednak wysłania mu oprogramowania do oblicznia pozycji GPS i to takiego które ma 500k, co raczej dyskfalifikuje go do naszych misji, no ale jako ciekawostka). Kolejny minus, że wcale nie jest taki mały. Stabilizator 3V, 2V, generator 32kHz... i robi się zniego zwykły GPS.
EDIT:
Olalem spraw Oncore. Wiesza sie po wgraniu mniej niż 2% softu. Mozliwe ze wymaga lepszego zasilania. Tak czy siak nie przyda nam sie wiec idzie na lepsze czasy.
-
Okiej, brzmi naprawdę ciekawie!
-
No i pojawily sie problemy z programatorem. Chcialem przeprogramowac modul aprs i niestety MAX3002 ma zbyt niską wydajność prądową :(
Musiałem dorobić dodatkowy bufor i wkurza mnie to, bo z ładnego programatora zrobiła się jakaś drabinka.
No ale ważne że działa.
-
A ma to jakieś bezpośrednie przełożenie na naszą misję (chodzi o operacje w dniu startu i gonitwie za balonem)??
-
Nie ma żadnego, tylko na miejsce na moim biurku i mój stan ducha ;)