Senzorika

Med samim poletom bomo spremljali več parametrov, ki jih bomo v različnih intervalih beležili na pomnilniško kartico microSD. Izbrane parametre (npr. koordinate GPS) pa bomo v realnem času pošiljali preko radijske zveze na zemljo.

Za zajem podatkov iz množice tipal in naprav v sistemu smo uporabili več različnih komunikacijskih vmesnikov (I2C , SPI, UART in USB) ter neposredno povezavo na analogni-digitalni pretvornik vgrajen v samem mikrokrmilniku.

Preko prvega vodila I2C (/dev/i2c-0) smo povezali: tipalo za vlago in temperaturo (SHT21), tipalo za svetlobo (ADJD-S311), tipalo za zračni tlak (MS5611), tipalo za pospešek (MPU-6050) ter kompas (HMC5883).

Na vodilu SPI smo preko 24-bitnega analogno-digitalnega pretvornika (AD7793) v sistem povezali uporovni termometer PT100 slovenske proizvodnje, ki nam bo omogočal merjenje z ločljivostjo 0,01 in natančnostjo 0,1 stopinje Celzija.

S pomočjo analogno-digitalnega pretvornika vgrajenega v mikrokrmilniški modul AriaG25 bomo spremljali napetost na obeh LiPo baterijah (skupna kapaciteta 6000mAh), svetlobo v UV delu spektra (dioda SG01S SGLux) ter radioaktivnost (energijo beta in gama žarkov s pomočjo fotodiod BPW34).

Preko prvega vmesnika UART nam bo sprejemnik GPS (senzor u-Blox MAX-6) posredoval trenutno lokacijo, nadmorsko višino, točno uro in hitrost. Drugi vmesnik UART bomo uporabili za pošiljanje paketov s podatki iz balona po protokolu AX.25 v sistem APRS, kar nam bo omogočalo, da bomo preko radijske povezave spremljali, kaj se dogaja z balonom. Radijski signal bomo pošiljali s pomočjo radijskega modula Radiometrix HX-1, ustrezen signal za radijski modul pa bomo tvorili s pomočjo 12-bitnega digitalno-analognega pretvornika.

Na USB vodilo bo priključena spletna kamera Logitech C270, s pomočjo katere bomo spremljali stanje balona. Z malo sreče bomo ulovili tudi trenutek, ko bo balon počil in se bo začelo spuščanje proti zemlji.

Za snemanje poleta s pogledom na Zemljo imamo dodatno kamero z lastno mikroSD (uSD) pomnilniško kartico. Kamero bomo z mikrokrmilnikom le krmilili (vklop/izklop) in mikrokrmilnika ne bo obremenjevala. Živa slika se bo shranjevala na uSD kartico vgrajeno v kameri, snemali pa bomo z ločljivostjo 1080p in s hitrostjo 30 slik na sekundo.

Glavni krmilnik deluje!

Kljub daljšem premoru pri pisanju spletnega dnevnika nismo lenarili. V tem času smo dobili naročena tiskana vezja ter izdelali prvi prototip glavnega krmilnika. Jedro našega sistema predstavlja mikrokrmilniški modul Aria G25, ki ga poganja 400MHz mikrokrmilnik iz serije ARM9 z 128MB pomnilnika.

Na osnovno ploščo smo dodali tudi DB9 konektor za sistemsko konzolo, priključne sponke za dva serijska vmesnika UART in dva vmesnika I2C, priključek RJ45 za povezavo v Ethernet, nosilec za kartico micro SD, konektorje USB ter pretvornika DC/DC za napajanje tipal in naprav v celem sistemu. Krmilnik poganja operacijski sistem Linux – različica Debian Wheezy na jedru 3.6.9, datotečni sistem pa je shranjen na pomnilniški kartici micro SD.

Glavna naloga krmilnika bo zajem podatkov iz vseh tipal ter konstukcija AX.25 paketov, ki jih bomo preko sistema APRS pošiljali na zemljo. Poleg tega bomo na pomnilniško kartico shranjevali tudi video v ločljivosti 720p, ki ga bomo zajeli iz spletne kamere nameščene v zgorjem delu sonde.

Kljub prototipnemu značaju mikrokrmilnik odlično deluje in ga bomo z manjšimi popravki uporabili tudi med pravim poletom. S samo težo smo zelo zadovoljni, saj tehta le 80g. Po uspešnem zagonu sledijo testiranja delovanja ob nižjih temperaturah, dograditev preostalih tipal ter oddajne elektronike in meritve porabe energije.

Prvi prototip sonde

Izdelali smo prvi prototip sonde. Uporabili smo stiropor debeline 40mm obogaten z grafitom (približno 20% bolj izolativen kot navaden stiropor). Z namenom povečanja trdnosti smo ohišje zasnovali tako, da se posamezne stranice prekrivajo na spoju.

Zunanje mere prototipa ohišja sonde so 28x28x28cm. Zelo verjetno je, da bomo pravo različico izdelali manjšo.

Za lepljenje bomo po posvetu s tehnično službo podjetja Mitol d.d. uporabili poliuretansko lepilo, ki ne topi stiroporja in tudi ob nizkih temperaturah zagotavlja trden spoj. Za nasvete ter donacijo dvokomponentnega poliuretanskega lepila Mitopur A+B se zahvaljujemo podjetju Mitol d.d. iz Sežane. Zaradi časovne stiske smo za prvi prototip uporabili talilno lepilo.

Slovenija iz vesolja 2012/2013

S projektom “Srečko v vesolju” sodelujemo tudi na natečaju Slovenija iz vesolja 2012/2013, ki ga organizira Center odličnosti Vesolje, znanost in tehnologije (VESOLJE-SI).

Letos bo konkurenca kar huda, saj je prijavljenih kar 16 skupin. Zmagovalce čaka obisk enega izmed evropskih vesoljskih centrov in tridnevna delavnica vodenja brezpilotnega letala v podjetju C-Astral iz Ajdovščine. Zagotovo se bomo potrudili. 🙂

Padalo

Podjetje Kimfly d.o.o. nam je pred mesecem dni prijazno doniralo lahko, a trpežno tkanino za izdelavo padal. Iz nje bomo ob upoštevanju nasvetov g. Sandija izdelali padalo v obliki polkrogle premera pribljižno 60cm.

S pomočjo spletne aplikacije smo izdelali kroja za dve podobni padali. Z eksperimenti bomo poiskali za nas primernejšega. Za potrebe testiranja smo prvo različico padala izdelali kar iz najlona. Tako smo se izognili šivanju ter privarčevali na materialu.

Po dobri uri rezanja ter nekaj tekočih metrov lepilnega traku smo prišli do prvega prototipa, ki smo ga nemudoma preiskusili s cijlno obtežitvijo 1000g.

Nadaljni eksperimenti bodo pokazali, katero izmed dveh oblik bomo uporabili za izdelavo končne različice padala.

Material za sondo

Material za izdelavo sonde smo izbirali na podlagi njegove gostote in izolativnosti. Zaradi majhnih razlik v izolativnosti oz. toplotni prevodnosti je bil glavni parameter za izbiro materiala gostota, saj je pomembno, da je teža ogrodja sonde čim manjša, pri tem pa nudi dovoljšnjo trdnost in izolacijo.

Izbirali smo med:

Trdo poliuretansko peno
Dvokomponentno poliuretansko peno
Stiroporjem
Grafitnim stiroporjem
Aerogelom

Najboljši material bi bil aerogel, saj ima veliko večjo izolativnost od drugih materialov, vendar se ga ne dobi v obliki, ki bi jo lahko uporabili za izolacijo in ogrodje sonde. Primeren je le za izolacijo, pri čemer bi bilo potrebno narediti ogrodje iz drugega materiala. Zato smo ga takoj izključili iz nadalnjih študij. Poliuretansko peno smo izločili, zaradi prevelike gostote. Tako sta nam ostala na izbiro stiropor in grafitni stiropor. Toplotni prevodnosti obeh sta primerljivi, razlikujejo se le za 15% v prid grafitnega stiroporja. Iz primerjeve gostot se izkaže, da je poliuretan za 43% bolj gost od grafitnega stiroporja. Zato smo se odločili za grafitni stiropor, saj pri nižji gostoti ponuja zadovoljivo izolativnost.

Prvi Srečkov sestanek

Dijaki ŠC Srečka Kosovela ter mentorji smo se v petek 9.11.12 zbrali na prvem uradnem srečanju projekta Srečko v vesolju.

Najprej smo izpostavili naše ideje ter razmislili na kakšen način jih bomo izvedli, nato pa je beseda tekla o podlagi za reprezentacijo ter urejanju ostalih uradnih zadev, ki so potrebe za zagon projekta.

Po končanem uradnem delu smo si razdelili naloge ter že začeli z resnim delom.

Upamo, da bo projekt uspešno izveden ter da podatki varno pripotujejo zopet v naše roke.

Ekipa projekta Srečko v vesolju.