اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران گزارش طراحی دقیق کن ست

1. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایرانگزارش طراحی دقیق کن ست مهرماه 1390

2. فهرست مطالب • تغییرات بعد از طراحی اولیه • پروفیل عمر • ویژگیهای سیستم • زیرسیستم هاو اجزای آنها • شرح نرم افزار • شرح ساخت و آزمونها • بودجه بندی • نتیجه گیری اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

3. تغییرات بعد از طراحی اولیه تغییر در سیستم کنترل تقرب سیتم به سطح زمین: سیستم مشخص شده در طراحی اولیه اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

4. تغییرات بعد از طراحی اولیه مشکلات واحد کنترل تقرب طراحی شده در طراحی اولیه: 1- پیچیدگی زیاد سیستم 2- هزینه ی اتلافی بالا 3- ریسک زیاد در ابتدای انجام ماموریت 4- امکان از دست دادن پارافویل در هنگام پرواز بر اساس اغتشاشات زیاد جوی 5- پاسخ نامناسب سیستم نسب به ارتعاشات اعمال شده بر روی سیستم اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

5. تغییرات بعد از طراحی اولیه + اصلاحیه در طراحی جزئیات به جای استفاده از سیستم پارافویل و پاراشوت یا چتر به طور مجزا از سیستمی استفاده شود که ادغام این دو وسیله باشد. استفاده از این سیستم از هر نظر به طرح قبلی رجحان دارد. ? = اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

6. تغییرات بعد از طراحی اولیه اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

7. تغییرات بعد از طراحی اولیه • امتیازات طرح ثانویه: • افزایش امنیت ماموریت • کاهش هزینه ها • اثر پذیری کم تر در محور افقی یا ایجاد نیروی جانبی کم تر در سیستم. • ضریب درگ بیش تر در راستای قائم • کنترل پذیری ساده تر اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

8. تغییرات بعد از طراحی اولیه • در بخش الکترونیک CANSAT تیم ونوس تغییراتی در انتخاب سنسور ها انجام گرفته است که منشاء این تغییرات به شرح زیر می باشد : • موجود نیودن سنسورهای معرفی شده در بخش طراحی اولیه در بازار • قیمت بالای برخی از آنها و به صرفه نبودن واردات از خارج از کشور • مطالعات بیشتر در زمینه راه اندازی سنسورها و پیچیده بودن راه اندازی برخی از آنها. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

9. تغییرات بعد از طراحی اولیه • نهایتا در سیستم کن ست تیم ونوس در بخش بررسی اتمسفر از سنسورهای زیر در تست های اولیه و ساخت مدار نهایی استفاده شده است : • سنسور دما • LM35،قیمت حدود 1000 تومان،تعداد :1 عدد • سنسور رطوبت • HIH4000،قیمت حدود 30000،تعداد 1عدد • سنسور فشار • MPX5500DP ،قیمت حدود 30000،تعداد 1 عدد اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

10. زیرسیستم ها و اجزای آنها • سیستم GPS: • GPS مورد استفاده در سیستم کن ست تیم ونوس ،LEA-5A می باشد که مجهز به یک آنتن اکتیو خارجی است. • در تست های اولیه اطلاعات مربوط به مختصات جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا از GPS دریافت شده و بوسیله فرستنده ارسال شد.البته در طراحی نهایی از اطلاعات GPS برای هدایت سیستم CANSAT به یک نقطه مشخص استفاده می شود که البته تحقق این مسئله منوط به داشتن مختصات نقطه فرود است. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

11. زیرسیستم ها و اجزای آنها • فرستنده گیرنده: • یکی از قابلیت های ویژه کن ست تیم ونوس، بهره مندی از یک سیستم انتقال دیتا با برد حدودا 10 کیلومتر،است. • این سیستم علاوه بر استفاده در مسابقات ملی کن ست در سایر پروژه های دردست اجرای گروه علمی کاوه نیز استفاده می شود. • این سیستم داده ها را بصورت سریال و با نرخ 9600bps ارسال و دریافت میکند.فرکانس کاری این سیستم 433MHz است. • البته ایستگاه زمینی دریافت کننده اطلاعات برای مسابقات ملی کن ست،توسط اعضای تیم طراحی می شود. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

12. زیرسیستم ها و اجزای آنها • میکرو کنترلر مورد استفاده در کن ست تیم ونوس از نوع AVR و با مدل ATMEGA128 می باشد.در حال حاضر تصمیم تیم بر استفاده از یک عدد میکروکنترلر است اما در صورتی که مشخص شود حجم اطلاعاتی که باید پردازش شوند با قدرت میکروکنترلر تناسب ندارد،تعداد میکروکنترلر حداکثر به دو عدد افزایش می یابد. • با توجه به اینکه ماموریت اصلی کن ست تیم ونوس بررسی اتمسفر است و این ماموریت نیاز به توان پردازشی بالایی ندارد،استفاده از میکروکنترلر AVR بر ARM ترجیح داده شده است. • میکروکنترلر وظیفه دارد مقادیر سنسورها و موقعیت جغرافیایی را دریافت و ارسال کند.همچنین اطلاعات GPS را دریافت کند و بر اساس آن سروو موتور ها را برای هدایت کن ست به نقطه خاص،کنترل کند. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

13. زیرسیستم ها و اجزای آنها • موتورها : • در سیستم کن ست تیم ونوس برای هدایت سیستم از دو عدد سروو موتور استفاده می شود.در انتخاب سرووها قدرت و توان مصرفی و قیمت لحاظ می شود. • قسمت تغذیه کن ست : • چون ولتاژ مصرفی تمام قسمتهای مداری یکسان نمی باشد،باید با استفاده از رگولاتورها ولتاژهای هر قسمت ساخته شود که در کن ست تیم ونوس از رگولاتورهای 5 و 6 ولتی استفاده می شود. • در کنست تیم ونوس،بدلیل توان مصرفی بالای فرستنده گیرنده،قصد داریم از دو باتری مجزا یکی برای فرستنده گیرنده و دیگری برای سایرمدارات کم مصرف استفاده کنیم. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

14. شرحنرمافزار • نرم افزار استفاده شده الکترونیک : • اطلاعات دریافت شده از CANSAT شامل پارامتر های اتمسفر و مختصات جغرافیایی است. • تمام نرم افزار هایی که پورت سریال را ساپورت میکنند می توانند به عنوان نمایش دهنده اطلاعات دریافتی استفاده شوند.مثلا نرم افزار CODEVISION دارای محیط TERMINAL است که اطلاعات دریافتی از پورت سریال را نمایش میدهد. • بنابراین استفاده از نرم افزار CODEVISION برای نمایش اطلاعات دریافتی از پورت سریال ،پیشنهاد می شود. • لازم به ذکر است که تیم ونوس در حال بررسی شرایط طراحی یک نرم افزار مستقل با امکان نمایش مسیر حرکت کن ست در طول مسابقه،می باشد.البته اقدامات اولیه انجام شده است و در حال حاضر مراحل برنامه نویسی این نرم افزار طی می شود. • البته در قوانین منتشر شده برای مسابقات ملی کن ست،اشاره ای به نمایش مسیر حرکت کن ست بر روی نقشه جغرافیایی، نشده است. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

15. پروفیل عمر • کن ست تیم ونوس از بین ماموریت های اصلی ماموریت بررسی اتمسفر، ارسال اطلاعات و از بین ماموریت های فرعی، بازگشت به نقطه ی معین را انتخاب نموده است. • در طراحی بخش های الکترونیکی سیستم CANSAT سعی شده است از پیچیده کردن بیهوده مدارها و برنامه ها پرهیز شود به همین دلیل آنالوگ بودن خروجی سنسورها به عنوان یک شاخص اصلی برای انتخاب سنسورها در نظر گرفته شده است. • در طراحی اولیه سعی بر آن بود که برای افزایش دقت پارامترهای اتمسفر،برای اندازه گیری هر کدام از حداقل دو سنسور استفاده شود ولی متاسفانه هزینه های بالای سنسورها باعث شد که از این کار صرف نظر کنیم. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

16. ویژگیهایسیستم • ویژگی های بارز کن ست تیم ونوس در بخش الکترونیک : • کارایی در عین سادگی مدارات و تجهیزات • ابعاد کوچک بورد نهایی بطوریکه سعی میشود حتی الامکان از قطعات الکترونیکی که به صورت سطحی نصب میشوند(معروف به قطعات SMD) در طراحی و مونتاز مدار استفاده شود. • قابلیت ویژه : فرستنده و گیرنده با برد بالا(10 کیلومتر) • دقت بالای سنسورهای انتخابی • استفاده از بهترین و دقیق ترین GPS موجود در بازار و آنتن اکتیو. • امکان نمایش تمامی اطلاعات کن ست و سنسورها و GPS بر روی LCD • امکان ذخیره سازی اطلاعات GPSو سنسورها در حافظه میکروکنترلر و امکان بازیابی این اطلاعات حتی پس از قطع تغذیه مدار.(البته بطور محدود) • مقاومت مدار در برابر نویز،در این زمینه اقدامات ویژه ای انجام شده است تا نویز کمترین اثر را بر عملکرد مدار داشته باشد،البته بدیهی است که منبع نویز قابل حذف کردن نیست. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

17. شرح ساخت و آزمونها • معرفی آزمون های انجام شده بر روی کن ست : • آزمونهای بررسی اتمسفر : • در تست های اولیه کن ست تیم ونوس،در بخش بررسی اتمسفر ،مقادیر دما و رطوبت و فشار محیط تست توسط میکروکنترلر به یک نقطه دیگر ارسال شده و بر روی یک LCD نمایش داده شد.در این مرحله سنسورها دقت قابل قبولی داشتند. • آزمونهای GPS : • در این مرحله اطلاعات مربوط به موقعیت جغرافیایی محل تست بر روی یک LCD نمایش داده شد،مختصات مرجع در حافظه ذخیره شد،مقایسه هایی بین مختصات های لحظه ای GPS و مختصات مرجع انجام شد و بر اساس این مقایسه یک سروو روشن و خاموش شد. و در نهایت اطلاعات مربوط به موقعیت جغرافیایی ارسال شد. • آزمونهای تکنیک طراحی مدار : • در این مرحله روشهای مختلف طراحی مدار و بهینه کردن سیستم بررسی شد.امکانات مختلف میکروکنترلر راه اندازی شد.تمهیداتی برای جلوگیری از اثر نویز بر عملکرد مدار،اندیشیده شد. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

18. بودجهبندی • بودجه بندی جرم : حدودا 980گرم • بودجه بندی هزینه :مجموعا زیر 400هزار تومان • درصد همکاری اعضا : • محمد جوانی : 35درصد • مهران صادقی: 30 درصد • متین فرزاد نژاد :15 درصد • محمد صادق دوالی :10 درصد • امیرحسین اجل لوئیان: 10 درصد اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

19. نتیجهگیری • نتیجه فعالیت ها و درصد پیشرفت: • در بخش طراحی الکترونیک کن ست تیم ونوس ،ماموریتهای بررسی اتمسفر بطور کامل تست شده است ،همچنین ماموریت بازگشت به نقطه معین نیز پیشرفت قابل قبولی داشته است و انشاالله با ساخت بدنه کن ست و جاسازی تجهیزات درون آن و انجام تست های رهاسازی کن ست،این ماموریت نیز بطور کامل انجام میشود ،ماموریت ارسال و دریافت اطلاعات نیز بطور کامل انجام شده است. • برنامه آینده: • طراحی وسایل جهت صعود کن ست به ارتفاعات • آشنایی با ساختار کیوب ست و ریز ماهواره ها • ایجاد وب سایت رسمی در حوزه ی مطالعات کن ست و کیوب ست. اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران