FMECA Automatick´eho vypouˇstˇeˇce meteorologick´ych bal´on˚ u Eva Pom´ıchalov´a 16. kvˇetna 2013
1
OBSAH
OBSAH
Obsah ´ 1 Uvod do problematiky
3
2 FMECA 2.1 Tvorba anal´ yzy . . . . . . . . . . . . 2.2 Z´avˇery . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 DEMO verze neboli prototyp 2.2.2 Fin´aln´ı verze boxu . . . . . . 2.2.3 Vyhodnocen´ı anal´ yzy . . . . .
3 3 5 5 5 5
A Pˇ r´ıloha
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
7
B Pˇ r´ıloha - FMECA
18
C Pˇ r´ıloha - Checklist
22
2
2 FMECA
1
´ Uvod do problematiky
Cel´ y syst´em by mˇel b´ yt robotizovan´ ym doplˇ nkem s´ıtˇe radiov´ ych detektor˚ u meteor˚ u, pˇr´ıpadnˇe pak i jej´ı vizu´aln´ı varianty (video pozorov´an´ı 1) a bolidov´e kamery). ´ celem zaˇr´ızen´ı je zpˇresnˇen´ı odhadu trajektorie temn´e dr´ahy meteor˚ Uˇ u v atmosf´eˇre zaveden´ım korekc´ı na proudˇen´ı vzduchov´ ych mas bˇehem letu. A t´ım v d˚ usledku zmenˇsit plochu dopadov´e elipsy. ´ Udaje o proudech v atmosf´eˇre budou z´ısk´any bal´onovou sondou vypuˇstˇenou bezprostˇrednˇe po detekci pr˚ uletu bolidu atmosf´erou. M´ısto vypuˇstˇen´ı bal´onov´e sondy by mˇelo b´ yt zvoleno automaticky na z´akladˇe odhadu dr´ahy meteoru a zn´am´ ych souˇradnic bal´onov´ ych sil v s´ıti. D˚ uleˇzitou souˇc´ast´ı syst´emu je plnˇe robotizovan´a vypouˇstˇec´ı stanice (bal´onov´e silo), kter´a umoˇzn´ı vypuˇstˇen´ı sondy ze zn´am´ ych souˇradnic bez z´asahu lidsk´e obsluhy. Vedlejˇs´ım produktem takov´eho v´ yvoje bude zaˇr´ızen´ı schopn´e v budoucnu automatizovat i vypouˇstˇen´ı klasick´ ych meteorologick´ ych radiosond. Pozemn´ı stanici bal´onov´e s´ıtˇe je tvoˇrena kompaktn´ım boxem obsahuj´ıc´ım techniku potˇrebnou k vypuˇstˇen´ı bal´onov´e sondy. Zaˇr´ızen´ı mus´ı b´ yt konstruov´ano tak, aby bylo schopn´e vydrˇzet ˇr´adovˇe nˇekolik rok˚ u v pohotovostn´ım reˇzimu, a ˇcekat na pˇr´ıkaz k vypouˇstˇen´ı sondy. V´ıce technick´ ych detail˚ u obsahuje dokument Technick´ y popis Automatick´eho vypouˇstˇeˇce meteorologick´ ych bal´on˚ u [A]
2
FMECA
FMECA neboli Failure mode, effects, and criticality analysis je anal´ yza zp˚ usob˚ u, d˚ usledk˚ u a kritiˇcnosti poruch. Jedn´a se o rozˇs´ıˇren´ı metody FMEA (Failure mode, and effects analysis) o odhad kritiˇcnosti d˚ usledk˚ u poruch a pravdˇepodobnosti jejich uskuteˇcnˇen´ı. Tento dokument obsahuje struˇcn´ y popis tvorby t´eto anal´ yzy na projektu Automatik´eho vypouˇstˇeˇce meteorologick´ ych bal´on˚ u, jehoˇz z´akladn´ı popis je uveden v´ yˇse. Kompletn´ı tabulky FMECA jsou obsaˇzeny v pˇr´ıloze [B] Pravdˇepodobnost uskuteˇcnˇen´ı poruch je oznaˇcena tˇr´ıdou odpov´ıdaj´ıc´ı tabulce 1. Odhad kritiˇcnosti poruch byl rozdˇele do ˇctyˇr tˇr´ıd podle definic´ı 2.
2.1
Tvorba anal´ yzy
Vzhledem k tomu, ˇze demo verzi pozemn´ıho vypouˇstˇec´ı boxu se jiˇz podaˇrilo u ´spˇeˇsnˇe zkonstruovat, lze anal´ yzu rozdˇelit na dvˇe ˇc´asti, respektive dvˇe tabulky. Prvn´ı tabulka obsahuje rozbor samotn´eho prototypu, druh´a potom rozbor dalˇs´ıch ˇca´st´ı, kter´e jsou obsaˇzeny
3
2.1 Tvorba anal´ yzy
2 FMECA
Obr´azek 1: Rozdˇelen´ı tˇr´ıd n´asledk˚ u
Obr´azek 2: Rozdˇelen´ı intenzit poruch
4
2 FMECA
2.2 Z´avˇery
v n´avrhu (Technick´a specifikace [A]).
2.2 2.2.1
Z´ avˇ ery DEMO verze neboli prototyp
Jedin´e zabezpeˇcen´ı jiˇz realizovan´e DEMO verze je provedeno pomoc´ı Checklistu [C], kter´ y prov´ad´ı ˇclenov´e t´ ymu osobnˇe. Tato verze je neust´ale pod dohledem t´ ymu, kter´ y na n´ı prov´ad´ı testy a byly na n´ı kladeny poˇzadavky na velmi n´ızkou finanˇcn´ı n´aroˇcnost. Na prototypu je technicky ˇreˇsena pouze detekce: • otevˇren´ı stˇrechy boxu • spuˇstˇen´ı pˇr´ıtlaˇcn´eho mechanismu pro zataven´ı nohavice bal´onu Pokud je detekov´ano takov´eto selh´an´ı, proces pˇrepalov´an´ı se prodlouˇz´ı a po definovan´em ˇcase ukonˇc´ı. Je zde zavedena zpˇetn´a vazba a dalˇs´ı f´aze procesu jsou pozastaveny dokud nen´ı f´aze oznaˇcena za u ´spˇeˇsnou. Hlavn´ım u ´ˇcelem t´eto detekce a zpˇetn´e vazby je zabr´anˇen´ı selh´an´ı t´ım, ˇze se prodlouˇz´ı ˇcas pˇrepalov´an´ı pomoc´ı odpor˚ u (t´ım se zv´ yˇs´ı ˇsance na u ´spˇech). Dalˇs´ım u ´ˇcelem je zastaven´ı procesu v pˇr´ıpadˇe selh´an´ı nˇekter´e ˇc´asti. Pokud by proces pokraˇcoval, mohlo by doj´ıt k poˇskozen´ı jednotliv´ ych ˇc´ast´ı autovypouˇstˇeˇce (napˇr´ıklad bal´onu, odpor˚ u, atd.). 2.2.2
Fin´ aln´ı verze boxu
Fin´aln´ı verze vypouˇstˇec´ıho boxu je rozˇs´ıˇrena o dalˇs´ı ˇca´sti, kter´e popisuje druh´a tabulka FMECA [B]. V t´eto verzi bude samozˇrejmˇe nutn´e rozˇs´ıˇrit detekci a zav´est vhodn´a opatˇren´ı proti poruch´am (v tabulce sloupec ”Navrhovan´a opatˇren´ı proti poruˇse”). 2.2.3
Vyhodnocen´ı anal´ yzy
Z anal´ yzy FMECA vypl´ yv´a, ˇze nejslabˇs´ım ˇcl´ankem jsou pˇr´ırodn´ı vlivy (zapad´an´ı snˇehem, hmyz) a lidsk´ y faktor (zcizen´ı boxu). Tomu bude zamezeno um´ıstˇen´ım box˚ u na soukrom´e pozemky (zahrada rodinn´eho domu), kde bude chr´anˇen pˇred zvˇeˇr´ı a nav´ıc m˚ uˇze b´ yt velmi ˇcasto vizu´alnˇe kontrolov´an majitelem pozemku. Druh´ ym nejvˇetˇs´ım probl´emem je poˇskozen´ı, ˇci pˇreruˇsen´ı nap´ajen´ı ˇr´ıd´ıc´ı elektroniky. Ve fin´aln´ı verzi boxu bude toto ˇreˇseno pravideln´ ymi odezvami hlavn´ımu syst´emu. Menˇs´ı riziko nesou zb´ yvaj´ıc´ı elektronick´e a mechanick´e souˇca´sti boxu. Tyto souˇca´sti jsou jiˇz z velk´e ˇca´sti kontrolov´any ˇcidly a pro fin´aln´ı verzi boxu se pˇredpokl´ad´a u ´pln´e pokryt´ı tˇechto rizik. Ostatn´ı poruchy jsou z hlediska pravdˇepodobnosti v´ yskytu a kritiˇcnosti dopadu zanedbateln´e. Pro fin´aln´ı verzi boxu je tak´e z hlediska rizik d˚ uleˇzit´a komunikace s hlavn´ım
5
2.2 Z´avˇery
2 FMECA
syst´emem (respektive se s´ıt´ı stanic). V pˇr´ıpadˇe v´ ypadku s´ıtˇe bˇehem odes´ıl´an´ı m˚ uˇze doj´ıt ke ztr´atˇe namˇeˇren´ ych dat. Toto lze ˇreˇsit z´alohov´an´ım dat pˇr´ımo ve vypouˇstˇec´ım boxu.
6
ˇ ´ILOHA A PR
A
Pˇ r´ıloha
7
Technick´y popis Automatick´eho vypouˇstˇeˇce meteorologick´ych bal´on˚ u Eva Pom´ıchalov´a 18. dubna 2013
1
Abstrakt C´ılem tohoto projektu je vytvoˇrit anal´ yzu funkˇcn´ıch ˇreˇsen´ı, na jejichˇz z´ akladˇe bude moˇzn´e v budoucnu realizovat projekt Automatick´ y vypouˇst’ˇeˇc meteobal´ on˚ u (vˇcetnˇe vytvoˇren´ı samotn´eho meteobal´ onu). Z tohoto d˚ uvodu je tedy potˇreba prov´est reˇserˇsi n´asleduj´ıc´ıch probl´em˚ u: jiˇz hotov´ a ˇreˇsen´ı meteorologick´ ych bal´ on˚ u ˇci jejich ˇc´ ast´ı (elektronika, senzory, zdroje h´elia, materi´ al bal´ onu), moˇznosti bezdr´ atov´eho pˇrenosu dat z meteobal´onu do pozemn´ı stanice a omezen´ı t´ ykaj´ıc´ı se jednotliv´ ych vys´ılac´ıch p´asem, n´avrh ˇc´asti se vzduchotechnikou, kter´ a bude automaticky plnit bal´ on h´eliem a mechanizmu jeho uzavˇren´ı/zataven´ı a d´ ale pak n´ avrh konstrukce krytu vypouˇstˇeˇce s d˚ urazem na moˇzn´ a ˇreˇsen´ı automatick´eho otev´ır´ an´ı jeho stˇrechy. Souˇc´ast´ı t´eto f´aze bude tak´e, na z´ akladˇe proveden´ ych anal´ yz, vytvoˇren´ı funkˇcn´ıho prototypu mechaniky a jej´ıho ovl´ ad´ an´ı pro napouˇstˇen´ı bal´ onu a jeho n´ asledn´e uzavˇren´ı.
2
OBSAH
OBSAH
Obsah 1 Automatick´ y vypouˇ stˇ eˇ c meteobal´ on˚ u 1.1 Pozemn´ı vypouˇstˇec´ı box . . . . . . . 1.1.1 Technick´e poˇzadavky . . . . . 1.2 Bal´onov´a sonda . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Technick´e parametry . . . . . ˇ ıd´ıc´ı syst´em s´ıtˇe . . . . . . . . . . . 1.3 R´ 1.3.1 Zpracov´an´ı dostupn´ ych dat . 1.3.2 Rozhodovac´ı proces . . . . . . 1.3.3 Spr´ava syst´emu . . . . . . . .
3
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . .
4 5 5 6 6 8 8 9 9
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
Obr´azek 1: Sch´ema cel´e s´ıtˇe
1
Automatick´ y vypouˇ stˇ eˇ c meteobal´ on˚ u
Cel´ y syst´em by mˇel b´ yt robotizovan´ ym doplˇ nkem s´ıtˇe radiov´ ych detektor˚ u meteor˚ u [1], 1) pˇr´ıpadnˇe pak i jej´ı vizu´aln´ı varianty (video pozorov´an´ı a bolidov´e kamery). ´ celem zaˇr´ızen´ı je zpˇresnˇen´ı odhadu trajektorie temn´e dr´ahy meteoritu v atmosf´eˇre Uˇ zaveden´ım korekc´ı na proudˇen´ı vzduchov´ ych mas bˇehem letu. A t´ım v d˚ usledku zmenˇsit plochu dopadov´e elipsy. ´ Udaje o proudech v atmosf´eˇre budou z´ısk´any bal´onovou sondou vypuˇstˇenou bezprostˇrednˇe po detekci pr˚ uletu bolidu atmosf´erou. M´ısto vypuˇstˇen´ı bal´onov´e sondy by mˇelo b´ yt zvoleno automaticky na z´akladˇe odhadu dr´ahy meteoru a zn´am´ ych souˇradnic bal´onov´ ych sil v s´ıti. D˚ uleˇzitou souˇc´ast´ı syst´emu je plnˇe robotizovan´a vypouˇstˇec´ı stanice (bal´onov´e silo), kter´a umoˇzn´ı vypuˇstˇen´ı sondy ze zn´am´ ych souˇradnic bez z´asahu lidsk´e obsluhy. Vedlejˇs´ım produktem takov´eho v´ yvoje bude zaˇr´ızen´ı schopn´e v budoucnu automatizovat i vypouˇstˇen´ı klasick´ ych meteorologick´ ych radiosond.
4
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
1.1
1.1 Pozemn´ı vypouˇstˇec´ı box
Pozemn´ı vypouˇ stˇ ec´ı box
Pozemn´ı stanici bal´onov´e s´ıtˇe bude tvoˇrit kompaktn´ı krabice obsahuj´ıc´ı techniku potˇrebnou k vypuˇstˇen´ı bal´onov´e sondy. Zaˇr´ızen´ı mus´ı b´ yt konstruov´ano tak, aby bylo schopn´e vydrˇzet ˇra´dovˇe nˇekolik rok˚ u v pohotovostn´ım reˇzimu, a ˇcekat na pˇr´ıkaz k vypouˇstˇen´ı sondy. 1.1.1
Technick´ e poˇ zadavky
Vˇetˇsinu ˇr´ıd´ıc´ı elektroniky lze sloˇzit z modul˚ u stavebnice MLAB Komunikace se s´ıt´ı stanic • Ethernet - modulem ETH01A • RS232 - RS232SINGLE01A • GSM (pro odlehl´e oblasti) Z´aroveˇ n bude potˇreba tak´e vybaven´ı pro pˇr´ıjem telemetrie z jiˇz vypuˇstˇen´ ych radiosond 2) z jin´ ych stanic. Tyto poˇzadavky splˇ nuje modul STM32F10xRxT01A Nap´ ajen´ı syst´ emu • lok´aln´ı (stand-alone) - Fotovoltaick´ y panel • S´ıt’ov´e nap´ajen´ı (s´ıt’ov´ y adapt´er + UPS) Diagnostika poruch • Kontrola u ´spˇeˇsn´eho startu (mˇeˇren´ı vztlaku bal´onu) • Mˇeˇren´ı teplot, tlaku plynov´e n´aplnˇe, pr˚ utoku m´edia do bal´onu. • Vlhkost uvnitˇr krabice (pr˚ usak a ztr´ata vodotˇesnosti proraˇzen´ım v´ıka a podobnˇe) Meteorologick´ a data • Z´akladn´ı meteorologick´a ˇcidla (teplota, tlak, rychlost vˇetru) - k urˇcen´ı moˇznosti startu. AWS01B • GPS (pozice stanice a pˇresn´ y ˇcas) log reportu o startu. GPS01A
5
1.2 Bal´onov´a sonda
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
Mechanick´ a konstrukce • Svaˇrovan´a plastov´a bedna s odstraniteln´ ym v´ıkem. Dostateˇcnˇe tˇesn´a, aby nebyla zaj´ımav´a pro hlodavce a dalˇs´ı havˇet’. • Konstrukce navrˇzen´a tak, aby umoˇznila vypouˇstˇen´ı i souˇcasn´ ych profesion´aln´ıch bal´onov´ ych sond. • Aktivace mechanick´ ych prvk˚ u pˇrep´alen´ım vl´akna • uzavˇren´ı bal´onu zataven´ım hrdla Akˇ cn´ı ˇ cleny Vˇetˇsina akˇcn´ıch ˇclen˚ u by mˇela b´ yt konstruov´ana s d˚ urazem na maxim´aln´ı spolehlivost. Akˇcn´ı ˇcleny proto pravdˇepodobnˇe budou pruˇziny s pˇrepalovac´ımi PE pojistkami (silonov´e vl´akno, nebo stuha pˇrepalovan´a v´ ykonov´ ym rezistorem) ke sp´ın´ani proudu do rezistor˚ u m˚ uˇze b´ yt vyuˇzit modul NFET4X01B Firmware • Pozemn´ı stanice by mˇela m´ıt moˇznost odm´ıtnout vypuˇstˇen´ı na z´akladˇe zadan´e konfigurace jej´ıho majitele. Pro zajiˇstˇen´ı bˇehu nez´avisl´ ych proces˚ u by bylo moˇzn´a vhodn´e vyuˇz´ıt ChibiOS/RT
1.2
Bal´ onov´ a sonda
Neletov´ y prototyp sondy bude vyvinut za pouˇzit´ı modul˚ u stavebnice MLAB ATmegaTQ3201A, SDcard01B, GPS01A 1.2.1
Technick´ e parametry
GPS na sondˇe by mˇela b´ yt udrˇzovan´a ve stavu FIX, aby pak nedoch´azelo ke zpoˇzdˇen´ı v d˚ usledku ˇcek´an´ı na fix. Komunikace (Telemetrick´ eu ´ daje) • Prim´arn´ım c´ılem je mˇeˇren´ı rychlosti a smˇeru vˇetru ve zn´am´ ych bodech. • GPS u ´daje 10Hz, textov´ y v´ ystup NMEA • dalˇs´ı veliˇciny jako teploty, tlaky atd. jsou voliteln´e. • Radio maj´ak a akustick´ y maj´ak?
6
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
1.2 Bal´onov´a sonda
Obr´azek 2: Blokov´e sch´ema pozemn´ıho vypouˇstˇec´ıho boxu • Radiov´ y pˇrenos telemetrie v p´asmu 27-450 MHz: moˇznost bezlicenˇcn´ıch p´asem (SVN: VO-R-16, VO-R-10) • Radiomoduly: http://www.artbrno.cz, http://www.anaren.com GPS je potˇreba vybrat tak, aby fungovala i ve vˇetˇs´ıch v´ yˇsk´ach.
3)
Nap´ ajen´ı sondy bˇ ehem letu • Lithiov´ y ˇcl´anek (negeneruje teplo, minim´aln´ı provozn´ı teplota je -60 C) • Hoˇrˇc´ıkov´a baterie (generuje teplo pro temperov´an´ı elektroniky) • Stˇr´ıbro-oxidov´ y ˇcl´anek Vydrˇz´ı niˇzˇs´ı provozn´ı teploty a je ekologicky nez´avadn´ y. • Ide´aln´ı by bylo pouˇzit´ı superkapacitor˚ u ˇ sen´ım probl´emu s n´ızkou teplotou ve vyˇsˇs´ıch v´ Reˇ yˇsk´ach by mohlo b´ yt pˇredehˇra´t´ı sondy pˇri startu.
7
ˇ ıd´ıc´ı syst´em s´ıtˇe 1.3 R´
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
Obr´azek 3: Blokov´e sch´ema bal´onov´e sondy Konstrukce • Bal´on - PE pytel (kv˚ uli ˇzivotnosti v zabalen´em stavu - guma s ˇcasem degraduje)
4)
• Moˇznost d´alkov´eho odpojen´ı bal´onu od sondy (ukonˇcen´ı stoup´an´ı) • Prototyp plnˇen´ y heliem, i ekologiˇctˇejˇs´ı. A vod´ık nav´ıc lze vyr´abˇet chemicky pˇr´ımo bˇehem vypuˇstˇen´ı sondy). • Splnˇen´ı poˇzadavk˚ u na bezpeˇcnost provozu (letovou, majetkovou a person´aln´ı)
1.3 1.3.1
ˇ ıd´ıc´ı syst´ R´ em s´ıtˇ e Zpracov´ an´ı dostupn´ ych dat
• Odhad vektoru meteoru v atmosf´eˇre • Z´aznam dostupn´ ych meteorologick´ ych dat pro pozdˇejˇs´ı rekonstrukci (druˇzicov´e sn´ımky, ˇ ´ radarov´e sn´ımky) aktu´alnˇe mˇeˇren´e hodnoty CHM U, • sbˇer dat z jednotliv´ ych stanic • v´ ypoˇcet vektoru a v´ yˇskov´ ych profil˚ u vˇetru
8
´ VYPOUST ˇ E ˇC ˇ METEOBALON ´ U ˚ 1 AUTOMATICKY
1.3.2
ˇ ıd´ıc´ı syst´em s´ıtˇe 1.3 R´
Rozhodovac´ı proces
Pouˇzit´ı nˇejak´eho skriptovac´ıho jazyka pro popis procesu ROS? • Pˇridˇelen´ı pˇr´ıkazu ke startu jednotliv´ ym stanic´ım. • Pˇrepl´anov´an´ı startu v d˚ usledku ne´ uspˇeˇsn´eho vypuˇstˇen´ı nebo zam´ıtnut´ı stanic´ı. • Kontrola potenci´aln´ıho naruˇsen´ı vzduˇsn´eho prostoru a zak´azan´ ych z´on. 1.3.3
Spr´ ava syst´ emu
• registrace jednotliv´ ych stanic a spr´ava uˇzivatel˚ u v kooperaci s projektem Astrozor
9
REFERENCE
REFERENCE
Reference [1] napˇr´ıklad s´ıt’ CEMeNt http://cement.fireball.sk/ [2] radiosondy http://www.radiosonde.eu/, http://www.radiosonda.sk/ [3] smˇernice CoCom http://en.wikipedia.org/wiki/CoCom#Legacyi [4] projekt Mogul http://cs.wikipedia.org/wiki/Projekt_Moguli
10
ˇ ´ILOHA - FMECA B PR
B
Pˇ r´ıloha - FMECA
18
Položka číslo
Položka popis
Mód poruchy číslo
1.1.1
1.1
1.2
Chyba při spuštění programu
Možné příčiny
Detekováno
Navrhovaný způsob detekce
Přerušení napájení řídící Logování elektroniky, mechanické poškození programu
Lokální důsledek
Nedojde k zahájení sekvence vypuštění balónu
Opatření proti poruše
Třída následků
Navrhovaná opatření proti poruše
Intenzita poruchy
Není
Pravidelná odezva hlavnímu sběrnému systému
5
3
Může dojít k poškození mechanizace Při spuštění pravděpodobně nebude balónového sila / balónu vnějšími balón vůbec vypuštěn, nebo bude vlivy poškozen
Není
Periodická kontrola zavření víka řídícím programem
3
2
Zastavení sekvence vypuštění balónu Balón nebude vypuštěn
Není
Periodická měření proudu přepalovacími pojistkami.
4
3
Nedojde k přepálení vlákna
Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelné kontroly stanice
2
3
Balón nebude vypuštěn
Přerušené spojovací vlákno
Mechanické poškození, vlhkost
1.1.3
Přerušený el. obvod/vadný odpor
Mechanické poškození přívodních Čidlo otevření kabelů/odporu víka
1.1.4
Špatný kontakt s odporu s Pohyb desek víka způsobený vláknem manipulací s balónovým silem
1.1.5
Mechanické poškození, nebo zatížení víka
Čidlo otevření Přírodní vlivy - sníh, kroupy, vítr … víka
Nedojde k otevření víka po přepálení vlákna Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelné kontroly stanice
6
3
1.1.6
Trvale sepnuté čidlo otevření víka
Mechanické poškození, velmi nízké teploty
Ne
Zastavení sekvence vypuštění balónu Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelné kontroly stanice
3
3
1.1.7
Trvale rozepnuté čidlo otevření víka
Mechanické poškození
Ne
Nafukování balońu se zavřeným víkem
Balón může být poškozený během nafukování
Není
Periodická kontrola zavřeného víka řídícím programem
3
2
1.2.1
Chyba programu před/během napouštění balónu
Přerušení napájení řídící elektroniky, vlhkost
Logování programu
Nedojde k úplnému nafouknutí balónu
Vypuštěný balón nebude schopen stoupat do potřebné výšky
Není
Periodická odezva hlavnímu sběrnému systému
5
2
1.2.2
Únik helia z tlakové lahve
Mechanické poškození, špatné těsnění ventilu
Ne
Měření tlaku plynové náplně
Nedojde k nafouknutí balónu
Balón nebude schopen letu
Není
Periodická kontrola tlaku v láhví řídícím programem
3
3
1.2.3
Ventil propouští příliš nízký tlak
Vlhkost
Ne
Měření průtoku média do balónu
Nedojde k úplnému nafouknutí balónu
Vypuštěný balón nebude schopen stoupat do potřebné výšky
Není
Pravidelné kontroly stanice
3
2
1.2.4
Ventil propouští příliš vysoký tlak
Vlhkost
Ne
Měření průtoku média do balónu
Poškození balónu
Balón nebude schopen letu
Není
Pravidelné kontroly stanice
3
3
1.2.5
Vadný spoj mezi ventilem a balónem Výrazné teplotní změny
Ne
Měření průtoku média do balónu
Nedojde k úplnému nafouknutí balónu
Vypuštěný balón nebude schopen stoupat do potřebné výšky
Není
Pravidelné kontroly stanice
4
2
Není
Kontrola povětrnostních podmínek meteostanicí umístěnou uvnitř balónového sila 2
2
1.2.6
Poškozený balon
Proražení venkovními vlivy po otevření víka
Čidlo otevření víka
Důsledek na systém
1.1.2
Otevírání víka
Napouštění balónu
Mód poruchy
Čidlo otevření víka
Ne
Měření vztlaku balónu
Z balońu bude unikat helium
Vypuštěný balón nebude schopen stoupat do potřebné výšky
1.3
1.4
1.3.1
Chyba programu před spuštěním přítlačného mechanismu
Přerušení napájení řídící elektroniky, vlhkost
1.3.2
Přerušený el. obvod/vadný odpor
1.3.3
Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelná odezva hlavnímu sběrnému systému
5
3
Mechanické poškození přívodních Čidlo spuštění kabelů/odporu mechanismu
Zastavení sekvence vypuštění balónu Balón nebude vypuštěn
Není
Periodická měření proudu přepalovacími pojistkami.
3
3
Špatný kontakt odporu s vláknem
Pohyb přítlačného mechanismu způsobený manipulací s balónovým silem
Čidlo spuštění mechanismu
Nedojde k přepálení vlákna
Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelné kontroly stanice
2
3
1.3.4
Poškození samotného přítlačného mechanismu
Mechanické poškození, vlhkost, velmi nízké teploty
Čidlo spuštění mechanismu
Nedojde k zatavení a uvolnění balónu
Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelné kontroly stanice
3
3
1.3.5
Přerušené spojovací vlákno
Mechanické poškození, vlhkost
Čidlo spuštění mechanismu
Nedojde k nafouknutí balónu
Balón nebude schopen letu
Není
Periodická kontrola přítlačného čidla mechanismu řídícím programem
3
3
1.3.6
Trvale sepnuté čidlo přítlačného mechanismu
Mechanické poškození
Ne
Nedojde k zatavení a uvolnění balónu
Balón nebude vypuštěn
Není
Periodická kontrola přítlačného čidla mechanismu řídícím programem
3
3
1.3.7
Trvale rozepnuté čidlo přítlačného mechanismu
Mechanické poškození, velmi nízké teploty
Ne
Balón může být poškozený během Zastavení sekvence vypuštění balónu nafukování
Není
Pravidelné kontroly stanice
3
2
1.4.1
Chyba programu před spuštěním zatavení a uvolnění balónu
Přerušení napájení řídící elektroniky, vlhkost
Logování programu
Nedojde k zatavení a uvolnění balónu
Balón nebude vypuštěn
Není
Pravidelná odezva hlavnímu sběrnému systému
5
3
Nedojde k zatavení a uvolnění balónu
Balón nebude vypuštěn
Není
Periodická měření proudu přepalovacími pojistkami
3
3
Nedojde k úplnému zatavení a uvolnění balónu
Balón nebude vypuštěn, nebo správně utěsněn
Není
Pravidelné kontroly stanice
2
3
Spuštění přítlačného mechanismu
Zatavení a uvolnění balónu
Logování programu
1.4.2
Přerušený el. obvod/vadný odpor
Mechanické poškození přívodních kabelů/odporu Ne
1.4.3
Špatný kontakt balónu s tavícími deskami
Pohyb balónu způsobený manipulací s balónovým silem
Ne
Nedojde k zatavení a uvolnění balónu
Měření proudu přepalovacími pojistkami
Položka číslo
Položka popis
2.1
Komunikace se sítí stanic
Mód poruchy číslo
2.1.1
2.2
2.3
Mód poruchy
Možné příčiny
Ztráta GSM signálu, Ztráta spojení se přerušení datového sítí stanic kabelu
Ne
Navrhovaný způsob Lokální důsledek detekce Pravidelná odezva hlavnímu sběrnému systému Ztráta naměřených dat
Detekováno
Porucha meteostanice
Vadné napájení, mechanické poškození, vlhkost
Ne
Validace přijatých dat
2.2.2
Porucha GPS
Vadné napájení, mechanické poškození, vlhkost
Ne
Validace přijatých dat
2.3.1
Ztráta spojení s balónem
Vadné napájení, mechanické poškození, vlhkost
Ne
Sběr 2.2.1 meteorologických dat
Příjem telemetrie z radiosond
Důsledek na systém
Opatření proti poruše
Získaná data nejsou dopravena do hlavního sběrného systému Není Na základě přijatých dat nelze dostatečně Přijatá data jsou chybná, zpřesnit trajektorii nebo nekompletní meteoru Není Na základě přijatých dat nelze dostatečně Přijatá data jsou chybná, zpřesnit trajektorii nebo nekompletní meteoru Není
Data z balónu nejsou přijata
Získaná data nejsou dopravena do hlavního sběrného systému Není
Třída následků
Navrhovaná opatření proti poruše
Intenzita poruchy
Obohatit balónové silo o paměťový modul, který bude udržovat získané informace po dobu ztráty spojení
6
3
Pravidelné kontroly stanice
3
2
Pravidelné kontroly stanice
3
2
Pravidelné kontroly stanice
3
3
ˇ ´ILOHA - CHECKLIST C PR
C
Pˇ r´ıloha - Checklist
Checklist Autovypouˇstˇeˇc 1) Zapnut´ y zdroj 2) Pˇripojen´ y zdroj 3) Konektory na m´ıstˇe 4) Pˇripojen´ y bal´on 5) Odjiˇstˇen´ y pˇr´ıtlaˇcn´ y mehachanismus 6) Spojen´a stˇrecha, spr´avn´a poloha zajiˇst’ovac´ıho p´asku 7) Pˇripojen´e ˇcerven´e dr´aty od otev´ırac´ıho mechanismu stˇrechy 8) Pˇripojen´e ˇzlut´e dr´aty od gilotiny 9) Pˇripojen´e Hnˇed´e dr´aty od tav´ıc´ıho mechanismu 10) Pˇripojen´e ˇcern´e dr´aty od obou sp´ınaˇc˚ u 11) Pˇripojen´e piny procesoru na sp´ınaˇce 12) Spr´avnˇe nasazen´a stˇrecha na sp´ınaˇc 13) Nataˇzen´a gilotina 14) Otevˇren´a lahev s h´eliem 15) Otevˇren´ y v´ ystup z regul´atoru 16) Dr´aty od stˇrechy mus´ı b´ yt na horn´ı poliˇcce, ne pod n´ı 17) Trubice pro nohavici mus´ı b´ yt otoˇcena v´ yˇrezem dovnitˇr poliˇcky 18) spr´avnˇe nasazen´a horn´ı police 19) kontrola tlaku na v´ ystupu z regulaˇcn´ıho ventilu
22
