RAJsat1 DOKUMENTACE – ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA Projekt CanSat 2016 – národní kolo České republiky
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
Obsah 1.Úvod....................................................................................................................................................... 2 1.1 Seznámení s projektem............................................................................................................................................... 2 1.2 Členové týmu................................................................................................................................................................ 2
2.Koncepce projektu.............................................................................................................................. 3 2.1 Cíle mise........................................................................................................................................................................ 3 2.1.1. Primární mise............................................................................................................................................................................3 2.1.2. Sekundární mise.......................................................................................................................................................................3 2.1.3. Software pro grafické znázornění průběhu letu...............................................................................................................3
2.2 Fáze vývoje.................................................................................................................................................................... 4
3.Konstrukce............................................................................................................................................ 5 3.1 Mechanická konstrukce.............................................................................................................................................. 5 3.2 Návratový a brzdící systém......................................................................................................................................... 6 3.3 Antény pro příjem GPS a přenos dat........................................................................................................................ 7
4.Elektronika............................................................................................................................................ 8 4.1 Blokové schéma............................................................................................................................................................ 8 4.2 Použitá elektronika..................................................................................................................................................... 8 4.2.1. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4.
Mikroprocesor..........................................................................................................................................................................8 GPS přijímač..............................................................................................................................................................................9 Vysílací modul 434 MHz..........................................................................................................................................................9 Moduly čidel..............................................................................................................................................................................9
4.3 Základní deska – MainBoard v1.0............................................................................................................................ 10 4.4 Horní kryt – CoverTop v1.0....................................................................................................................................... 11 4.5 Spodní kryt – CoverBottom v1.0............................................................................................................................. 12 4.6 Deska elektrických zdrojů – PowerUnit v1.0......................................................................................................... 13 4.7 Desky solárních panelů – SolarPanel v1.0............................................................................................................. 14 4.8 Řídící deska – MainUnit v1.0.................................................................................................................................... 15 4.9 Deska nouzového vysílače 3.5 MHz – EtxBoard v1.0...........................................................................................16 4.10 Desky čidel................................................................................................................................................................ 16
5.Programové vybavení a funkce....................................................................................................... 17 5.1 Programové vybavení............................................................................................................................................... 17 5.2 Zjednodušený vývojový graf funkce programu.................................................................................................... 17 5.3 Vysílání dat................................................................................................................................................................. 17
6.Pozemní stanice................................................................................................................................. 18 6.1 Přijímač a anténa pro příjem dat............................................................................................................................. 18 6.2 Programové vybavení pro příjem dat..................................................................................................................... 18 6.2.1. Uživatelské rozhraní programu..........................................................................................................................................18
6.3 Bezpečné přijetí zprávy............................................................................................................................................ 19 6.4 Formát rámce............................................................................................................................................................. 19
7.Rozpočet............................................................................................................................................. 20 7.1Materiál a elektronické součástky............................................................................................... 20 7.2 Zakázková výroba...................................................................................................................................................... 22
8.Testovací fáze..................................................................................................................................... 22 8.1 Test mechanického zatížení při dopadu RAJsatu na zem...................................................................................22 8.2 Test stability signálu GPS......................................................................................................................................... 22 8.3 Test opakované funkce programu mikroprocesoru............................................................................................ 22 8.4 Testy a kalibrace desek čidel................................................................................................................................... 22 8.5 Test přenosu dat k pozemní stanici........................................................................................................................ 23
RAJsat1
Strana 1 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
9.Propagace projektu.......................................................................................................................... 23 9.1 Webové stránky radioklubu..................................................................................................................................... 23 9.2 Facebook radioklubu................................................................................................................................................. 23
10.Poděkování....................................................................................................................................... 23 10.1 Sponzoři projektu RAJsat1.................................................................................................................................... 23 10.2 Zvláštní poděkování................................................................................................................................................ 23
11.Kontakty........................................................................................................................................... 24
1. Úvod 1.1 Seznámení s projektem Soutěž CanSat je určena pro několikačlenné týmy středoškolských studentů. Cílem je vyrobit funkční vesmírnou sondu, která sbírá některé údaje, zpravovává je a vysílá k pozemní stanici.
1.2 Členové týmu •
Michal Rybka ◦ Vedoucí týmu, financování projektu, supervize
•
Ondřej Kučera ◦ Návrh plošných spojů, programování, testování snímacích prvků, propagace projektu
•
Jan Horák ◦ Dokumentace průběhu vývoje, nákup materiálu, tvorba závěrečné zprávy
•
Ondřej Menčík ◦ Příprava pozemní stanice, vývoj modulu detekce beta záření
•
Jakub Skořepa ◦ Elektrická zapojení, programování software a firmware, zpracování, vizualizace a analýza dat
RAJsat1
Strana 2 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
2. Koncepce projektu 2.1 Cíle mise Naším cílem je vyrobit plně funkční sondu – družici – ta má být schopna provozu ve výškách až do 40 km, musí odesílat informace 24 hodin denně s rádiovým dosahem alespoň 300 km. Dále je cílem vytvořit software pro přijímání dat z této sondy. 2.1.1.
Primární mise
Cílem primární (povinné) mise je měřit aktuální hodnotu teploty vzduchu a atmosférického tlaku. Tato data musí být možno zpracovat a dále interpretovat (např. z atmosférického tlaku vypočítat výšku nad povrchem země nebo znázornit závislost teploty na výšce). Nasbírané informace musí být minimálně jednou za sekundu vysílány v podobě rádiového signálu k pozemní stanici. 2.1.2.
Sekundární mise
Dále může CanSat sbírat jakékoliv další informace a dále je analyzovat. My jsme se rozhodli, že budeme navíc měřit: ▪ údaje z GPS (souřadnice, nadmořská výška, čas, počet satelitů, rychlost)
▪ vnější vlhkost vzduchu
▪ napájecí napětí 3,3 V
▪ vnitřní teplotu vysílače 434 MHz
▪ napětí na primárním a sekundárním akumulátoru
▪ údaje z akcelerometru, magnetometru a gyroskopu
▪ napětí na solárních panelech
▪ intenzita radioaktivního záření
2.1.3.
▪ vnitřní teplotu RAJsatu
Software pro grafické znázornění průběhu letu
Vzhledem k tomu, že některé informace nasbírané RAJsatem lze zpracovávat již za letu, můžeme je graficky znázornit a s minimálním zpožděním oproti skutečnosti sledovat informace o průběhu letu. Pro tento účel jsme vyvinuli vlastní software, který k danému účelu slouží, a to přesně podle našich představ a potřeb.
RAJsat1
Strana 3 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
2.2 Fáze vývoje Při vývoji RAJsatu1 jsme postupovali podle následujícího systému:
V ideálním případě (bez žádných problémů) by se postupovalo pouze podle černých šipek. Barevné šipky znázorňují, jak velký „krok zpět“ by se musel učinit v případě, že by v průběhu vývoje nastaly nějaké problémy. Zelená šipka značí pouze drobné komplikace, jejichž řešení trvá max. desítky minut. Postup podle žlutých šipek by znamenal větší zdržení vývoje (řádově několik dní), ovšem postup podle červených šipek by mohl vývoj zdržet natolik, že bychom RAJsat1 vůbec nestihli dokončit.
RAJsat1
Strana 4 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
3. Konstrukce Pro RAJsat1 jsme zvolili takové mechanické řešení, aby vydrželo náročné podmínky během letu a přistání.
Obr. 1: Rozměry a uspořádání RAJsatu1
3.1 Mechanická konstrukce Celý RAJsat1 je sestaven z desek s plošnými spoji (4x), vrchního a spodního krytu, ze solárních panelů a distančních sloupků.
RAJsat1
Strana 5 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
3.2 Návratový a brzdící systém Rychlost sestupu CanSatu byla stanovena na 6 až 12 m/s, my jsme se rozhodli zůstat u spodní hranice: RAJsat1 by měl sestupovat rychlostí 6,9 m/s, abychom získali více času na sběr dat. Pro výpočet velikosti padáku použijeme následující vzorec: 1 2 mg= ρ v cd S 2 kde: •
m je celková hmotnost CanSatu s padákem: 0,32 [kg]
•
g je gravitační zrychlení – pro Zemi přibližně 9,81
•
ρ je hustota vzduchu: 1,225
•
v je rychlost padání: 6,9
•
cd je součinitel odporu – ten závisí na tvaru padáku: u šestihranného je to 0,75 [-]
•
S je obsah příčného řezu tělesa kolmého ke směru rychlosti [m 2]
[ ] m 2 s
[ ] kg m3
[ ] m s
Ten příslušně upravíme, abychom vypočítali potřebný povrch padáku: S=
2 gm 2∙ 9,81 ∙0,32 = m2 ≐0,1435 m2 2 2 ρ c d v 1,225 ∙ 0,75∙ 6,9
Tomuto obsahu se nejvíce přibližuje šestistranný padák o průměru 18“ (45,72 cm), jehož povrch je 1497 cm2. Ten jsme tedy pro RAJsat1 použili.
Obr. 2: Použitý padák
RAJsat1
Strana 6 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
3.3 Antény pro příjem GPS a přenos dat Pro příjem GPS signálu slouží jako anténa oko se závitem M6, na němž je připevněn padák. Tato anténa nemá ideální vlastnosti v GPS pásmu (1500 Mhz), nicméně RAJsat se bude pohybovat v prostředí bez překážek GPS signálu („pod širým nebem“), tudíž by s příjmem signálu neměl být problém, navíc není třeba kupovat speciální GPS anténu.
RAJsat1
Strana 7 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4. Elektronika Všechny námi vyvinuté desky jsou dostupné online na adrese https://git.ok1kvk.cz/RybkaLabs/RAJsat1
4.1 Blokové schéma V blokovém schématu je znázorněna struktura zapojení jednotlivých částí.
Obr. 3: Blokové schéma
4.2 Použitá elektronika 4.2.1.
Mikroprocesor
Řídící mikroprocesor je osmibitový ATMEL ATmega328P s kapacitou EEPROM 1024 B a SRAM 2048 B. Taktovací kmitočet mikroprocesoru jsou 4 MHz.
RAJsat1
Strana 8 z 25
Projekt CanSat 2016 4.2.2.
#RAJsat1
GPS přijímač
Pro příjem GPS signálu jsme zvolili obvod od firmy uBlox, a to dvaasedmdesátikanálový MAX-M8C. Tento modul umožňuje přijímat signály GPS, GLONASS a BeiDou. 4.2.3.
Vysílací modul 434 MHz
Vysílací modul jsme zvolili hojně používaný typ RFM69HW-433S2 v ISM pásmu 434 MHz s výkonem 10 mW. ISM pásmo nám umožňuje vysílat bez jakéhokoliv povolení či omezení, avšak bez garance proti rušení. Druh vysílací modulace jsme zvolili jiný, než je bězné. Přenosovou rychlost lze zvolit v rozsahu od 50 do 1200 Bd. My jsme zvolili optimální kompromis mezi bezpečností přenesených dat a rychlostí ve formě 300 Bd. Modulace RTTY je klasický digitální mód, nevyžaduje velkou šíři pásma, umožňuje poměrně nízkou přenosovou rychlost, ale zato má dosah i několik stovek km s použitím běžných antén. Tento přenos informací jsme si dobře ověřili při pokusech vypouštěním výškových balónů s našimi radiosondami RAJx. 4.2.4.
Moduly čidel
K měření veličin během letu jsme použili následující samostatné moduly: •
Modul měření tlaku BMP180 s komunikační sběrnicí I 2C Na základě naměřeného tlaku lze jednoduše určit nadmořskou výšku: na hladině moře je tlak 1013 hPa a s každým vystoupáním o 1 metr se tlak snižuje o 0,1 hPa.
•
Modul měření náklonu, akcelerace a magnetického pole, který se skládá ze tří částí: ◦ digitální barometr LPS25H ◦ tříosý gyroskop L3GD20H ◦ tříosý akcelerometr a magnetometr LSM303D
Obr. 5: BMP180
RAJsat1
Obr. 4: Altimu10
Strana 9 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.3 Základní deska – MainBoard v1.0
Obr. 6: MainBoard v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
Deska MainBoard je základem celého RAJsatu. Slouží k připojení dalších desek, mezi nimiž lze díky desce MainBoard komunikovat.
RAJsat1
Strana 10 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.4 Horní kryt – CoverTop v1.0
Obr. 7: CoverTop v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
CoverTop kryje RAJsat z horní strany. Nachází se zde úchyt na padák, který současně slouží jako anténa pro příjem signálu GPS. Jinak se zde nenacházejí žádné součástky takže schéma není potřeba.
RAJsat1
Strana 11 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.5 Spodní kryt – CoverBottom v1.0
Obr. 8: CoverBottom v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
Deska CoverBottom kryje RAJsat1 zespoda. Je na ní umístěno čidlo tlaku a vlhkosti vzduchu. RAJsat1
Strana 12 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.6 Deska elektrických zdrojů – PowerUnit v1.0
Obr. 9: PowerUnit v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
Deska PowerUnit zajišťuje zásobování RAJsatu elektrickou energií. Najdeme zde zejména akumulátory, které se nabíjí díky solárním panelům (desky SolarPanel). Elektrická energie je dále rozváděna do celého RAJsatu.
RAJsat1
Strana 13 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.7 Desky solárních panelů – SolarPanel v1.0
Obr. 10: SolarPanel v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
Solární panely slouží k výrobě elektrické energie a k následnému nabíjení lithiových akumulátorů. Součástí desek solárních panelů jsou i miniaturní LED s vysokou svítivostí, které slouží k pohodlnějšímu vyhledání RAJsatu po jeho přistání na zemi.
RAJsat1
Strana 14 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.8 Řídící deska – MainUnit v1.0
Obr. 11: MainUnit v1.0 - pohled ze strany TOP (vlevo) a BOTTOM (vpravo)
Na desce MainUnit se nachází zejména mikroprocesor, který zajišťuje řízení celého RAJsatu.
RAJsat1
Strana 15 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
4.9 Deska nouzového vysílače 3.5 MHz – EtxBoard v1.0 Pro zvýšení pohodlí při jeho vyhledávání začne RAJsat1 po dopadu na zem automaticky vysílat rádiový signál, jehož zdroj (tedy RAJsat1) půjde snadno lokalizovat. Signál se vysílá v pásmu 3,5 MHz.
Obr. 12: EtxBoard v1.0 - pohled ze strany TOP
4.10 Desky čidel Podrobnější informace naleznete v sekci 4.2.4.
RAJsat1
Strana 16 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
5. Programové vybavení a funkce Obr. 13: Zjednodušený vývojový graf funkce programu
5.1
Programové vybavení
Řídící mikroprocesor je programován ve vývojovém prostředí Arduino.
5.2 Zjednodušený vývojový graf funkce programu Graf na obr. 8 přibližně zachycuje postup programu, který vykonává procesor v RAJsatu. Po počátečním spuštění programu se neustále opakuje sekvence úkonů, při kterých RAJsat zjišťuje údaje z jednotlivých čidel, zapisuje data na SD kartu a potřebné údaje vysílá k pozemní stanici. Po každém vykonání těchto úloh blikne signalizační LED.
5.3
Vysílání dat
Kromě sběru dat program také data vysílá. Abychom zajistili dostatečné vzorkování dat, vysíláme několikrát za sekundu, a také vysíláme data v binární podobě. Další funkcí je, že abychom stihli vyslat co nejvíce dat, tak program vysílá a sbírá data asynchronně. Vysíláme v módu RTTY, což je jednoduchý binární formát, kde jedna frekvence značí 0 a jiná značí 1. Vysíláme v rychlosti 300 Bd, což při nastavení 1 start bit + 1 stop bit, které používáme, odpovídá rychlosti 30 B/s což odpovídá 15 šestnáctibitovým číslům (od 0 do 65535). Zprávu vysíláme v rámci o délce 40 bajtů, v němž je jeden šestnáctibitový kontrolní součet.
RAJsat1
Strana 17 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
5.4 Metoda nouzového vyhledání po přistání RAJsat1 je vybaven světelnou signalizací, která se po přistání aktivuje. Pokud by došlo ke zhoršení přímé vyditelnosti sonda také obsahuje zvukovou signalizaci, která usnadní její vyhledání. Pro případ, že ani jedna z těchto metod nebude dostačující je sonda také vybavena deskou EtxBoard, která umožní její vyhledání pomocí radiolokace. Nouzový radiový signál je vysílán v pásmu 3,5MHz. Tento signál je příjímán ručním příjímačem s feritovou anténou díky jemuž lze rychle a přesně lokalizovat směr odkud RAJsat vysílá. Tato metoda vyhledání je převzata z radiového orientačního běhu (ARDF).
5.5 Dobíjení akumulátorů ze solárních článků RAJsat1 je na většině svého povrchu pokryt solárními panely. Tyto solární panely zajišťují dostatek energie pro chod sondy a dobíjení akumulátorů pro situaci, kdy na panely nedopadjí sluneční paprsky. Díky moderní technologii stejnosměrného zvyšujícího měniče napětí použitého na každém solárním panelu lze získávat energii i při nepřímém osvitu. Všechny panely jsou na sobě nezávislé a nezáleží, který z nich je právě osvětlován méně či více.
Obr. 14: Tři ze čtyř použitých solárních panelů
RAJsat1
Strana 18 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
6. Pozemní stanice Pozemní stanice je tvořena anténním systémem pro pásmo 434 MHz, SDR přijímačem s předzesilovačem a vstupními filtry pro pásmo 434 MHz a přenosným počítačem s příslušným dekódovacím software. Počítač signály z RAJsatu dekóduje, aby je bylo možno dále zpracovat či prezentovat.
6.1 Přijímač a anténa pro příjem dat K příjmu dat z RAJsatu používáme USB Dongle přijímač 820T2, k němuž je připojena anténa typu ground-plane o délce 35 cm. Přijímač je pomocí USB kabelu připojen k počítači, který sesbíraná data dále zpracovává.
6.2 Programové vybavení pro příjem dat RTTY signál, který je detekován, dekódujeme v námi mírně modifikované verzi programu FLDigi. Modifikace spočívá v tom, že FLDigi neumí přijímat binární reprezentaci dat pouze osmi a sedmi bitové ASCII a baudotovo pětibitové kódování. Pro co nejvyšší propustnost jsme ale zvolili binární reprezentaci dat (viz sekce 5.3). Další modifikace předává data programu pro okamžitou vizualizaci a kontrolu dat. Náš vizualizační program zobrazuje aktuální naměřené hodnoty a aktuální náklon na 3D modelu naší sondy. Náš software je napsaný v jazyce javascript a běží v prohlížeči s pomocí vlastního serverového softwaru vyvinutém na platformě nodejs, který pouze přeposílá data pomocí technologie WebSockets. Výhodou je, že pokud je příjímací stanice připojená do internetu, může si každý na svém mobilním telefonu či Obr. 15: Snímek vývojové verze počítači (také připojeném do internetu) zobrazit informace vizalizačního softwaru ukazující o aktuálním stavu RAJsatu. RAJsat ve svislé poloze 6.2.1.
Uživatelské rozhraní programu
V reálném čase můžeme díky datům ze senzorů náklonu a dalších sledovat stav, v němž se RAJsat v danou chvíli nachází. Vše se zobrazuje ve webovém prohlížeči. Ten je nainstalován na počítači, ve kterém informace z RAJsatu dekódujeme. Kromě informací o náklonu lze sledovat informace o aktuální teplotě, tlaku, zrychlení, rychlosti a o výšce. Vše je přehledně zobrazeno v grafech. RAJsat1
Strana 19 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
6.3 Bezpečné přijetí zprávy Pro bezpečné přijetí zprávy vysílaný paket obsahuje kontrolní součet. Kontrolní součet (checksum) stačí k potvrzení (ne)správnosti zprávy, ale už nestačí k její opravě. K tomu používáme sadu několika přijímacích stanic, které nezávisle na sobě přijímají a dekódují data ze sondy. Tato data se lokálně ukládají (kdyby se rozbila centrální stanice nebo se přerušilo spojení) a zaroveň se posílají do centrální stanice. Ta data vyhodnotí a vybere taková, která odpovídají kontrolnímu součtu.
6.4 Formát rámce Jak už bylo řečeno, data se vysílají v binární podobě v rámci o délce 40 B a kontrolním součtem o délce 16 bitů. Všechna čísla posíláme jako int – tedy šestnáctibitové číslo. Rámec tedy vypadá následujícím způsobem: Rámec se sestává ze čtyř bloků: 1. Sekce 1. Náklon – 3x int 2. Teplota – 1x int 3. Tlak – 1x int 2. Sekce 1. Náklon – 3x int 2. Zrychlení – 1x int 3. Vlhkost – 1x int 3. Sekce 1. Náklon – 3x int 2. Teplota – 1x int 3. Tlak – 1x int 4. Sekce 1. Náklon – 3x int 2. Výška z GPS – 1x int 3. Kontrolní součet – 1x int Jak jste si jistě všimli, v jednom rámci se opakují některá data. Nevysílají se stále stejná, ale vysílají se data z počátku předchozího bloku. Je to z důvodu zvýšení frekvence snímaných dat. RAJsat1
Strana 20 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
7. Rozpočet V rozpočtu jsou zahrnuty materiálové náklady na výrobu jednoho kusu RAJsatu1.
7.1 Materiál a elektronické součástky V následujících tabulkách je k dispozici ceník jednotlivých součástek, které jsme v RAJsatu1 použili: CoverBottom_v1.0 Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
Označení
Výrobce
Cena/ks
Cena
C1
1
100uF/16V
SMC_C
TAJC107K016R
AVX
7,35 Kč
7,35 Kč
C5
1
100nF/50V X7R
C0603
06035C104K4T2A
AVX
0,20 Kč
0,20 Kč
C6
1
10uF
C0805
08053D106KAT2A
AVX
1,61 Kč
1,61 Kč
IC4
1
HIH9131-021
SO8
HIH9131-021-001
Honeywell
391,54 Kč
391,54 Kč
LED1-LED6
6
BLUE
L0603
OF-SMD1608B
Optoflash
1,19 Kč
7,11 Kč
R1-R6
6
4R7
R0603
SMD0603-4R7
Royal Ohm
0,15 Kč
0,89 Kč
R7, R8
2
10k
R0603
SMD0603-10K
Royal Ohm
0,14 Kč
0,29 Kč
SG1
1
F/HMB
F/HMB
BPT-14X
Bestar
30,28 Kč
30,28 Kč
X1-X4
4
#2,54 4pin
MA04-1
ZL315-4SGH
Ninigi
4,39 Kč
Celkem
17,57 Kč
456,82 Kč
CoverTop_v1.0 Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
Označení
Výrobce
Cena/ks
Cena
C1
1
100uF/16V
SMC_C
TAJC107K016R
AVX
7,35 Kč
7,35 Kč
LED1-LED6
6
BLUE
L0603
OF-SMD1608B
Optoflash
1,19 Kč
7,11 Kč
R1-R6
6
4R7
R0603
SMD0603-4R7
Royal Ohm
0,15 Kč
0,89 Kč
X1-X4
4
#2,54 4pin
MA04-1
ZL315-4SGH
Ninigi
5,13 Kč
20,54 Kč
Celkem
35,88 Kč
MainBoard_v1.0 Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
Označení
Výrobce
Cena/ks
Cena
C1
1
100nF
C0805
08051C104K4Z2A
AVX
0,90 Kč
C2, C3
2
10pF
C0805
08051A100JAT2A
AVX
0,17 Kč
0,34 Kč
IC1
1
PCF8591T
SO16W
PCF8591TSMD
NXP
59,54 Kč
59,54 Kč
LED1
1
GREEN
L0805
LL-S172GC-2A
Lucky Light
1,42 Kč
1,42 Kč
R1
1
3k9
R0805
SMD0805-3K9
Royal Ohm
0,16 Kč
0,16 Kč
R2, R3
2
10k
R0805
SMD0805-10K
Royal Ohm
0,16 Kč
0,32 Kč
X1-X4,X6
5
#2,54 6pin
MA06
ZL201-06G
Ninigi
1,40 Kč
7,00 Kč
X5, X8, X10
3
#2,54 4pin
MA04
ZL307-1X4
Confly
6,89 Kč
20,67 Kč
X7
1
#2,54 5pin
MA05
ZL307-1X5
Confly
10,51 Kč
10,51 Kč
X9
1
#2,54 8pin
MA08
ZL307-1X8
Confly
14,21 Kč
Celkem
RAJsat1
0,90 Kč
14,21 Kč
115,07 Kč
Strana 21 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1 MainUnit_v1.0
Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
C1
1
10uF/10V X5R
C0603
0603ZD106MAT2A AVX
Označení
Výrobce
Cena/ks 1,79 Kč
Cena
C2, C3, C4
3
100nF/50V X7R
C0603
06035C104K4T2A
AVX
0,20 Kč
0,60 Kč
C5, C7
2
100uF
SMC_B
TPSB107M010R040 AVX
10,20 Kč
20,41 Kč
IC1
1
Ublox MAX-M8C
UBLOX_MAX-6
UBLOX_MAX-8C
Ublox
275,00 Kč
275,00 Kč
IC2
1
ATMEGA328
TQFP32-08
ATMEGA328P-AU
Atmel
59,54 Kč
59,54 Kč
IC3
1
RFM69
RFM22-XXX-S2
RFM69HW-433S2
Hope Elec.
105,73 Kč
105,73 Kč
LED1
1
BLUE
L0603
OF-SMD1608B
Optoflash
1,19 Kč
1,19 Kč
R1
1
10k
R0603
SMD0603-10K
Royal Ohm
0,14 Kč
0,14 Kč
R10-R13
4
100k
R0603
SMD0603-100K
Royal Ohm
0,15 Kč
0,59 Kč
R2, R4, R6, R8, R1
5
620k
R0603
SMD0603-620K
Royal Ohm
0,15 Kč
0,74 Kč
R3, R5, R7, R9
4
180k
R0603
SMD0603-180K
Royal Ohm
0,15 Kč
0,59 Kč
SW1, SW2
2
MSS-1290
MSS-1290
MSS-1290BN
-
11,79 Kč
23,58 Kč
T1-T4
4
IRLM6420
SOT23
IRLML6402TRPBF IR
2,71 Kč
10,83 Kč
X1,X3,X4
3
#2,54 6pin
MA06-1
ZL201-06G
Ninigi
1,40 Kč
4,20 Kč
X2
1
MX-502774-0891
502774-0891
MX-502774-0891
Molex
36,00 Kč
36,00 Kč
XT1
1
4.00 MHz
CSTCR6M
CSTCR4M00G53-R0Murata
4,68 Kč
Celkem
1,79 Kč
4,68 Kč
545,60 Kč
PowerUnit_v1.0 Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
Označení
Výrobce
Cena/ks
Cena
C1
1
100uF/16V
SMC_C
TAJC107K016R
AVX
7,35 Kč
C2, C3
2
100nF
C0805
08051C104K4Z2A
AVX
0,90 Kč
1,81 Kč
D1-D16
16
MBR0520L
SOD123
MBR0520L
Fairchild
1,30 Kč
20,85 Kč
IC1
1
LT1086-3.3V
D2PACK
LT1086CM-3.3
Linear Tech.
109,18 Kč
109,18 Kč
LED1-LED3
3
GREEN
L0805
LL-S172GC-2A
Lucky Light
1,42 Kč
4,25 Kč
R1, R2, R3
3
3K9
R0805
SMD0805-3K9
Royal Ohm
0,16 Kč
0,48 Kč
X1,X2
2
#2,54 6pin
MA06
ZL201-06G
Ninigi
1,40 Kč
2,80 Kč
X5, X6
2
#2,54 2pin
MA02
ZL201-02G
Ninigi
0,54 Kč
Celkem
7,35 Kč
1,07 Kč
147,79 Kč
SolarPanel_v1.0 Označení
ks
Hodnota
Pouzdro
Označení
Výrobce
C1
1
10uF
C0805
08053D106KAT2A
AVX
C2
1
1uF
C0805
CL21A105KAFNNNESamsung
C3
1
100uF
SMC_B
TPSB107M010R040 AVX
C4
1
4.7uF
C0805
D1, D2, D3, D4
4
MBR0520L
SOD123
IC1
1
LTC3105
MSOP12
LTC3105EMS#PBF Linear Tech.
L1
1
10uH
L1812
B82432A1103K
Epcos
LED1-LED6
6
BLUE
L0603
OF-SMD1608B
R1-R6
6
4R7
R0603
SMD0603-4R7
R10
1
160k
R0805
R7
1
620k
R8
1
R9 X1, X2
Cena/ks
1,61 Kč
0,41 Kč
0,41 Kč
10,20 Kč
10,20 Kč
CL21A475KPFNNN Samsung
0,40 Kč
0,40 Kč
MBR0520L
1,30 Kč
5,21 Kč
179,00 Kč
179,00 Kč
10,24 Kč
10,24 Kč
Optoflash
1,79 Kč
10,76 Kč
Royal Ohm
0,15 Kč
0,89 Kč
SMD0805-160K
Royal Ohm
0,16 Kč
0,16 Kč
R0805
SMD0805-620K
Royal Ohm
0,16 Kč
0,16 Kč
40k2
R0805
SMD0805-40K2
Royal Ohm
0,22 Kč
0,22 Kč
1
510k
R0805
SMD0805-510K
Royal Ohm
0,16 Kč
0,16 Kč
2
#2,54 4pin
MA04
ZL307-1X4
Ninigi
6,89 Kč
13,78 Kč
Fairchild
Celkem 4x
RAJsat1
Cena
1,61 Kč
932,77 Kč
Strana 22 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1 Ostatní materiál Označení
Výrobce
Cena
Padák RD-ES2267 457mm (18")
Estes
Distanční sloupky M2
DREMEC
38,00 Kč
Mosazné matičky M2
BOSSARD
80,00 Kč
Šrouby M2
BOSSARD
36,00 Kč
Solární články
eBay-HK
80,00 Kč
Oko se závitem M6
-
Drát na antény
-
9,00 Kč
Propojovací kabely
-
15,00 Kč
Plošné spoje cca 4dm2 - Fusion PCB Service
SeeedStudio
149,00 Kč
3,00 Kč
2 400,00 Kč
Celkem
2 810,00 Kč
Celková cena materiálu byla tedy 5 043,93 Kč.
7.2 Zakázková výroba Plošné spoje jsme si nechali vyrobit ve firmě Pragoboard.
8. Testovací fáze 8.1 Test mechanického zatížení při dopadu RAJsatu na zem Pro vyzkoušení dopadu sondy v předpokládané rychlosti 6,9 m/s jsme RAJsat pustili volným pádem z výšky 1,85 m. Tuto výšku jsme vypočítali ze standardního vzorce, který zanedbává tření o vzduch. v =g t
8.2 Test stability signálu GPS RAJsat1 jsme nechali delší dobu v nevyhovujících podmínkách pro příjem signálu GPS. Porovnávali jsme počet viditelných družic uvnitř budovy a v otevřeném prostoru.
8.3 Test opakované funkce programu mikroprocesoru Sondu jsme dlouhodobě nechali běžet a tím jsme ověřili stabilitu programu a že nedochází k jeho „zamrzání“.
8.4 Testy a kalibrace desek čidel Čidla, která jsou součástí RAJsatu jsme podrobili intenzivním testům a okalibrovali jsme je pro přesná měření a porovnávali jsme je s jinými přesnými měřícími zařízeními.
RAJsat1
Strana 23 z 25
Projekt CanSat 2016
#RAJsat1
8.5 Test přenosu dat k pozemní stanici Při přenosu dat jsme se snažili nasimulovat neideální podmínky přenosu dat. Například rušení, úniky signálu a zhoršené počasí.
9. Propagace projektu RAJsat1 jsme představili na několika místech: na webových stránkých radioklubu a na sociálních sítích.
9.1 Webové stránky radioklubu Na webových stránkách radioklubu (http://radioklub.dvojka.cz) jsme zveřejňovali poměrně podrobnou dokumentaci vývoje RAJsatu, a to včetně schémat, fotografií a jiné grafiky.
9.2 Facebook radioklubu RAJsat jsme propagovali také na naší facebookové stránce https://www.facebook.com/radioklub.ok1raj), kde jsme prezentovali zejména fotografie.
10.
Poděkování
V rámci projektu sondy RAJsat1 jsme čerpali informace a zkušenosti z výsledků předešlých ročníků. Mnohé poznatky pro stavbu družice jsme získali při vývoji balónových sond RAJx, které vychází z komunity nadšenců, kteří se near-space projekty dlouhá léta zabývají.
10.1 Sponzoři projektu RAJsat1 Jediným sponzorem projektu RAJsat byl JUNshop.cz, obchod se skautským a outdoorovým vybavením. Děkujeme!
10.2 Zvláštní poděkování Zvláštní poděkování patří rodičům a kamarádům, kteří nás v tomto projektu podporují. Zejména tedy Martinu Vítkovi, Janu Kotkovi, Petru Kachlíkovi a Martině Rybkové.
RAJsat1
Strana 24 z 25
Projekt CanSat 2016
11.
#RAJsat1
Kontakty
•
Michal Rybka
[email protected]
•
Ondřej Kučera
[email protected]
•
Ondřej Menčík
[email protected]
•
Jan Horák
[email protected]
•
Jakub Skořepa
[email protected]
A Celuto! RAJsat1
Strana 25 z 25
