Témata: konstrukce satelitu

martalien - 24/6/2004 - 10:42

Taxem se koukal na Vase prispevky a musim rict, ze Vam fandim. Nebal bych se radiace. Pracoval jsem na obou JE a vim, ze elektronika se da celkem bezproblemove stinit i primo v reaktoru. Co se tyce konstrukce, pouzil bych bezne soucastky pro prumysl. Ale prispusobil bych tomu konstrukci. Nejvetsi problem neni radiace ale mraz. Pri nizke teplote je problem s pajenymi spoji. Ja bych navrhoval vzduchotesne jadro druzice naplnene treba argonem. Ctyri miniaturni ventilatorky by michali vzduch a zaroven by se chovali jako gyroskopy. Elektronika by pak sama drzela teplotu na prijatelnych napr. -25°C. Samozrejme by bylo treba aby melo jadro tepelnou izolaci. Nebal bych se jit vlastni cestou a nekopirovat zahranici. Je treba nebat se a prizpusobit konstrukci tomu co je k dispozici. Pro prvni misi bych volil vice mene technicke mereni. Radiace, tlak vnejsi, vnitrni a pak treba test fotografovani. Nerozmelnoval bych to do spousty narocnych experimentu, kdyz jeste neni spolehliva konstrukce.


Csaba - 24/6/2004 - 11:31

Ahoj,
nestacili by 3 tyto gyroskopy/ventilatorky do kazde osy prost.souradnic(klopeni,boceni,zataceni)?
Pak moc do druzic nevidim, ale je tady firma v Surrey, v Anglii, kt. se specializuje na male druzice z komercnich soucastek:
http://aria.seas.wustl.edu/SSC01/papers/6-7.pdf


Csaba - 24/6/2004 - 11:43

dalsi:
http://www.bluesat.unsw.edu.au/~darran/BLUEsat_Radio_Testing_and_Integration_Thesis.pdf


martalien - 24/6/2004 - 11:51

Stacili by tri pokud se pouziji jen pro udrzeni stability. Ctyri ale umozni otacet druzici aniz by musela mit manevrovaci trysky. Idealni by bylo sest. Ja taky nejsem expert pres druzice. Jen vychazim z toho co jsem zkousel. U samostatneho gyroskopu dochazi pri otaceni ke klopeni. Taxou lepsi dva proti sobe. Dve dvojice pak muzou pomoci rizeni vykonu jednotlivych "gyroskopu" natacet druzici temer jakkoliv, nebo ji drzet stabilizovanou jednim smerem. Sest jich pak jen udelakonfortnejsi otaceni.


Csaba - 24/6/2004 - 13:46

quote:
Stacili by tri pokud se pouziji jen pro udrzeni stability. Ctyri ale umozni otacet druzici aniz by musela mit manevrovaci trysky. Idealni by bylo sest. Ja taky nejsem expert pres druzice. Jen vychazim z toho co jsem zkousel. U samostatneho gyroskopu dochazi pri otaceni ke klopeni. Taxou lepsi dva proti sobe. Dve dvojice pak muzou pomoci rizeni vykonu jednotlivych "gyroskopu" natacet druzici temer jakkoliv, nebo ji drzet stabilizovanou jednim smerem. Sest jich pak jen udelakonfortnejsi otaceni.


Ja se pamatuji, ze Skylab mel 3 gyroskopy, a nastaveni stanice se delo natocenim techto gyroskopu kolem nektere osi, kde pak vznikly moment pootocil stanici za danym gyroskopem, - takze vlastne nemuseli pouzivat furt trysky TACS s dusikem.


martalien - 24/6/2004 - 15:15

To mate dobrou pamet. Problem je v tom ze pak ty gyroskopy musite mit moznost otacet kolem osy a na to potrebujete hodne mista. Ja mel na mysli system s pevne uchycenymi gyroskopy. Moment pro otaceni vznika kolem jejich osy otaceni. Dva na proti sobe se navzajem nuluji. Pokud jeden vypne - druhy zacne tocit soustavou kolem sve osy. Vlastni stabilizace je pak opticky zamerena treba na slunce a pocitac jen pridava a ubira plyn gyroskopum aby udrzel cil v zamereni. Pritom v ostatnich osach se uplatnuje klasicky gyroskopicky moment. Sli by pouzit treba miniaturni ventilatorky 25x25x10mm. Ani by nemuseli byt stale v akci.


Véna - 24/6/2004 - 15:20

Pokud se zase já dobře pamatuji, tak jsou třeba u takových systémů občasné restarty, kdy se gyra zastaví a znovu roztočí na nějaké otáčky. jejich zastavení a roztočení se kompenzuje korekčními motorky. Jde totiž o to, že gyra udělaná z větráčků mají velké tření v ložiscích a to je třeba kompenzovat. S kamarádem jsme uvažovali o podobné záležitosti, ale šlo o řízený harddisk, který má přeci jen lepší tření a velké otáčky, takž je co regulovat
Véna


Csaba - 24/6/2004 - 15:20

quote:
To mate dobrou pamet. Problem je v tom ze pak ty gyroskopy musite mit moznost otacet kolem osy a na to potrebujete hodne mista. Ja mel na mysli system s pevne uchycenymi gyroskopy. Moment pro otaceni vznika kolem jejich osy otaceni. Dva na proti sobe se navzajem nuluji. Pokud jeden vypne - druhy zacne tocit soustavou kolem sve osy. Vlastni stabilizace je pak opticky zamerena treba na slunce a pocitac jen pridava a ubira plyn gyroskopum aby udrzel cil v zamereni. Pritom v ostatnich osach se uplatnuje klasicky gyroskopicky moment. Sli by pouzit treba miniaturni ventilatorky 25x25x10mm. Ani by nemuseli byt stale v akci.


O.K. Ted jsem kapituloval...A co ten ridici system...?


martalien - 24/6/2004 - 15:32

O tom zastaveni a roztoceni nic nevim (krom udrzby). Urcite by to slo i s HDD. Toho treni bych se nebal. Pro vyrovnani momentu pri spousteni jsem prave navrhoval vzdy dva proti sobe se otacejici ventilatory. Ty maly maji az 10000ot/min. A to uz se da pouzit. Normalne by ale nejely na plny vykon. Nebal bych se toho. Jsou vyzkouseny a v ruznych pocitacich jedou roky.


Archimedes - 24/6/2004 - 17:00

Gyroskopicke rizeni je prima vec, ale...

1) nejsem si jisty, jestli jsou bezne vetracky a HDD stavene na vibrace pri startu
2) vykon, ktery by pro ne bylo mozne obetovat je v priapade mikrosatelitu VELICE omezeny (desetiny W?)
3) byl by nutny take velice citlivy system detekce polohy satelitu (jako zpetna vazba) a rizeni otacek by muselo byt dost presne
4) i pri miniaturizaci by to asi zabralo dost mista a hmotnosti
5) hermetizace vnitrku druzice by byl sam o sobe pomerne nesnadny problem

Co se tyka teplotni odolnosti plosnych spoju, je proste potreba navrhnout konstrukci druzice tak, aby se ani neprehlala ani nezmrzla.


Archimedes - 24/6/2004 - 17:20

Jinak zacinam si pohravat s konstrukci miniaturnich stabilizacnich reaktivnich motorku (primitivni resistojety). Ale tipuju, ze prinejmensim prvni verze druzice bude bud nestabilizovana, nebo stabilizovana magneticky, mozna v kombinaci s gradientem grav. pole.


martalien - 24/6/2004 - 22:26

Souhlasim, ze prikon je ponekud vetsi. Uvazoval jsem o rizeni a vypinani ale pro prvni druzici bych se priklanel k magneticke stabilizaci.
System detekce polohy neni tak narocny jak se zda. Naopak jde o velmi primitivni vec. Ani rizeni otacek neni nutne delat absolutne presne.
A mista to taky moc nezabere. Nadrz pro trysky bude asi vetsi problem.
Hermeticnost vnitrku taky nevidim jako problem technicky ale spis prostorovy. Porad vidim jako problem, ze tak mala druzice bude mit velke zmeny teploty pri prechod svetlo/stin a tim velke namahani konstrukce a zarizeni. Kriticke jsou el. systemy bez energie. Po zmrznuti a naslednem startu pri nizke teplote hrozi poskozeni soucastek. Myslim, ze to je nejvetsi vliv, ktery muze zpusobit ztratu druzice.


Véna - 25/6/2004 - 08:54

Martaliane,
system orientace nani slozity? Muzes rict, ktery mas na mysli? Ja jsem uvazoval orientaci odvozenou z prikonu slunecnich kolektoru - takze orientace vuci Slunci. To bylo relativne jednoduche, ale ne uplne presne (tak odhadem na 10 stupnu).
A druha vec. Hermeticnost. Nemyslim si, ze je to nutne. Staci to mit tepelne vodive. A nebo jadro systemu zalit do hmoty (to se mi nakonec jevi vyhodnejsi nez hermeticnost).
Vena


martalien - 25/6/2004 - 10:05

S tim zalitim je to myslim dobry napad.
U druzic se pouziva stabilizace na Slunce. Je to jednoduchy princip kdy se daji na povrch cidla intenzity (nebo se pouziji solarni clanky) pro hrube natoceni a pak se pro presny zamereni pouziji cidla koukajici se pres dva otvory za sebou. V nejednodusim pripade staci ctyri cidla v matici. Pak staci drzet stejnou intenzitu na vsech ctyrech. Spravna konfigurace je treba experimentalne overit. Nesmi to byt moc citlivy na svetlo jinak se to zameri i treba na jasnou hvezdu nebo Zem. (I to uz se nekolikrat profikum stalo a bylo po druzici)


Csaba - 25/6/2004 - 10:10

quote:
S tim zalitim je to myslim dobry napad.
U druzic se pouziva stabilizace na Slunce. Je to jednoduchy princip kdy se daji na povrch cidla intenzity (nebo se pouziji solarni clanky) pro hrube natoceni a pak se pro presny zamereni pouziji cidla koukajici se pres dva otvory za sebou. V nejednodusim pripade staci ctyri cidla v matici. Pak staci drzet stejnou intenzitu na vsech ctyrech. Spravna konfigurace je treba experimentalne overit. Nesmi to byt moc citlivy na svetlo jinak se to zameri i treba na jasnou hvezdu nebo Zem. (I to uz se nekolikrat profikum stalo a bylo po druzici)


kolik to zaliti bude vazit?Kazdy gram se musi vyuzit...Hlavne aby to bylo vodive pro odvadeni tepla(kovova pena?) plast ma omnoho nizsi tep. vodivost.


martalien - 25/6/2004 - 10:48

Hm, s tou vahou je to dobra pripominka. Myslim si, ze ta druzice bude tak naslapana, ze moc zalevaci hmoty nebude treba. Cele toto zalite jadro by to pak chtelo jeste zalit do tepelne nevodive hmoty. V CR je vyrobce zalevacich silikonovych hmot. Mel sem od nej hmotu pro zaliti VN zdroju co sem delal pro JE Dukovany. Podivam se po tom a zjistim co se dapouzit.


Csaba - 25/6/2004 - 10:55

Ahoj,
nevim zatim moc o tep. bilanci druzice na draze, ale nemelo byt to byt spis tak, aby se teplo nekde neakumulovalo - tzn.teplo navic, vyzarit do prostoru(nebo neco ohrat), nebo kdyz to teplo potrebuji, tak ho prijmout?


ales - 25/6/2004 - 11:02

Díky za další náměty ke konstrukci nanodružice. Určitě je přidáme ke všem předchozím a zhodnotíme možnosti realizace (cca v září 2004).

K novým návrhům mám zatím zhruba stejné připomínky jako Archimedes:
- proč si komplikovat situaci hermetickým jádrem, když by mělo stačit přirozené tepelné vyzařování a tepelné pospojování dílů
- gyroskopické řízení polohy se určitě dříve či později saturuje a bude třeba mít k dispozici ještě něco, čím se to "podrží" při "resetu" gyroskopů

Jinak samozřejmě souhlasím s tím, že teplota na družici je důležitá a může nejvíc ohrozit funkčnost jednotlivých dílů. Termoregulaci se asi budeme muset věnovat dost důkladně.


martalien - 25/6/2004 - 11:22

Asi sem to z tou uvahou o tepelne izolaci prepisk. Opravdu by stacilo jen zajistit aby byly systemy tepelne spojeny a zadnou vnejsi tepelne nevodivou izolaci uz nedelat. To by fakt mohlo dojit k druhemu extremu - prehrati.


Marian Vana - 25/6/2004 - 14:18

Dal jsem na PHP projekt nějaké výpočty ohledně termoregulace družice. Je to součást dokumentu druzice.doc. Pro družice formátu Cubesat vyplývá že teplota se bude uvnitř družice držet v rozmezí minus20°C až +40°C prakticky na jakékoliv kruhové oběžné dráze ve výšce 500 až 1000km. U akumulátorů lze jednoduchou izolací držet teplotu v rozmezí 0 až 40°C.


Marian Vana - 25/6/2004 - 14:32

Také jsem překopal návrh pohonného systému. Co jejvíce jsem jej zmenšil a zjednodušil. Sluneční plachta tam chybý.


Archimedes - 20/10/2004 - 17:47

Trochu si ted hraju s jednoduchou simulaci chovani druzice v gradientu gravitacniho pole (casem by se do toho daly asi pridat i pusobeni atmosfery a Slunce) a pro odhad pozadovane hodnoty tlumeni a nutneho vykonu aktivni stabilizace potrebuji znat pozadavky na presnost nasmerovani druzice (stupne?minuty?desitky stupnu?), casu, za ktery je potreba ho dosahnout (tydny?mesice?hodiny?) a pozadovanou "odolnost" proti rusivym vlivum (vcetne napr. plachty nebo tetheru). Nebude to hned, nasledujici mesic mam napilno, ale do Valmezu snad z toho neco vyleze.


Véna - 21/10/2004 - 09:06

Archimedes: Parada, to bude docela potreba. Ja bych na smerovani mel tyto pozadavky. Pro antény obecně dipól stačí desítky stupňů, řekněme +- 60 stupňů není problém (dipól bude na radiomajáku a má kruhový vyzařování tj. zjednodušeně 180 st.).
Pro vysokorychlostní komunikaci, tj. i na vyšších pásmech s kruhovou polarizací a nějakou šroubovicovou anténou to bude tak +- 7 stupňů (svazek je široký cca. 15 stupňů) a pro diodu jednotky stupňů. Takže jako základní požadavek mám po vypuštění mám do jednoho dne (alespoň dva přelety nad ČR) být zorientovaný pro radiomaják a tak do týdne pro vysokorychlostní komunikaci a cca. do 14dnů pro diodu. (to je minimalistická verze).
Pokud budu náročný, tak bych chtěl do dvou hodin po startu radiomaják, a do jednoho dne vysokorychl. komunikaci. Do dvou dnů pak diodu.
Tyto mé požadavky vychází z toho, když družice bude rotovat všesměrově. Ale je potřeba, aby nedocházelo k oscilacím a aby v případ, že nám to náhodou vypadne orientované, aby se to těmi pulsy nerozhodilo ...


Maša - 24/10/2004 - 18:07

Konečně se mi podařilo po šesti týdnech vzkřísit počítač, ale k věci. Jakým způsobem bude družice určovat přesný čas? Čas je základní navigační údaj, bude stačit nějaké softwarové řešení, tedy odvozovat čas z frekvence procesoru, nebo je nutný nějaký hodinový čip?
Na nízkých drahách se mění skon dráhy o jeden stupeň zhruba každých patnáct vteřin.


Daniel Lazecký - 24/10/2004 - 18:51

Dovolil bych podotknout add p.Máša:
spoléhal bych na hodinový čip podporovaný softwerovým odpočtem.Čip není tak velký a těžký a soft neváží nic/může být v programovatelné eprom?/. Přišemž čipu bych dal prioritní prednost a soft by vše podporoval jako záloha. Vstupem přes soft mohu pak kontrolovat nejen cube ale třeba i jeho polohu...ale je to jen můj názor.
Jinak přeji hodně štěstí
Daniel


Maša - 30/10/2004 - 16:14

Dostal jsem nápad na takový jednoduchý kapalinový tlumič kmitů, dal jsem to do projektu.


Daniel Lazecký - 30/10/2004 - 19:42

kapalinový tlumič kmitů.....ale kterého zařízení ?,a nebo snad celého cube ?existuje snad alespon nějaká podoba vašeho cube,myslí tím vzhled jak bude vypadat.Tém nemyslím nyní kostku,kterou jste pživezl do Bohdaneče.


Marian Vana - 2/11/2004 - 16:11

quote:
Konečně se mi podařilo po šesti týdnech vzkřísit počítač, ale k věci. Jakým způsobem bude družice určovat přesný čas? Čas je základní navigační údaj, bude stačit nějaké softwarové řešení, tedy odvozovat čas z frekvence procesoru, nebo je nutný nějaký hodinový čip?


Uvažujeme použít obvod reálného času, např. Philips PCF8563. Tento bude připojen k nRF24E1. Informaci o reálném čase si bude možné vyžádat od řídícího procesoru nRF24E1. Pavel Mochura teď kreslí schema a plošný spoj zkušební desky komunikační části, bude to zanedlouho k dispozici na PHP projektu.


Marian Vana - 2/11/2004 - 16:50

quote:
Dostal jsem nápad na takový jednoduchý kapalinový tlumič kmitů, dal jsem to do projektu.


Zkusím se na to přes sobotu a neděli podívat a dát to do kalkulačky. Ale nic neslibuji.


Archimedes - 2/11/2004 - 17:04

Je to taky moznost, ale myslim, ze kdyby v te kapaline plavalo (ve stavu beztize plave cokoliv v cemkoliv ;) spis nejake "chlupate" nebo "derave" zavazicko, to by myslim davalo mnohem vetsi treni a tim i tlumeni nez jen bublinka. Nebo by slo vyuzit treni v tenke vrstve - napriklad trubicka stocena do krouzku, naplnena vazkou kapalinou, ve ktere by byla kulicka jen o malo mensi, nez je prumer trubicky. (takove dampery by byly potreba tri, kazdy pro jednu osu). Taky by se dal udelat triosy damper - "koule v kouli" oddelene tenkou vrstvickou kapaliny. Tenhle typ se urcite pouziva(l). Pokud by vnitrni koule byla zaroven magnet, ucinnost tlumeni (hlavne zpocatku) by se mohla jeste zvysit, i kdyz by to asi znesnadnilo pripadnou stabilizaci pomoci magnetickych civek.


Maša - 2/11/2004 - 21:47


Nejsem si jist jestli je možná tříosá stabilizace, u gravitační stabilizace zůstává jedna osa volná a tedy neutlumitelná i kdyby byl tlumič tříosý, nevím přesně jak to vypadá u magnetické stabilizace.
Pevnému závaží v kapalině jsem se chtěl vyhnout, protože v té rotující družici není úplná beztíže takže by se dávalo do pohybu až po překonání určitého minimálního odporu. Myslím, ale že by to šlo skombinovat, tedy závaží by bylo v jen částečně naplněné nádobce takže kapalina by se mohla přelévat vždy a k tomu by se přidával pohyb závaží.
Co se týká dodatečného odporu nějakými "chlupy" nebo děrováním, tak to je dost ošemetný protože v uvažovaném měřítku (řádově mililitry) se už významně projevuje vzlínání takže místo toho aby tím kapalina protékala a vířila, může vtom zůstat napitá jako v houbě a jen zvýší mrtvou váhu.


Archimedes - 3/11/2004 - 15:42

Prave proto, ze u gravitacni stabilizace zustava jedna osa volna (a take proto, ze hrozi riziko, ze druzice zaujme gravitacne stabilizovanou polohu "vzhuru nohama") bych byl pro to, zkombinovat to s magnetickou stabilizaci, at uz pasivne hystereznimi tyckami nebo aktivne pomoci civek (coz by resilo i ten problem s prevracenim "hlavou dolu"), permanentni magnet se pro polarni drahu nehodi. Ale prvni hrube vypocty ukazuji, ze ustabilizovat to nebude uplna sranda - asi proto (pokud vim) se to dosud u zadneho CubeSatu nepodarilo uplne vyresit.


Marian Vana - 23/11/2004 - 20:24

Dal jsem nějaké předběžné výpočty ohledně stabilizace gradientem grav. pole na projekt.
U tlumení kyvů kapalinou v nádobě mi to vychází dost špatně. Vychází to že se kapalina asi nehne kvůli svému povrchovému napětí. Ale je možné že tam mám chybu.


Maša - 25/11/2004 - 20:11

Domnívám se že povrchové napětí by se v průřezu trubice nemělo nijak projevovat protože je omezeno jen na přechodovou vrstvu kapalina/plyn, jeho velikost by tedy měl ovlivňovat obvod bublinky nikoliv obvod trubky, samotná tloušťka povrchové vrstvy je jen 10^-9 m. Kapalina pod bublinou zůstává tedy neovlivněna a může volně proudit, z toho plyne podmínka že plynu v nádobce může být jen tolik aby nedokázal vyplnit její průřez. Snižování povrchového napětí se nejeví jako užitečné, spíše naopak, pokud by se přídavkem nějakého emulgátoru radikálně snížilo povrchové napětí (možná by stačil i obyčejný jar), celistvá bublina se začne rozpadat na menší, až se kapalina s plynem smíchá na pěnu.
Vyjdeme-li z modelového příkladu v dampers.doc tak pokud by byl začátek pohybu podmíněn překonáním síly 6^-4 N potom by k tomu na zemi došlo až při náklonu něco málo přes dva stupně. Ze zkušenosti víme že každá zednická vodováha pracuje lépe, přitom podle tabulek existují libely s přesností jedna úhlová vteřina, kde velikost posouvací složky hydrostatického vztlaku působícího na bublinku je jen 7,75^-8 N (platí pro bublinku o objemu 1,6cm^3 viz dampers.doc).
Předpokládám že bublinka vymezená povrchovým napětím se chová jako plovoucí celistvé těleso o zanedbatelné hmotnosti, pokud jsou stěny nádobky smáčeny a tak nedochází ke styku tří prostředí.


Marian Vana - 26/11/2004 - 09:29

Věřím tomu že se vzduchová bublina bude chovat skutečně tak jak uvádíte, tj. povrchové napětí vzduch/voda se prakticky neuplatní. I tak je ale třeba počítat s tím že síla gradientu grav. pole působící na kapalinu bude někde v rozmezí 10-8 až 10-9N. Neuplatní se při takhle malých silách již molekulární přitažlivé síly mezi kapalinou a trubicí, tj. vzduchová bublina se nepohne, protože pohybu vzduchu v těsné blízkosti trubice bude bránit kapalina "přilepená" na stěny trubice a vzduchová bublina se roztrhnout nemůže kvůli povrchovému napětí vzduch-kapalina?


Maša - 28/11/2004 - 20:27

Předpokládejme dva případy, v prvním dojde kde styku tří prostředí, je tu stěna nádobky která je až do určitého bodu smáčena kapalinou, krajní vrstva kapaliny která je ve styku se stěnou se po ní nemůže posunovat protože tření je "prakticky nekonečné". Jestliže se podíváme na rozhraní kapalina-plyn, tak tady působí v krajní vrstvě povrchové napětí, v bodě ve kterém se tyto dvě vrstvy stýkají působí obě síly, k molekule která se nemůže posunovat po stěně je povrchovým napětím poutána sousední molekula, protože se toto napětí nemůže přenést na další molekulu (žádná tam už není), k posunutí může dojít až po překonání této síly.
V druhém případě nedochází ke styku tří prostředí, stěna nádobky je zcela smáčena, jsou tu přechody stěna-kapalina a kapalina-plyn. Předpokládejme že tyto přechody dělí jediná vrstva kapaliny, tato vrstva se nemůže po stěně posouvat kvůli tření, další vrstva se po ní posunout může i když krajní molekulu bude poutat povrchové napětí, protože to se může přenést na sousední. Proto se domnívám že síla potřebná k posunutí je dána jen poměrem viskozity a rychlosti, při nulové rychlosti je tedy nulová. Domnívám se také že k případům kdy přechody dělí jen jedna vrstva v praxi nedochází a síla potřebná k posunutí je dána viskozitou zcela určitě. Bohužel si tímhle vším nejsem úplně jistý.
Trochu jsem hledal na internetu a zatím jsem našel zmínku o návrhu používající toroidní trubičky částečně naplněné rtutí, přičemž se zřejmě předpokládá že nebude stěny vůbec smáčet a tak se může přelévat zcela volně.


martalien - 28/11/2004 - 21:44

A co tlumit kmity elektronicky. Pokud bude magneticka stabilizace a predpokladame ze civka prekmitne, dojde k zrychlovani otaceni. Pokud v tento moment prepneme smer proudu ve stabilizacni civce bude se rotace brzdit. Musime jen znat orientaci civky vuci magnetickemu poli Zeme. Pokud bych mel tuto informaci k dispozici neni problem synchronizovat prepinani smeru proudu v civce s otacenim. Bohuzel magneticke pole civky by zrusilo mereni. Resenim je chvilku pomoci teto stabilizacni civky merit rychlost otaceni a pak spustit brzdici sekvenci dle rychlosti otaceni, pak zase chvilku merit a opet na chvilku spustit brzdici sekvenci se zmenenou frekvenci tak jak se snizi vlivem brzdeni otaceni ci kmitani - melo by to byt jedno.


Marian Vana - 29/11/2004 - 07:25

Probírali jsme tohle téma na setkání v Praze. Shodli jsme se na stabilizaci družice pomocí 3 kolmo na sebe orientovaných cívek. Cívky jen z vodičů, bez magnetických jader uvnitř. Tlumení pomocí kapaliny v nádobce bychom mohli použít jako další experiment když by na družici zbylo místo.
K orientaci družice pomocí cívek by mohlo (ale nemuselo) docházet jen nad zemskými mag. póly v případě že na družici budou čidla pro měření zemského mag. pole. Čidla by měřila mag. pole jen když by stabilizační cívky byly vypnuty, pochopitelně. Ale v principu lze družici stabilizovat pomocí cívek i bez měření zemského mag. pole - pomocí informace o otáčení družice ze solárních článků, případně pomocí slunečního čidla a infračidla pro snímání zemského horizontu.


martalien - 10/12/2004 - 12:56

Taxem si procital "MicroVacuum Arc Thruster Design for a CubeSat Class Satellite" . Nekdo tady kdysi na to daval odkaz. Je to zajimavy pohony system pro CubeSat. Celkem by nebyl problem ho vyrobit. Funguje na principu odparovani kovu obloukem. Jako pohony material je pouzita primo hlinikova konstrukce CubeSatu. Trochu bych mel obavu z pouziti hliniku, protoze ten ma tendenci po odpareni udelat vodivy povlak a v "motoru" muze dojit ke zkratu. Povazuji to za realnejsi pohon nez thetr. Mohla by se pomoci nej zvysit obezna draha a pak pouzit slunecni plachta.


Turjanica - 11/7/2005 - 19:01

Stabilizace družice má dva aspekty. 1) U družice po vypuštění z nosiče zastavit rotace ve všech směrech
2) Natočit družici do výchozí polohy
3) Z této polohy pak orientovat družici k zemi.

Byl jsem na setkání konaném v listopadu, a přiznám se že si již nevzpomínám,jak konkrétně byla řešena stabilizace u Mimosy.

Pro zastavení rotace po vypuštění bych navrhoval použít např. akcelerometrické obvody od Freescale, např MMA7260Q. Teprve po "zastavení" družice aktivovat orientaci v prostoru pomocí snímání elektromagnetického pole země. Výhoda je absence mechanických částí, a
daleko snazší vyhodnocení polohy bez nutnosti výpočtů. Dá se říct, "že výkonové cívky pro stabilizaci by uřídil i klasický analogový PI regulátor s operáků " což je samozřejmě nadsázka.
Další výhodou je také minimální hmotnost tohoto snímače.
Zastavená družice pak bude mít poměrně dost času na výpočet základní polohy a orientování podle modelu magnetického pole země.


Marian Vana - 12/7/2005 - 07:53

Nelze družici stabilizovat po vypuštění také pomocí magn. senzoru HMC1052? Je přece možné provádět stovky nebo tisíce měření mag.pole každou sekundu a odtud určovat rotaci.
Jaká minimální zrychlení je schopen změřit obvod MMA7260Q? Jaká byla zrychlení nebo rotace u ostatních Cubesatů po vypuštění. Dá se tohle někde zjistit?
Omlouvám se ale mám teď pár týdnů sám na krku 2 malé děti a do práce se hned tak nedostanu tak komunikuji přes toto fórum.


Turjanica - 12/7/2005 - 10:37

Citlivost tohoto obvodu je 800mV/g. Takže při umístění v co největší vzdálenosti od těžiště družice kolem kterého by pravděpodobně družice rotovala (uvažuju tak 6cm) by to mohlo vypadat takto: rotace např jednou za sekundu kolem jedné z os. Síla na těleso F=m.a ; Odstředivá síla F=m.w2.r;
Zrychlení a= w2.r
Po dosazení vychází zrychlení 2.38 m.s-2. g je 9.81 m.s-2. Takže vychází výstupní napětí z obvodu při frekvenci rotace jeden Hz 193mV.
Napájení je 3.6V obvod měří kladné a záporné hodnoty zrychlení v jednotlivých osách, takže rozsah obvodu je od -1.8+Usat do +1.8-Usat.
Jsme na 10% z rozsahu obvodu. Pokud budeme uvažovat pomalejší rotace, bude samozřejmě výstupní hodnota klesat s druhou mocninou. Při jedné otáčce za čtyři vteřiny kolem jedné z os bude výstupní hodnota jedna šestnáctina z 193mV. Citlivost (ale i zároveň vnesená chyba) se dá zvětšit lineárním zesilovačem.
Chyba výstupní hodnoty se pohybuje v závislosti na teplotě a kvalitě napájení. řádově jsou to až desítky uV. Minimální rotace kterou jsme schopni tímto obvodem měřit se pohybuje v pod desetinou Hz. Což už je dostatečná doba na přesnější vyhodnocení pozice vůči magnetickému poli. Nemám představu jak může být náročný model magn. pole podle kterého se bude muset družice orientovat. Zda orientace v prostoru nebude vyžadovat komunikaci s řídícím centrem. Proto se obávám že pouhá stabilitzace družice pomocí vyhodnocení magnetického pole země bude alespoň spočátku dost problematická. Myslím že budeme muset vyřešit automatické nastavení pozice družice anténou k zemi bez nutnosti předchozí komunikace sní, což samozřejmě nepůjde bez již zmíněného magnetického modelu a znalosti pozice družice vůči němu. Dál se bojím chyby vnesené z pole proudů tekoucích vodiči mezi solárními články a bateriemi. Jak je kompenzovat nebo stínit bez nutnosti použití další přídavné hmotnosti? Orientace na slunce opět přináší problém znalosti pozice slunce a pozice země což bez modelu opět půjde těžko. Navíc jako v předchozím případě bude muset znát družice nějaký počáteční stav.
Tento obvod by mohl sloužit k určení tahu thetru, a kontrole rotace družice. Ale těžko k orientaci družice anténou vůči zemi. I když možná na něco s kolegou Mochurou přijdem


martalien - 12/7/2005 - 11:41

quote:
Stabilizace družice má dva aspekty. 1) U družice po vypuštění z nosiče zastavit rotace ve všech směrech
2) Natočit družici do výchozí polohy
3) Z této polohy pak orientovat družici k zemi.


Nechci se vnucovat ale porad mi prijde nejjednodusi system stabilizace druzice pomoci gyroskopu. Pro potlaceni precesniho pohybu bych pouzil vzdy dvojici protibeznych - tedy 6 malych gyroskopu (na kazde stene jeden) a tema bych (rizenim jejich otacek) natacel druzici jak bych chtel..... Po stabilizaci bych je vypnul a pouzil jen obcas aby zbytecne nezraly energii.


Turjanica - 12/7/2005 - 12:28

Akcelerometr je samozřejmě pouze možnost. Výhodou je hmotnost, nemechanická povaha. Se spotřebou je to složitější, těžko říct co bude náročnější, zda šestice gyroskopů nebo trojice plošných cívek. Dále přistupuje otázka zpracování dat. Ze šesti gyroskopů mám, nemílím-li se (opravte mě kdo můžete), minimálně dvanáct zdrojů informací, s nutností přepočtu šesti souřadnicových systémů na jeden "družicový". Z akcelerometru nebo magnetometrického IC HMC1052 pouze jeden systém opět s nutností přepočtu získaných dat na zvolený souřadnicový systém družice s centrem pravděpodobně v těžišti. Gyro má ovšem tu nespornou výhodu, že by působilo daleko větším momentem na družici.
Mým cílem je vyvolat diskuzi ohledně určení polohy antena - zem, bez nutnosti prvotní komunikace s družicí.


martalien - 12/7/2005 - 12:53

quote:
Akcelerometr je samozřejmě pouze možnost. Výhodou je hmotnost, nemechanická povaha.

To je vyhoda.... Ale pokud bychom gyroskopy umistily po dvojicich na protilehle strany druzice a jejich osy rotace protinaly teziste (stred druzice) jejich zapnutim dojde k velmi rychlemu zastaveni rotace druzice. Pokud pak budu jednotlive gyroskopy zapinat a vypinat - bude se dle zakona akce a reakce druzice natacet v libovolnem smeru. Ale ani tento system ani system mereni mag. pole a ani mereni akcelerace neresi problem zda antena miri k Zemi ci od ni. To by slo mozna zjistit merenim napeti na solarnich clancich v momente kdyz bude druzice mezi Zemi a Sluncem. V tomto okamziku by mely davat napeti dva protilehle solarni clanky - Jeden osviceny od Slunce a druhy odrazenym svetlem od Zeme.


Marian Vana - 12/7/2005 - 18:21

U gyroskopů vidím problém kde je vzít, tedy kde vzít takové gyroskopy aby nevážily skoro nic a přitom reagovaly už při zrychleních řádově 0.00001G. Viděl jsem asi 30gramů gyro u leteckých modelářů ale to takhle citlivé určitě není.
U stabilizace družice pomocí cívek jsem myslel mít 3 na sebe kolmé fixní cívky bez jader a k tomu jeden permanentní magnet s namotanou cívkou okolo, taktéž nepohyblivý. Magnet bude na družici umístěn tak že při průletu družice nad severním pólem bude ve střední poloze anténa směřovat k zemskému povrchu, to je zajištěno tím že permanentní magnet má snahu se zorientovat souhlasně se siločárami zemského mag. pole. Případné kyvy nebo "rotaci sem a tam " okolo této dané střední polohy musí měřit obvod HMC1052 a cívky musí kyvy kompenzovat a potlačit. Pokud se podaří kyvy potlačit měl by být nad územím ČR sklon antény k zemskému povrchu v rozmezí přibližně 30° až 50°, to je dáno tím že ČR se nachází na 50° severní šířky a odchylka severního mag. pólu od skutečného pólu je asi 10°. Tento sklon antény by měl umožnit navázání spojení s družicí po odpojení od nosné rakety a stabilizaci kyvů a dát jí informaci že se nachází na severní polokoulí. Po tomto "rozlišení" mezi severní a jižní polokoulí by asi musel být permanentní magnet odmagnetován. Také by šlo uvažovat tento prvotní manévr bez perm. magnetu, jen se 3 cívkami s tím že orientaci antény nad severním pólem směrem k zemskému povrchu by zajišťovala jedna z cívek a zbylé dvě by tlumily kmity resp. rotaci.
Při uvažování zjednodušeného modelu mag. pole Země stačí uvažovat že intenzita pole na rovníku je poloviční ve srovnání s póly. Družice tak může měřit maxima (nad póly) a minima mag. pole (nad rovníkem) a podle toho určovat alespoň přibližně svou momentální zeměpisnou šířku. Podle momentální zeměpisné šířky si bude družice dopočítávat potřebný sklon vůči zemským mag. siločárám a tak zajišťovat alespoň přibližně směrování antény k Zemskému povrchu.
Pokud bychom se nespokojili s přesností stabilizace polohy družice 10°až 20°, šlo by uvažovat složitější model magn. pole Země, třeba ten na který jsem dával už dříve odkaz.
Použití informací ze solárních článků pro určení polohy družice jsem uvažoval spíše jako doplňkové, nebo v případě rychlé rotace družice. Jsou tedy skcelerometry zapotřebí?
Chyby z proudů v družici (nabíjení akumulátorů, napájení výkonových stupňů,..) mi vycházely při výpočtech do 10-6T bez odstínění, v porovnání se zemským polem ve výšce cca 500km nad Zemí 2*10-5 až 6*10-5 T by to mohlo být zanedbatelné. Také by to šlo možná řešit tak že v okamžicích měření zemského pole by byly výkonové stupně bez napájení (?)


Maša - 12/7/2005 - 21:09

Dokáže magnetometr správně pracovat i když je umístěn poblíž magnetu? Stačí jen kalibrace? (Také v motorech jsou magnety.)


martalien - 13/7/2005 - 10:34

quote:

U stabilizace družice pomocí cívek jsem myslel mít 3 na sebe kolmé fixní cívky bez jader a k tomu jeden permanentní


Toto jsem uz tady taky drive navrhoval. Akorat sem pro mereni otacek chtel pouzit ty stejny civky jako pro stabilizaci a nepouzit zadny dalsi magnet. Pri velmy malych otackach uz by se nechal stabilizaci volny prubeh - jedna civka by se nechala trvale aktivni. Je pravda ze pokud by se pouzil permanentni magnet slo by ho v prubehu stabilizace kompenzovat jednou z civek a po skonceni by tento magnet zaridil stabilizaci dle silocar mag. pole bez naroku na energii. Pokud se kouknete na muj drivejsi prispevek taxem navrhoval zjistit rychlost a zpusob rotace a pak zahajit sekvenci stabilizacnich pulsu do civek. Potom by se zase chvil merilo a pak nasledovala dalsi sekvence brzdicich impulsu az do doby kdyby byly otacky nemeritelne. Pomoci civek by se dala taky zmenit orientace druzice.


Wartex - 13/7/2005 - 11:07

Model mag. pole rika, ze celkova intenzita mag. pole Zeme se pohybuje od 24000 do nejakych 60000 nT (http://www.geomag.bgs.ac.uk/images/fig4.pdf)

Doba obehu pro kruhovou drahu 600km je cca 5300 sekund = zhruba 1h30m.
To mame zhruba 23 minut mezi rovnikem a polem, mezi minimem a maximem celkove intenzity. Kolik proudu muzeme obetovat do civek, jake vzniknou sily a momenty, jake uhlove rychlosti v telese vyvolaji a jakou muzeme ocekavat dobu, nez dokazeme vyvolat nejake pootoceni.

Navrhuji kombinaci akcelerometru s vyhodnocenim mag. pole. Stabilizace podobne jako Mimosa, tedy tri na sebe kolme civky, ktere lze merit, napajet, nebo spojit nakratko.

Druzice by prvnich par obehu venovala mereni a analyze signalu z magnetickych cidel a akcelerometru, pak by data analyzovala zahajila aktivni fazi stabilizace, rizenym napajenim civek (pres DA prevodniky, rozliseni staci treba 5-6 bitu). Nasledovala by opet faze vyhodnoceni, uz rychlejsi, a pak teprve aktivace datoveho vysilani.

V prubehu stabilizacni faze by byl aktivni pouze majak se sem tam vyslanym servisnim ramcem.


martalien - 13/7/2005 - 12:20

quote:
Model mag. pole rika, ze celkova intenzita mag. pole Zeme se pohybuje od 24000 do nejakych 60000 nT (http://www.geomag.bgs.ac.uk/images/fig4.pdf)

Kolik proudu muzeme obetovat do civek, jake vzniknou sily a momenty, jake uhlove rychlosti v telese vyvolaji a jakou muzeme ocekavat dobu, nez dokazeme vyvolat nejake pootoceni.




No pokud sem to narychlo spocital tak mi vychazi pri rozmerech civky 10x10cm, 1000 zavitech a proudu civkou 30mA, moment sily dle momentalni sily mag. pole Zeme 6-18*10-6 Nm.


martalien - 13/7/2005 - 12:29

Ta mala sila je duvod proc bych raci videl na druzici aktivnejsi stabilizaci. Mimochodem napadlo me, ze vubec nejsou potreba groskopy. Pokud do druzice umistime napriklad tri male el. motory jejichz osy rotoru budou prochazet tezistem a budou na sebe kolme, tak si muzem jejich zapinanim a vypinanim druzici otocit jak chcem. Vse jen na zaklade akce a reakce. A jinak si myslim ze by nebyl problem male gyroskopy vyrobit. (Prominte me se ta myslenka libi )


Wartex - 13/7/2005 - 13:14

No pokud sem to narychlo spocital tak mi vychazi pri rozmerech civky 10x10cm, 1000 zavitech a proudu civkou 30mA, moment sily dle momentalni sily ag. pole Zeme 6-18*10-6 Nm.
------------------------------
Pocital jste s tim, ze ty civky tim polem proletaji rychlosti asi 8.5km/s ?

Otazka pro znalce mag. obvodu: nezmeni se tvar silocar konstrukci kostky ? Jak bude vypadat pole uvnitr (kolem civek) na zaklade pole venku ?

Mam dojem, ze bude potreba pocitat s korekcemi na konstrukci, tato korekce bude stanovena na zaklade realnych zkousek v nejake komore ... treba na FEL :-)


martalien - 13/7/2005 - 14:14

quote:
Pocital jste s tim, ze ty civky tim polem proletaji rychlosti asi 8.5km/s ?

Otazka pro znalce mag. obvodu: nezmeni se tvar silocar konstrukci kostky ? Jak bude vypadat pole uvnitr (kolem civek) na zaklade pole venku ?




Civky sice poleti velkou rychlosti, ale na mag. indukci ma vliv jen jejich otaceni. Indukce vlivem "dopredneho" pohybu se na civce rusi. Ta by se projevila jen na primem vodici.

Magneticke silocary budou deformovany hlavne diky pritomnosti zeleza v konstrukci el. soucastek a v konstrukci satelitu. Ale silocary jsou myslene cary. Ve skutecnosti na civku bude pusobit mag. pole slozene z mag. pole Zeme a silocar vzniklych zmagnetovanim zeleza v konstrukci. Taktez civka bude silove pusobit zpet na takto vznikly magnet. Vysledkem bude, ze se tyto dva silove ucinky vyrovnaji a zustane jen ciste sila od mag pole zeme, jako by tam zadne zelezo nebylo.


ales - 13/7/2005 - 14:29

K dříve uvedeným úvahám dodám svoje názory.
Obávám se, že gyroskopy nejsou příliš vhodné pro zastavení rotace, ale spíš k udržování a změně polohy. Zastavení rotace by se muselo převést na energii gyroskopů a ty by se tak musely stále točit. Pokud jsou gyroskopy v klidu, pak se roztočí a pak zase zastaví, tak je co do hybnosti všechno stejné, jako na začátku.
K zastavení rotace tedy asi budou třeba jiné principy. Elmg. cívky snad budou použitelné, ale podle informací, které jsem získal z dřívějších CubeSatů si nejsem jist, jestli se některému CubeSatu vůbec podařilo (pomalou) rotaci zastavit. Nebude to jednoduché a když přihlédneme i k tomu, že systém stabilizace může z nejrůznějších příčin selhat, přimlouvám se za to, aby komunikační systém byl primárně navržen jako "všesměrový", tedy aby základní komunikace byla možná i při "rotující" družici.
Jinak samozřejmě výpočty ohledně možnosti stabilizace družice elmg. cívkami potřebujeme, a děkuju každému, kdo v tom pomůže.


martalien - 13/7/2005 - 14:45

quote:
K dříve uvedeným úvahám dodám svoje názory.
Obávám se, že gyroskopy nejsou příliš vhodné pro zastavení rotace, ale spíš k udržování a změně polohy. Zastavení rotace by se muselo převést na energii gyroskopů a ty by se tak musely stále točit.


No prave ze system sesti gyroskopu se nemusi porad tocit. Gyroskopy se rozbihaji a brzdi vzdy po dvojicich. Pokud se roztoci tak samy vlivem gyr. momentu zastavi dalsi rotaci druzice. Pak je mozne je zase po dvojicich zastavit a nataceni druzice se uz deje aktivaci jednotlivych gyroskopu. Pri rozbehu se druzice zacne otacet v protismeru, pri zastaveni gyroskopu se druzice prestane otacet.


Wartex - 13/7/2005 - 16:13

Dopredny pohyb civky:

Myslel jsem to jinak - pohyb dopredu vyvola presun v poli Zeme, tim se zmeni intenzita B a tok civkou, takze by se melo indukovat napeti.

Indukovane napeti od dopredneho pohybu mi vychazi pro civku 10x10cm a 1000 zavitu, B1=24000 nT, B2=60000 nT a deltaT=1300 s (z rovniku na pol) asi na prumerne 30 mikrovoltu, samozrejme kolisave.

Bude to nejakym zpusobem srovnatelne s napetim, indukovanym v takovych civkach otacenim satelitu (rekneme 1 ot/sec) ?


martalien - 13/7/2005 - 16:32

quote:
Dopredny pohyb civky:

Myslel jsem to jinak - pohyb dopredu vyvola presun v poli Zeme, tim se zmeni intenzita B a tok civkou, takze by se melo indukovat napeti.

Indukovane napeti od dopredneho pohybu mi vychazi pro civku 10x10cm a 1000 zavitu, B1=24000 nT, B2=60000 nT a deltaT=1300 s (z rovniku na pol) asi na prumerne 30 mikrovoltu, samozrejme kolisave.

Bude to nejakym zpusobem srovnatelne s napetim, indukovanym v takovych civkach otacenim satelitu (rekneme 1 ot/sec) ?



Jo to sem si neuvedomil. Ale je to v podstate napeti zanedbatelne v porovnani s napetim pro stabilizaci. Neco jineho je ovsem merit toto napeti pro zjisteni zemepisne polohy. Pro toto napeti bude ovsem platit, ze jeho velikost ovlivni pritomnost zeleza na palube. Dojde k zesileni mag pole. a tim i k vetsi diferenci. Tady uz zalezi na konstrukci. Pokud budou magneticke jen nektere elektronicke soucastky muze dle meho odhadu dojid dokonce k zeslabeni teto indukce. Pokud vsak by byla uvnitr civky cela magneticky "vodiva" kostka o rozmerech vyplnujicich civku, lze ocekavat zesileni indukce nekde mezi 50-150x. Tento odhad vychazi ze skusenosti, ne z vypoctu.


Marian Vana - 13/7/2005 - 21:39

O Martalianově návrhu na tlumení kmitů družice pomocí cívek (ze dne 28.11.) vím. Den předtím jsme se na setkání v Praze v zásadě dohodli na tomtéž.
Co se týče tvaru siločar uvnitř kostky domnívám se že se nezmění prakticky vůbec. Tedy v případě že budou použity jen 3 cívky bez jader. Na kostce jsou zatím použity některé šrouby a matky z nerez oceli, ta je magnetická poměrně málo a tenhle spojovací materiál se stejně časem vymění za dural. Jinak nevím o ničem magnetickém na kostce zatím použitém. Nejlépe to bude ověřit ještě měřením. Co se týče mikromotorků plánovaných pro použití se solární plachtou rovněž tak se domnívám že pole ve vzdálenosti několika málo cm od nich bude mnohonásobně menší než zemské mag. pole. Ale obvod HMC1052 je stejně možné kalibrovat (a počítám s tím) před každýn měřením, třeba 100x za sec.
Co se týče komunikačního systému, konkrétně antén, tak ty jsou v zásadě navrženy jako částečně všesměrové. Anténa na pásmo 440MHz by měla fungovat ať anténa míří k Zemi nebo od Země s poměrně širokým lalokem (asi 90°), anténa na 2.4GHz má obdobné vlastnosti ale bude fungovat pochopitelně jen při naklonění směrem k Zemi (vzhledem k malým rozměrům a možnosti zastínění tělesem kostky). Takže je poměrně slušná šance pro navázání spojení i když bude anténa (kostka) nějak nevýhodně natočena nebo rotovat. Snad mě doplní Pavel Mochura jestli se v tomhle mýlím.
Před pár měsící jsem nahrubo také počítal potřebné parametry cívek pro stabilizaci. Předpokládal jsem 3 cívky každou o průměru 6cm, každou tvořenou hliníkovou folii (kvůli hmotnosti) s izolací z jedné strany folie. Při 1000závitech na cívce mi vycházely rozměry folie 25mikronů krát 3mm krát délka 188metrů. To umožňuje při maximální výkonové ztrátě 0.14Watt na 1 cívce a při napájení 3 Volty pouštět do cívky až 45mA. Hmotnost 1 cívky je asi 40gramů. Předpokládám-li že střed každé cívky souhlasí se středem kostky který je zároveň těžištěm, vychází mi maximální moment síly na 1 cívku v poli 6*10-5T : T=NIABsinW = 7.6*10-6Nm, v poli 2.5*10-5T moment 3.2*10-6Nm. N je počet závitů, I je proud skrze folii, A je plocha cívky, B je intenzita zemského mag. pole, W úhel osy cívky k siločáře zemského mag. pole, předpokládám sinW=1. Odtud síla F zemského mag. pole na 1 cívku vychází F=T/2L, L je střední délka ramene síly. Pro L=2cm mi vychází zrychlování/zpomalování rotace družice v rozmezí přibližně 0.8 až 1.9*10-4m/s2.
Při takovýchto silách družice potřebuje: k uvedení z klidového stavu do provedení jedné otáčky čas v rozmezí 57 až 88sec.
K uvedení z rotace 1x za sekundu do klidového stavu čas v rozmezí asi 27 až 65minut. To mi připadá vcelku příznivé i když se jedná jen o orientační výpočty a skutečné časy se mohou lišit až 2x, možná3x.

Pro začátek bychom chtěli zkusit experiment se zavěšením kostky vertikálně na nit v přesném středu "vrchní" stěny a roztočit ji. Pak ji zkoušet zastavit pomocí měření horizontálních složek zemského mag. pole a pouštěním proudu do 2 cívek na sebe kolmých(jejich osy rovnoběžné s horizontálou). Kostka by se měla nakonec zastavit a zorientovat v požadovaném směru. Hardwarové zapojení jsem dal na www.projekt.kosmo


Marian Vana - 13/7/2005 - 21:46

Jinak pokud by hliníkové cívky byly vyrobeny jak tady navrhuji, tedy z AL folie, bude docela piplačka je vyrobit. Nastříhat 3mm široký pásek z 10cm široké cívky není tak úplná legrace, třeba by někdo mohl pomoci s výrobou.


martalien - 14/7/2005 - 08:51

quote:
Jinak pokud by hliníkové cívky byly vyrobeny jak tady navrhuji, tedy z AL folie, bude docela piplačka je vyrobit. Nastříhat 3mm široký pásek z 10cm široké cívky není tak úplná legrace, třeba by někdo mohl pomoci s výrobou.


Jak se budou tyto pasky AL folie spojovat aby vydrzely i v mrazu?
Neni lepsi i za cenu zviseni hmotnosti pouzit medeny vodic?

Dival jsem se na schema ovladani civek a u civek chybi ochranny proti prepeti - treba diody ci transily.


martalien - 14/7/2005 - 09:39

quote:
quote:
Jinak pokud by hliníkové cívky byly vyrobeny jak tady navrhuji, tedy z AL folie, bude docela piplačka je vyrobit. Nastříhat 3mm široký pásek z 10cm široké cívky není tak úplná legrace, třeba by někdo mohl pomoci s výrobou.


Jak se budou tyto pasky AL folie spojovat aby vydrzely i v mrazu?
Neni lepsi i za cenu zviseni hmotnosti pouzit medeny vodic?

Dival jsem se na schema ovladani civek a u civek chybi ochranny proti prepeti - treba diody ci transily.


Ja to asi spatne pochopil - to je nejaka AL civka v kuse jen je ji treba z 10cm zuzit na 3mm? To bych treba mohl skusit....


Marian Vana - 14/7/2005 - 12:41

Máme k dispozici cívku samolepicí AL folie o tloušŤce asi 25mikronů (podklad papír asi 10-20mikronů) a šířce 10cm. Délka folie na cívce je asi 100m. Spoje jsem předpokládal 2 na koncích, případně jeden uprostřed cívky. Spoje asi mechanické (šrouby, popř.nýty). Optimální by bylo z dané 10cm cívky vyrobit několik 2-3mm cívek. Cívky například vinout ve vrstvených šroubovicích a jednotlivé vrstvy vypokládat izolací třeba z Kaptonu - mám též k dispozici samolepicí folii asi 20mikrometrů. Možná snakonec bude lepší použít CU drát, ale parametry budou asi 1.5x až 2x horší. Když budete mít nějaký nápad jak cívky udělat dejte mi vědět, materiál co mám mohu poslat.
Také díky za připomenutí ochran u cívek.


martalien - 14/7/2005 - 13:04

quote:
Máme k dispozici cívku samolepicí AL folie o tloušŤce asi 25mikronů (podklad papír asi 10-20mikronů) Když budete mít nějaký nápad jak cívky udělat dejte mi vědět, materiál co mám mohu poslat.
Také díky za připomenutí ochran u cívek.

No mam dva napady. Co udelat vedeni - jakesi koryto kterym by se proahovala paska na kterou by zvrchu dosedaly noze. Tahnutim by se paska rezala na prouzky dle poctu nozu a ty by se postupne namotavaly na civky (vse rucne).
Co udelat sirsi civku ale jen 200zavitu a pouzit spinany zdroj pro vynasobeni proudu, nebo pouzit samotnou civku jako tlumivku tohoto zdroje - to ale bude asi moc rusit. Testovaci zdroj kdyztak dodam.


Turjanica - 14/7/2005 - 15:22

Takže v podstatě nemusíme natočení družice vůči zemi nijak zásadně řešit. postačí skutečně orientace podle magn. pole země. V nejhorším můžeme očekávat zmenšení okna pro komunikaci.

Družice se bude pohybovat po eliptické dráze. Při přibližování k zemi bude zrychlovat, a při oddalování zpomalovat. Lze očekávat, že akcelerometr by naměřil tuhle změnu zrychlení? Přiznám se že nemám představu o velikosti změny rychlosti družice. Pak by šlo možná orientovat družici i pomocí detekce tohoto zrychlení.
Promiňte, že sem ten tříosý akcelerometr pořád cpu, ale když mě se ten brouk strašně líbí


Marian Vana - 14/7/2005 - 19:08

[quote
No mam dva napady. Co udelat vedeni - jakesi koryto kterym by se proahovala paska na kterou by zvrchu dosedaly noze. Tahnutim by se paska rezala na prouzky dle poctu nozu a ty by se postupne namotavaly na civky (vse rucne).



Tenhle nápad se mně osobně líbí více. jste schopen to vyrobit?


Marian Vana - 14/7/2005 - 19:12

quote:
Takže v podstatě nemusíme natočení družice vůči zemi nijak zásadně řešit. postačí skutečně orientace podle magn. pole země. V nejhorším můžeme očekávat zmenšení okna pro komunikaci.

Družice se bude pohybovat po eliptické dráze. Při přibližování k zemi bude zrychlovat, a při oddalování zpomalovat. Lze očekávat, že akcelerometr by naměřil tuhle změnu zrychlení? Přiznám se že nemám představu o velikosti změny rychlosti družice. Pak by šlo možná orientovat družici i pomocí detekce tohoto zrychlení.
Promiňte, že sem ten tříosý akcelerometr pořád cpu, ale když mě se ten brouk strašně líbí

Navrhuji udělejme a odlaďme nejprve stabilizaci pomocí mag. pole (cívek) a když zbyde čas a chuť můžeme přidat i akcelerometry. Možná jsem natvrdlý, ale jak by se v případě akcelerometrů určoval směr rotace družice? Odstředivé zrychlení působí přeci stejným směrem ať se družice otáčí nalevo či napravo.


martalien - 14/7/2005 - 20:43

quote:
[quote
No mam dva napady. Co udelat vedeni - jakesi koryto kterym by se proahovala paska na kterou by zvrchu dosedaly noze. Tahnutim by se paska rezala na prouzky dle poctu nozu a ty by se postupne namotavaly na civky (vse rucne).

Tenhle nápad se mně osobně líbí více. jste schopen to vyrobit?


Teoreticky ano. Mam spis casove problemy. Zena ceka druhe dite, termin je blizko a ona neni uplne OK. Zkusim tedy v prvni fazi dat na papir presny plan a pak zjistit co muzu udelat. Plan bych zverejnil v projektu. V nejhorsim pripade bych udelal treba jen cast a nekdo jiny zbytek a pak by se to jen sesadilo.


Turjanica - 15/7/2005 - 14:58

Je pravda, že akcelerometrem nezjistíme směr otáčení, ale zjistíme že se vůbec otáčí a jak rychle kolem které osy. Brzdění pohybu bude probíhat pomocí cívek v magnetickém poli země. Teď mě tak napadá, mám cívky tři navzájem kolmé, a směr siločar pouze jeden. teoreticky, když se nám podaří nasměrovat družici jednou cívkou tak, aby siločáry procházely skrze ni kolmo, jak zastavíme rotaci v ose této cívky? proudem do ostatních si moc nepomůžeme, protože jejich plocha skrz kterou prochází magnetické pole bude nulová. Neobepínají žádný magnetický tok magn. pole země. Ale možná mi něco ušlo


martalien - 15/7/2005 - 15:19

quote:
když se nám podaří nasměrovat družici jednou cívkou tak, aby siločáry procházely skrze ni kolmo, jak zastavíme rotaci v ose této cívky? proudem do ostatních si moc nepomůžeme, protože jejich plocha skrz kterou prochází magnetické pole bude nulová. Neobepínají žádný magnetický tok magn. pole země. Ale možná mi něco ušlo


Praveze je to presne naopak - v momente kdyz mag. pole Zeme je kolme na plochu civky je jeji silove pusobeni nulove. Tedy kdyz nam zbyde rotace dle osy kolme na stred plochy civky (tedy ve smeru silocar), staci tuto civku vypnout a zapnout civku na ni kolmou. Osa rotace se stoci tak ze bude opet kolma na silocary. Ted me napada ze pokud nebude pouzit (ale i kdyz bude pouzit) nejaky system aktivni kompenzace, bude druzice neustale mirne kmitat kolem rovnovazne polohy. (gyroskopy by to neudelaly )


Turjanica - 15/7/2005 - 15:51

A ano mate pravdu pane kolego. Měl bych si zopakovat teorii elektromagnetického pole


ales - 15/7/2005 - 17:55

Padají tu zajímavé návrhy, ale já pořád doufám, že k zastavení rotace a ke stabilizaci vystačíme jen s cívkami. Nebude to nijak jednoduché, protože družice prolétává mg. polem Země v různých směrech (takže pokaždé budeme muset budit cívky jinak) a taky "síly řízení" jsou velmi malé (takže nezjistíme hned, jestli vůbec působíme správným směrem). Přesto mi to připadá nejpřijatelnější, protože jiné možnosti mají podle mne dost "much".

martalien> Gyroskopy se rozbihaji a brzdi vzdy po dvojicich. Pokud se roztoci tak samy vlivem gyr. momentu zastavi dalsi rotaci druzice.
- Obávám se, že takhle gyroskopický moment nefunguje. Po symetrickém roztočení gyroskopů bude celé těleso rotovat jinak, ale rotace se nezastaví, a po zastavení gyroskopů bude rotační energie stejná, jako před jejich roztočením. Kam by se ztratila? Nebo mi něco uniká?
- Jednou z vlastností gyroskopů je, že se dříve nebo později saturují a je třeba je "resetovat" tím, že se "opřou" o jiný systém stabilizace (např. na ISS jsou to raketové motorky). I kdybychom tedy na družici měli gyroskopy, stejně bychom tam asi museli mít ještě alespoň jeden stabilizační systém na jiném principu.
- Vyrobit nebo sehnat gyroskopy mi připadá obtížnější, než vyrobit (nebo sehnat) cívky :)

Stabilizace je teoreticky možná i permanentním magnetem a nějakým "tlumičem kmitů". Ovšem to má podle mne tu nevýhodu, o které tu mluvil taky martalien.
martalien> pokud nebude pouzit (ale i kdyz bude pouzit) nejaky system aktivni kompenzace, bude druzice neustale mirne kmitat kolem rovnovazne polohy
- Takhle by to, podle mne, bylo v případě permanentního magnetu, nebo při trvale zapnuté cívce. Pokud ale rotaci družice někde na dráze cívkami zastavíme a pak cívky vypneme (rozpojíme), tak by ke kmitání nemělo docházet (vlivem průletu různými směry siločar zemského mg. pole)

Ještě k akcelerometrům. Mohli bychom jimi asi změřit intenzitu rotace v různých osách, ale směr už ne. Ani polohu na dráze jimi nelze změřit, protože "zrychlování" před perigeem se na družici nijak neprojeví (pořád je tam stav beztíže, asi jako při volném pádu).

Věřím dokonce, že stejnými cívkami, kterými bychom chtěli družici stabilizovat, bychom snad mohli i měřit mg. pole Země ve všech osách (dříve zmiňovanou indukcí) a cívky by tedy plnily dvě funkce naráz.

Jde hlavně o to, jestli rozumně lehké cívky (do 50 gramů?) s rozumnou spotřebou (do 200 mW?) dokážou opravdu kilogramovou kostku ustabilizovat. Doufám, že Archimedes, nebo někdo jíný, to nějak spočítá a určí. Na mne je to moc složité.


Marian Vana - 15/7/2005 - 22:09

Pro Martaliena:

quote:

Teoreticky ano. Mam spis casove problemy. Zena ceka druhe dite, termin je blizko a ona neni uplne OK.


To chápu a přeji ať se Vám to narodí bez komplikací.


Wartex - 15/7/2005 - 22:22

martalien:
prosli jsme necim podobnym, drzim palce, at je vse v poradku!


Wartex - 15/7/2005 - 22:34

quote:

Jde hlavně o to, jestli rozumně lehké cívky (do 50 gramů?) s rozumnou spotřebou (do 200 mW?) dokážou opravdu kilogramovou kostku ustabilizovat. Doufám, že Archimedes, nebo někdo jíný, to nějak spočítá a určí. Na mne je to moc složité.


Mimosa tento zpusob pouzivala, tak bychom to meli zvladnout take :-)
Libi se mi moznost kombinovat aktivni rezim, kdy do civek cpu proud, s rezimem mereni a konecne s finalnim rezimem po zastaveni, kdy jsou civky spojene nakratko a stabilizuji bez spotreby "samocinne".

Otazky jsou:
- dokazeme vse dostatecne presne spocitat ? Nezapomeneme na nektery z vlivu nebo faktoru ? Viz. napr. indukovane napeti na nestejne dlouhych privodech k cidlum, zkreslujici mereni. Tohle zkresleni tezko na Zemi presne nasimulujeme.

- model mag. pole Zeme mam implementovany. Predpokladam, ze teziste celeho satelitu bude v geometrickem stredu kostky. Potreboval bych pro dalsi postup vypocty a vzorce, jak z okamzite hodnoty vektoru mag. indukce a normalovych vektoru civek spocitat sily, momenty a zmeny pohybu.

- vsechna odvozeni a vzorce bych rad nechal projit oponenturou nektereho z kontaktu, ktere ma Ales k dispozici.


martalien - 16/7/2005 - 00:34

quote:
martalien> Gyroskopy se rozbihaji a brzdi vzdy po dvojicich. Pokud se roztoci tak samy vlivem gyr. momentu zastavi dalsi rotaci druzice.
- Obávám se, že takhle gyroskopický moment nefunguje. Po symetrickém roztočení gyroskopů bude celé těleso rotovat jinak, ale rotace se nezastaví, a po zastavení gyroskopů bude rotační energie stejná, jako před jejich roztočením. Kam by se ztratila? Nebo mi něco uniká?


Je uplne jedno jestli je v systemu jeden, nebo dva gyroskopy proti sobe - na gyroskopicky moment to nema vliv. ma to vliv jen na to ze se stator gyroskopu, vcetne druzice, nezacne tocit opacne nez "setrvacnik" ktery roztaci. Uz loni sem delal nejake pokusy a byl sem dost prekvapeny jak to funguje a jak je to zatracene citlvy na sebemensi pohyb soustavy. To je ale vedlejsi.
Sem pro to pokracovat ve vyvoji stabilizace pomoci mag. pole a ostatni napady nechat na pozdeji v supliku. Uz mam konkretnejsi (temer konkretni) predstavu o tom rezacim stroji na pasku a materialech ze kterych by mel byt vyroben. Mam jen dotaz. Jaka je presna sirka pasky? A co udelat civku s mensim poctem zavitu ale na vetsi proud? Premyslel sem o tom a myslim ze je realne udelat spinany zdroj s vystupem 0.8V 160-180mA. Civka by pak mela 200-250 zavitu ale vetsi sirky coz by se lip delalo.


Marian Vana - 16/7/2005 - 17:53

Přesná šířka pásky je 75.0 mm, těch 100mm které jsem uváděl dříve byla asi jiná páska nebo jsem se zmýlil. Samotná cívka je ovšem nepatrně širší, až 75.6mm.
Pokud bude spínaný zdroj dostatečně lehký a hlavně dokonale bezporuchový, proč ne. Předpokládáte asi jen jeden zdroj s možností přepínání proudu do jednotlivých cívek dle potřeby?


martalien - 17/7/2005 - 12:03

quote:
Přesná šířka pásky je 75.0 mm, těch 100mm které jsem uváděl dříve byla asi jiná páska nebo jsem se zmýlil. Samotná cívka je ovšem nepatrně širší, až 75.6mm.
Pokud bude spínaný zdroj dostatečně lehký a hlavně dokonale bezporuchový, proč ne. Předpokládáte asi jen jeden zdroj s možností přepínání proudu do jednotlivých cívek dle potřeby?



ad1) Jeste se zamyslim nad vedenim pasky. Paska nesmi uhybat a nesmi drhnout. Planek by mel byt do stredy v projektu, vcetne popisu. Pak se da pripominkovat. Stavbu se promyslel tak aby byla pevna a dala se postavit z dostupnych materialu behem nekolika hodin. To vite malo casu.....

ad2) Pro pokusy bych zdroj osadil vetsinou z klasickych soucastek na skusebni desku. Mam tento typ zdroje overeny v mnohaset kusove serii na svareckach, kde napaji procesor. V provedeni SMD beha spolehlive pres ctyri roky. Trochu bych ho upravil. Hmotnost zdroje v jednodusim provedeni ale z vyssi ucinnosti(ma plovouci minus a nesmel by se zemnit na vystupu) je do 20g (dle pouzite tlumivky). Rozsah pracovniho napeti je v lehke verzi 2.5-15V ( u puvodniho zdroje byla 8-35V). Max. proud je 350-500mA - opet dle tlumivky. Ucinnost pri vyssim odberu kolem 90%-98%. Ale mozna ma nekdo lepsi zdroj......


Marian Vana - 17/7/2005 - 15:29

Parametry Vašeho zdroje se jeví více než dostačující, účinnost 98% se mi až nechce věřit, max. proud bych volil raději 500mA i když v praxi poteče tak 3x méně. Chcete 1 cívku poslat?


martalien - 17/7/2005 - 21:04

quote:
Parametry Vašeho zdroje se jeví více než dostačující, účinnost 98% se mi až nechce věřit, max. proud bych volil raději 500mA i když v praxi poteče tak 3x méně. Chcete 1 cívku poslat?


Tlumivka neni potrba. Tedy na pokusny zdroj. Mam tu tlumivek spoustu. Pro pripadny "ostry vzorek" by sme se pak na tlumivce domluvili aby byla vaha zdroje co nejnizsi (zdroj ma rad tlumivky 150 - 500uH). 98% se asi u zdroje na tak nizke napeti nedosahne, ale je docela pravdepodobne ze pri 160mA bude realna ucinnost 89-92%.


Marian Vana - 17/7/2005 - 21:21

Mám na mysli cívku s hliníkovou folií o šířce 75mm pro výrobu stabilizačních cívek, nikoliv tlumivku.


martalien - 18/7/2005 - 00:22

quote:
Mám na mysli cívku s hliníkovou folií o šířce 75mm pro výrobu stabilizačních cívek, nikoliv tlumivku.

A pardon. Jeste ne. Napred dam ten navrh pripravku na rezani do projektu. Potom se domluvime co dal.


Turjanica - 18/7/2005 - 06:58

Co pokovit LP desku a pak ji o nějaký ten mikron zbrousit? LP je sice veliká, ale měli by jsme fantasticky dlouhou cívku
Principielně by to snad šlo.

Ješ tě (naposledy) k akcelerometru. S HMC mám dojem směr otáčení také nezjistím. zjistím pouze orientaci k ose sever-jih. Ale jestli se k ní blížím zleva či z prava už ne. Při pohybu k ose sever-jih mi z HMC bude narůstat signál ať se blížím z jakéhokoliv směru. Ale stejně si myslím, že informace o směru otáčení není až tak podstatná. Důležitá je právě tato orientace sever - jih. Ale možná že mi opět něco nedochází.

xxxxxxxxxxxxxx
Ještě k akcelerometrům. Mohli bychom jimi asi změřit intenzitu rotace v různých osách, ale směr už ne. Ani polohu na dráze jimi nelze změřit, protože "zrychlování" před perigeem se na družici nijak neprojeví (pořád je tam stav beztíže, asi jako při volném pádu).
xxxxxxxxxxxxx


No, myslím, že akcelerometr by při volném pádu naměřil jedno g. Hmotnost má, zrychluje, tak proč by neměřil? To samé platí pro družici. Hmotnost má, a taky zrychluje.


Turjanica - 18/7/2005 - 07:01

Ještě bych to měl doplnit; když se budu blížit k ose jih - sever tak bude samozřejmě signál opačný. Což je informace, kterou z akcelerometru skutečně nyvydyndam.


Honza Mocek - 18/7/2005 - 08:00

To že družice obíhá po eliptické dráze akcelerometr na palubě opravdu nenaměří. Stjeně jako kosmonauti, i měřicí hmota akcelerometru podléhá stejným silám jako zbytek družice a je vůči ní ve stavu relativní bez-tíže (slovensky "v bezvahovom stave", anglicky "weightless").
Respektive napadá mě několik řešení jak to udělat, ale jsou dost krkolomná:

1)
Pro dostatečně velkou nebo dlouhou družici dát (mikro)akcelerometr mimo hmotný střed a měřit slapové zrychlení. Ovšem právě slapy by takovouhle družici mohly stabilizovat jaksi pasivně a na určení dráhy stačí síť nadšených pozorovatelů s binary 10x80 spojených internetem.

2)
Měřit aerodynamické zpomalení na nižších drahách. Ovšem chování atmosféry, zejména horních vrstave je proměnlivé a dost málo probádané, takže se to přinejlepším špatně kalibruje.

Takže teoreticky by to šlo, ale prakticky se jeví mnohem jednodušší to dělat jakkoli jinak.


Wartex - 18/7/2005 - 08:57

Nad urcenim drahy dost premyslim. Myslim, ze v zasade pujde odvodit polohu druzice z mereni mag. pole, ale je tam jeste stale hodne nejistot, proto se snazim zjistit o co vsechno se lze jeste oprit.

Jak vlastne vypada vlastni vypusteni satelitu ? Jsou presne parametry trajektorie urceny predem ? Nebo ex-post ? Napriklad je dohodnuta sun-synchronni (kruhova) draha ve vysce X, se sklonem Y, smer obehu Z. Co jeste budeme vedet predem a na co se da (a jak moc) spolehnout ? Okamzik uvedeni na drahu ? Souradnice, odkud zacina teleso obihat (cili prvni bod, do ktereho se stale vraci) ?

Jak se da, pokud je teleso jiz na orbite, zjistit nezavisle ze Zeme jeho poloha a draha ? Jaka je tolerance parametru drahy pri vypusteni ?


Marian Vana - 18/7/2005 - 17:22

Parametry trajektorie satelitů Cubesat jsou plánovány samozřejmě předem. Např. pro plánovaný start na letošní podzim jsou plánované parametry dráhy:

Fall 2005 Orbit Parameters

Inclination: 98 degrees

Altitude: 510

SunSync

LTAN: 11:25-11:35

Skutečné parametry se samozřejmě mohou od plánovaných lišit. Bližší informace lze zjistit u organizace CalPoly. V zásadě se i pro budoucí starty Cubesatů počítá se sluncesynchronní přibližně polární drahou.
Jinak si myslím že nebude nutné zjišťovat pomocí měření zemského magnetického nějaké přesné parametry dráhy Cubesatu a bylo by to i velmi obtížné. V zásadě postačí pomocí magnetometrů měřit průchody družice magnetickým rovníkem(minima) a póly(maxima) a na základě měření času zjišťovat přibližně (+-10°) zeměpisnou šířku družice a odtud potřebný sklon družice k siločarám. Pro směrování antény to postačí. Snad může být i užitečné zjišťóvat zeměpisnou délku podle hodnot mag. pole změřených nad magnetickým rovníkem, zde by opět mohla postačovat přesnost určení polohy 5-10°.
Údaje o přesné poloze družice po startu bychom měly mít zpočátku k dispozici od organizace CalPoly nebo od organizace zajišťující start. Později, při fungujícím pohonu, by mohly stačit údaje podle sklonu příjmové antény na Zemi pro docílení optimálního příjmu.
Také amatérští pozorovatelé oblohy by mohli být nápomocni jak zde bylo zmíněno, jasnost kostky mi vychází ale +10 až +11mag. ve výšce 500-1000km což je dost slabý objekt na pozorování pomocí binary 10*80, nebo se mýlím?



Marian Vana - 18/7/2005 - 17:25

No pravda je že s rozvinutým tetherem nebo plachtou lze očekávat jasnost asi o 2magnitudy vyšší.


Marian Vana - 18/7/2005 - 20:27

Pardon, u sluneční plachty nejméně o 5-6mag. vyšší, u tetheru taktéž pokud bude zaměrně rozšířen vodič kvůli svítivosti.


martalien - 20/7/2005 - 09:21

quote:
Napred dam ten navrh pripravku na rezani do projektu. Potom se domluvime co dal.

Par dni se to zdrzi. Bourka, ktera tu predevcirem byla, mi trochu provetrala pocitac..... Uz jede ale mam dva dny spozdeni ze vsim....


martalien - 24/7/2005 - 13:55

Taxem dal do projektu navrh na rezac pasky. Mozna budou pripominky a navrhy na vylepseni. Pokud se podari dospet k rozhodnuti, ze se to muze skusit klidne se muze toto ci podobne zarizeni postavit. Na tom se domluvime pozdeji.


Marian Vana - 25/7/2005 - 22:53

V zásadě by to mělo fungovat, alespoň mi to tak připadá. Ovšem až se to postaví, určitě se objeví mouchy. Nedokážu posoudit kolik času bude potřeba na vychytání much, ale jste-li schopný a trpělivý konstruktér, s chutí do toho.


martalien - 30/7/2005 - 18:45

quote:
V zásadě by to mělo fungovat, alespoň mi to tak připadá. Ovšem až se to postaví, určitě se objeví mouchy. Nedokážu posoudit kolik času bude potřeba na vychytání much, ale jste-li schopný a trpělivý konstruktér, s chutí do toho.

OK pustim se do toho. Jen vyrobni termin je tak 1-2mesice. Mam celkem plno...


Mochura - 1/8/2005 - 14:50

quote:
Nad urcenim drahy dost premyslim. Myslim, ze v zasade pujde odvodit polohu druzice z mereni mag. pole, ale je tam jeste stale hodne nejistot, proto se snazim zjistit o co vsechno se lze jeste oprit.

Pokud jde o určení polohy družice, jsou na netu ke stažení kepleriány aktuálně letících družic, našel jsem i několik cubesatů. Vhodný program, do nějž se pak tyto zadají, umí k dané družici vypočítat, alespoň z mého pohledu, všechny myslitelné aktuální údaje, včetně průletových oken k zadanému místu na zemi. Navíc přímo přes port řídí rotátory pro směrování antén.


Vena - 2/8/2005 - 15:41

Nebyl jsem tu nějakou dobu, takže si dovolím se vyjádřit až ex-post:

a) akcelerometr. Většina akcelerometrů,které jsou prodávány, jsou v podstatě piezotenzometry. Proto Vám při volném pádu nenaměří nic, tj. žádné zrychlení. Nedá se tedy jimi ani určovat zrychlení či zpomalení na eliptické dráze. Jsou maximálně použitelné pro měření rychlé rotace v ot/s.

b) navrhovaný systém s cívkami, kde chvíli měřím a chvíli reguluji ... jsem proti, spojovat tuto funkci do jedné civky. Na Mimoze došlo právě k poruše přepínacího členu, Proto doporučuji dodělat tam ještě jednu měřící cívku (resp. pár zavitů navíc). Významně se tím sníží riziko poruchy stabilizace družice.
Jinak na nCube používali meděný vodič jako cívku:
http://128.39.102.180/documents/masterthesis/svartveit03.pdf

c) určení polohy z kepleriánů ... ano, to je možné, ale nevím, jak rychle zařadí NORAD těleso do výpisu a jak by se s ním dalo předběžně dohodnout na zasílání údajů přímo nám. Dále je problém (ne velký), že bude najednou vypuštěno několik satelitů, takže který z nich je ten náš?

d) A pak poloha ještě sama o sobě neurčí orientaci (natočení satelitu). Myslím, že to jsem chtěli řešit telemetrií napětí solárních článků v majáku. Resp. jsme se kdysi bavili o zasílání napětí článků pro rotace řádově desítky sekund a výše a napětí na akcelerometrech umístěních v rozích soustavy pro rotaci v řádech 0.1 Hz a výš. Koncepce radiomajáku je opuštěná?

e) dále mám otázku. Jak moc můžeme definovat dráhu našeho CubeSatu? Pokud bude létat přes póly, máme problém, ale pokud by létal s malým sklonem, stačí pro stabilizaci "kousek" supravodivého materiálu. Alespoň takhle chtějí stabilizovat jednu družici ...
Dále proč se upustilo od gravitační stabilizace družice? (tj. vysunutím nějaké části družice ven z těla?) Nejlépe, ať je to rovnou anténa?

e1) našel jsem text, kde se píše, že úhlová rychlost objektů po vypuštění z PPOD je pod 20st/s, tj. max. cca. 4 ot/min !!
link na zdroj: http://cubesat.calpoly.edu/_new/dnepr2004/ppod_icd_excerpt.pdf str.63

f) s určením polohy a kepleriánů by mohlo pomoci, pokud by družice vysílala na amatérském pásmu, neb tak bychom měli spousty "sledovacích" stanic po celém světě a dráha by se dala vyprecizovat během pár obletů.

Ještě zajímavý odkaz s tímto nepřímo souvisejících:
O tethru na mikrosatu http://www.tethers.com/microPET.html


Marian Vana - 2/8/2005 - 21:47

quote:
určení polohy z kepleriánů ... ano, to je možné, ale nevím, jak rychle zařadí NORAD těleso do výpisu a jak by se s ním dalo předběžně dohodnout na zasílání údajů přímo nám. Dále je problém (ne velký), že bude najednou vypuštěno několik satelitů, takže který z nich je ten náš?

... do vysunutí pohonu bude dráha našeho satelitu shodná s ostaními současně vypuštěnými družicemi. Po vysunutí pohonu, když jej "uděláme dostatečně velký a jasný" tedy o celkové ploše asi 1m2 nebo větší, může být jasnost našeho Cubesatu na mezi viditelnosti pouhým okem nebo lepší, čili je to rutinná záležitost určit dráhu pro amatéry astronomy, jak na tomto fóru již bylo zmiňováno před pár týdny.


(quote) d) A pak poloha ještě sama o sobě neurčí orientaci (natočení satelitu). Myslím, že to jsem chtěli řešit telemetrií napětí solárních článků v majáku. Resp. jsme se kdysi bavili o zasílání napětí článků pro rotace řádově desítky sekund a výše a napětí na akcelerometrech umístěních v rozích soustavy pro rotaci v řádech 0.1 Hz a výš. Koncepce radiomajáku je opuštěná?

... s radiomajákem(ky) se samozřejmě počítá


(quote) e) dále mám otázku. Jak moc můžeme definovat dráhu našeho CubeSatu? Pokud bude létat přes póly, máme problém, ale pokud by létal s malým sklonem, stačí pro stabilizaci "kousek" supravodivého materiálu. Alespoň takhle chtějí stabilizovat jednu družici ...
Dále proč se upustilo od gravitační stabilizace družice? (tj. vysunutím nějaké části družice ven z těla?) Nejlépe, ať je to rovnou anténa?

... se supravodičem se sice počítá, ale otázka je zda se jej podaří uchladit na takovou teplotu aby byl opravdu supravodivý. Počítám totiž s pasivním chlazením pouze radiací a stíněním.
Gravitační stabilizace ... anténa sama o sobě nemá žádné tlumení, viz rozbor v souboru dampers.doc na projektu. Proto se od toho upustilo. Stejně tak když vysuneme cokoliv jiného bude problém s tlumením. Nikoliv však v případě cívek které mají výborné tlumicí účinky vlivem indukovaných proudů. I tether s procházejícím proudem by měl do určité míry tlumit kyvy popř. rotaci (při jeho vhodném tvaru). Jinak po vysunutí tetheru se počítá s jeho stabilizací i s pomocí gravit. gradientu


(quote)e1) našel jsem text, kde se píše, že úhlová rychlost objektů po vypuštění z PPOD je pod 20st/s, tj. max. cca. 4 ot/min !!
link na zdroj: http://cubesat.calpoly.edu/_new/dnepr2004/ppod_icd_excerpt.pdf str.63

... výborně, to se zásadně neliší od námi odhadovaných max. 6-10sec. na jednu otočku


(quote) f) s určením polohy a kepleriánů by mohlo pomoci, pokud by družice vysílala na amatérském pásmu, neb tak bychom měli spousty "sledovacích" stanic po celém světě a dráha by se dala vyprecizovat během pár obletů.

... s amatérským pásmem počítáme, Pavel Mochura připravuje přihlášku


(quote)Ještě zajímavý odkaz s tímto nepřímo souvisejících:
O tethru na mikrosatu http://www.tethers.com/microPET.html



... tento typ tetheru se hodí spíše pro rovníkovou dráhu, pro polární dráhu by příliš účinný nebyl vzhledem k jeho vertikální stabilizaci. Dále je navržen (jestli se nepletu) pro družice o hmotnosti nad 100kg. Dále má pasivní kontaktory, čili může fungovat do maximálně asi 1000km výšky.


Vena - 4/8/2005 - 13:48

Ahoj Mariane, Aleši a další,

děkuji za odpovědi, ale chci se zeptat na jinou věc. Loni jsme se účastnili Holického setkání radioamatérů. Zařizoval jsem to a byl tam velký ohlas. Přesněji lidi byli rádi, že se něco děje.
Chcete (chceme) se letos také zúčastnit? Ukázat vývoj, který se za ten rok udál a opublikovat pár článků ve sborníku? To vše by bylo v našich možnostech.
Jediná věc je, že Holice se konají 26. - 27. 8. 2005, což, alespoň myslím koliduje s pražským setkáním KK. Jak to tedy, Mariane a další, vidíte?
Další věc je, že nemohu zaručit, že se mi to ještě narychlo povede dohodnout, jsou to přeci jenom tři týdny. Bohužel jsem letos neměl tolik času (ačkoliv loni jsem to zařizoval o týden dříve)
Véna
P.S.: Koneckonců by to mohla být už oficiální akce i KK a možnost jej tam prezentovat ... Co Ty na to Martine?


Wartex - 13/9/2005 - 11:01

Do projektu jsem poslal prvni verzi popisu komunikacni sbernice satelitu, zatim jen fyzicka vrstva, co nevidet bude rozsireno o linkovou a transportni vrstvu.

Elektronici muzou nakreslit popsanou elektroniku ve skutecne podobe, s jednim pouzdrem to asi nepujde, alespon jsem nic nenasel, leda by to byl rychly PIC. Bylo by dobre, kdyby ty MKO a hradla pokud mozno mely minimalni spotrebu.


Marian Vana - 13/9/2005 - 18:30

Kde to tam je? Nic tam nevidím.


Wartex - 14/9/2005 - 07:27

quote:
Kde to tam je? Nic tam nevidím.


Moje chyba, zapomnel jsem zaskrtnout access jako GROUP, bylo to default personal, takze se to mozna nezobrazilo.

Nazev je Komunikacni_sbernice_1_0.doc ze 13.9.2005


Wartex - 14/9/2005 - 12:52

Komunikacni_sbernice_2_0.doc je nahrana na projektu.
Tentokrat ma pristup GROUP.
Jdu implementovat :-)


Turjanica - 14/9/2005 - 15:25

K fyzické vrstvě

Má externí watchdog nějaký zásadní význam? Nestačí použití jen dvou MKO? Zacyklení může přeci hlídat i interní watchdog. Externí by měl význam snad jen při nějaké hardwarové poruše, kdy odejde čítač který interní watchdog používá, nebo když odejde krystal. Pak ale zrácí význam i samotný reset, protože je procesor pravděpodobně v háji.
Ale možná jsem něco přehlédl.


Wartex - 15/9/2005 - 07:54

quote:
Má externí watchdog nějaký zásadní význam? Nestačí použití jen dvou MKO? Zacyklení může přeci hlídat i interní watchdog. Externí by měl význam snad jen při nějaké hardwarové poruše, kdy odejde čítač který interní watchdog používá, nebo když odejde krystal. Pak ale zrácí význam i samotný reset, protože je procesor pravděpodobně v háji.
Ale možná jsem něco přehlédl.


Navrhuji na zaklade zkusenosti. Interni WD se inicializuje, zapina i vypina instrukcemi CPU v nejakych ridicich registrech, nelze vyloucit pri nahodne poruse (vykyv napeti, energeticka castice), ze jej program v CPU nevedomky deaktivuje. Pak by jedinou zachranou na restart tohoto modulu bylo vypnuti a zapnuti napajeni ze strany Power Modulu. A jsou samozrejme poruchy, ktere RESET nevyleci. Ale je jich malo, nesetkavame se.

Vsechna nase prumyslova zarizeni vybavujeme externim WD. Neni to neco, bez ceho by to nemohlo fungovat, ale je to dalsi bezpecnostni bariera a tedy dalsi radove zvyseni spolehlivosti jednotliveho modulu. Navic funkce WD, hlidace VCC apod. jsou integrovane v supervizor obvodech, ktery by tam (uz z duvodu hlidani napeti na palubni siti), napr. MAX691, mel byt.

Pro funkci sbernice nema valny vyznam, kreslil jsem to tam jen proto, abych zduraznil to, ze ovladaci signal tohoto WD muze byt sprazen s ovladanim MKO-1.


Anonym - 15/9/2005 - 08:19

[quoteMá externí watchdog nějaký zásadní význam? .



Urcite ma. Mam taky zkusenosti z praxe a ty rikaji ze interni WD se celkem bez problemu kousne u jakehokoliv procesoru. Externi WD resim zpravidla vlastnim zapojenim na bazi hradel. Prumyslove obvody WD me zrovna nenadchly cenou a parametry. Posledni kde sem pouzil svuj WD byl spinany zdroj pro zabezpecovacku kde spinani tranzistoru ridi primo procesor. V pripade kousnuti je WD schopen resetovat driv nez by hrozilo zniceni zdroje. Pri internim WD by to zhorelo vse vcetne pripojenych zarizeni. Pouzivam jednoduche zapojeni, ktere ma ale vysokou spolelivost - da se vyradit snad jen kladivem... Ale to jen jako zajimavost.
Martalien


Turjanica - 15/9/2005 - 08:42

Tak jo. Přesvědčili jste mě. Dal jsem na PHP návrh hradla. Je to pro ilustaci podepřeno diskrétními MKO. je to soubor hradlo.jpg. Jde v podstatě jen o jeden tranzistor dva odpory a diodu. MKO jsou připojeny přes diody, aby se navzájem neovlivňovali. Dioda D1 do pinu procesoru slouží k přizvednutí napětí Ube pro tranzistor. Ve stabilním stavu MKO vnucují bázi tranzistoru T1 nulu. Procesor tak stažením pinu (emitoru) do nuly tranzistor neotevře. Log 1 nemá vliv. Pokud procesor našlápne některý z MKO stažením do nuly, jsou MKO odpojeny přes D2 a D3. Na bázi T1 vnutí R1 napětí a procesor je připojen. Pro připojení dvou MKO to tedy dělá tři diody, tranzistor a dva odpory. Pokud procesor resetuje, jsou nastaveny piny procesoru jako vstupní, maj vysokou impedanci popř. log 1 a proto nedojde při resetu k připojení procesoru na sběrnici. Pokud procesor přijde o napájení, je tranzistor opět uzavřen. Myslím, že v diskrétní podobě to snad nějaká ta částice hned tak neodstřelí. Ještě to musím prakticky vyzkoušet. Michal Pokorný navrhuje postavit sběrnici z několika procesorů, třeba 2051, a odzkoušet protokol, i hardware. Ale stejně z takto navržené sběrnice neni nadšenej.


Wartex - 15/9/2005 - 09:04

Ona ta sbernice neni zadny vykonnostni ideal :-)

Ale je to jednoduche na implementaci a data to prenese, pri 10 adresach a zadnych datovych prenosech by to melo udelat cca nekolik desitek cyklu za sekundu. Sem tam (par za sekundu) nejaka kratka datova zprava (napr. 30B) nema prakticky vliv.

Intenzivni datovy prenos mezi dvema adresami (vlastne jen prenos fotky z experimentu FOTAK do modulu VYSILAC-A, ostatni data jsou drobky) se zpravami rekneme 200B prenese tak 10-15 zprav/s takze 2-3KB/s efektivni rychlost. Do presnych vypoctu se poustet nebudu, stejne to bude potom ovlivneno i tim, jak rychle dokaze hlavni task prislusneho modulu zpravu pripravit k odeslani ... uvidime v praxi.

Postavit demonstrator z 2051 je dobry napad, ale poznamka:
- implementace do x51 bez xdata pameti (2051 ma jen 128B interni RAM) bude omezena, kratke zpravy, jen jedna zprava, zadna fronta zprav => nizsi celkovy vykon prenosu


Wartex - 15/9/2005 - 09:40

Nic tam nevidim ... ze by zase GROUP ?

Halo, pane spravce ... nedalo by se to v tom PHP skriptu prosim default vypnout ? Uz si na to nabehlo dost lidi :-)


Turjanica - 15/9/2005 - 09:48

Co teď? Snad to už to tam je. Je to moje chyba. Obrázek jsem měl pracovně pojmenovaný fff.bmp a vrazil jsem ho tam. Teď se už jmenuje hradlo a mohl by být vidět.


Turjanica - 15/9/2005 - 09:53

2051 jsem placnul jen tak od boku. Velikost RAM jsem vubec neuvazoval.


Wartex - 15/9/2005 - 10:15

quote:
2051 jsem placnul jen tak od boku. Velikost RAM jsem vubec neuvazoval.


Stejne asi zjednodusena implementace na jednu zpravu bude potreba, je asi zbytecne cpat do vsech modulu externi pameti. Aspon myslim.


Wartex - 15/9/2005 - 10:19

Budto mam vlci mhu, nebo to tam stale neni ...
Prestava me to s tim PHP projektem bavit ... :-(


Turjanica - 15/9/2005 - 10:59

Poslal jsem ti to emajlem.


Wartex - 15/9/2005 - 11:46

quote:
Poslal jsem ti to emajlem.


Dik. Konstrukter tvrdi, ze to fungovat bude :-)
Tak, ted to zbastlit v nekolika exeplarich a postavit demonstrator.


Ervé - 15/9/2005 - 14:52

Tak se nám (Petr Desort a já) konečně podařilo domluvit setkání členů Kosmo Klubu v klubovně Pražského Planetária na čtvrtek 22. září, začátek v 17:50. Mohl by přijít někdo, kdo by nám řekl jak je na tom teď CubeSat, co se chystá a v čem bychom mohli pomoct ?


martalien - 20/10/2005 - 12:26

quote:
Ona ta sbernice neni zadny vykonnostni ideal :-)

Dival sem se jeste jednou na specifikaci a navrh zberice a myslim si ze pokud budou MKO rizeny procesorem muze dojid pri poruse krystalu procesoru k nekontrolovatelnemu trvalemu zaruseni zbernice a kompletni ztrate druzice. Poskodit krystal se da treba jen otresy pri startu. Dal bych prednost externimu rizeni MKO pomoci multiplexeru rizeneho signalem generovanym RC clankem.


Wartex - 21/10/2005 - 08:46

Mate pravdu. Slabe misto neni ani snad to, ze procesor "zabloudi", s tim by se mohl vyporadat externi WD, ale v tom, ze krystal zmeni frekvenci, tim pujde do haje casovani.

Ovsem chyba krystalu znamena chybu delice UART, tim prestane SW prijimac prijimat "zdrave" bajty, budou v nem nastavat chyby a casovac bude stale nahazovan na dobu celeho cyklu. Tento typ poruchy by se mel efektivne jevit jako "zmrtveni" jedne ze stanic, z jejiho pohledu se to bude jevit jako porucha prijimace.

Samozrejme si dovedu predstavit i poruchu, ktera bude mit komplikovanejsi chovani, napr. zmena frekvence bude nepravidelna a nestala, bude treba preskakovat mezi nejakymi podobnymi hodnotami. Riziko to samozrejme je.


martalien - 21/10/2005 - 11:57

quote:
Ovsem chyba krystalu znamena chybu delice UART, tim prestane SW prijimac prijimat "zdrave" bajty,

Ja si myslim ze problem by mohl byt v tom, ze se procesor splasi a bude neustale nahazovat MKO a vysilat nesmysli na sbernici a tim ji totalne vyrusi. A taky si myslim ze je to nejpravdepodobnejsi zavada pri startu rakety.


martalien - 21/10/2005 - 12:07

quote:
Ovsem chyba krystalu znamena chybu delice UART, tim prestane SW prijimac prijimat "zdrave" bajty,

Ja si myslim ze problem by mohl byt v tom, ze se procesor splasi a bude neustale nahazovat MKO a vysilat nesmysli na sbernici a tim ji totalne vyrusi. A taky si myslim ze je to nejpravdepodobnejsi zavada pri startu rakety.


Wartex - 21/10/2005 - 12:55

Na to, aby sbernici totalne vyrusil, by muset neustale nahazovat oba dva MKO.

Kdyz se procesor "splasi" a zacne vykonavat nedefinovany kod, muze se samozrejme stat, ze se v nedefinovanem kodu vyskytne instrukce, ktera nahodi MKO-1, nebo MKO-2. Instrukce, ktere nahodi oba dva (a jeste navic neco provedou s UARTEM nebo TX pinem, aby bylo vysilani), uz jsou podstatne mene pravdepodobne. Z tohoto duvodu je zadouci, aby rizeni MKO-1 a MKO-2 (a idealne i WD) bylo na jinych portech, aby se nedaly spolecne aktivovat jednou instrukci.

I kdyby toto nastalo (nedefinovanym kodem), pak je zde jeste externi WD, ktery by mel do relativne kratke doby zasahnout a prislusny procesor zresetovat.

Definovanym kodem toto nastane velmi obtizne, MKO-1 se nahazuje v jednom miste v celem programu, ve hlavni smycce, MKO-2 v jednom miste, v rutine odesilajici bajt v preruseni.

Nejvetsi problem je asi bud zminovana porucha krystalu (ale IMHO je pravdepodobnejsi, ze vibrace pretrhnou nejaky spoj) anebo to, ze odejde prijimac (kompletne). Pak bude procesor prijimat ticho a jednou za nejakou relativne dlouhou dobu odesle jeden ramec.

Tento stav, ze velmi dlouho nebylo prijato VUBEC NIC, by mel byt osetren nezavisle a pripadne vyvolat auto-reset.


martalien - 21/10/2005 - 15:17

quote:
Na to, aby sbernici totalne vyrusil, by muset neustale nahazovat oba dva MKO. Kdyz se procesor "splasi" a zacne vykonavat nedefinovany kod

Ja mluvim ze skusenosti. Kdyz se pocesor splasi diky krystalu, tak v praxi jsem zaznamenal dva tri stavy. Nejcasteji klekne krystal uplne - tj procesor vubec nejede. Druhy nejcastejsi je zmena frekvence krystalu - nejcasteji zvyseni ale i snizeni. Tady se bud zacne vykonavat program rychleji ci pomaleji ale vetsinou sem se setkal a to je treti pripad, ze oscilator kmita tak rychle ze procesor cte nesmysli a porty nesmyslne spinaji - zadny vykonavani instrukci. Proste nejradeji bych vydel externi HW spinani tech MKO bez krystalu. Delam servis zabezpecovacky a pri tisicich kusech vidim co vsechno se muze stat. Taky sem modelaril a vim jak krystaly zrovna nemilujou otresy. No a raketa se pri startu trese hodne. Leda ze by ty sbernice byly alespon dve a kdyz se pripoji zarizeni na jednu zbernici na dobu urcenou MKO tak tu druhou necha volnou ostatnim. Tim by se eliminoval splasenej procesor. Sice by padla rychlost ale alespon castecne by to zilo.


Archimedes - 21/10/2005 - 15:35

Kdyz se tu resi sbernice, pripomnelo mi to par otazek, ktere me napadly pri cteni toho shrnujiciho dokumentu. (nejsem elektrotechnik, tak jsou asi nektere otazky nesmyslne
- Co se stane pri fyzickem preruseni sbernice v jednom nebo dvou mistech? Pokud chapu dobre, jedno preruseni nevadi, dve a vice ano?
- Ta "bezpecnostni oddelovaci logika" - bude to jen logicke oddeleni nebo i galvanicke (optoclen)?
- Co se stane, pokud se procesor zblazni a po restartu od watchdogu se bude vzdy znovu a znovu dostavat do tohoto stavu? Nezarusi to sbernici tak jako tak, krome pauz, nez procesor po restartu nabehne?
- Jak se o poruse jednoho modulu dozvi jine zarizeni? Z tabule?
- Jak velke je riziko, ze selze MKO1 nebo MKO2 a tim zabrani v praci jinak funkcnimu modulu? (podobne watchdog)
- Je bezpecne propojit RX vstup galvanicky primo na "drat" sbernice?
- Ocekava se ze "vyskyt chyb prenosu bude minimalni". Pipadne obcasne chyby detekuje tedy kazdy modul sam?


MIZ - 21/10/2005 - 15:49

Amatérský dotaz:
Počítá se se speciálními součástkami?
Kdysi jsem četl, že polovodiče odolnější vůči radiaci musí být ne na křemíku, ale na safíru.


Wartex - 21/10/2005 - 16:07

quote:
Ja mluvim ze skusenosti ...


Ja si to riziko uvedomuji. Neni nulove. Kdyz se takto zblazni krystal procesor vysilace, je druzice stejne efektivne mrtva, tj. se stejnymi vnejsimi projevy. Kdyz procesor ridici napajeni, totez.

Kdyz procesor ridici stabilizacni civky, totez (velmi rychle vysosa akumulatory).

Souhlasim s tim, ze externi spinani pristupu na sbernici je bezpecnejsi, mozna by misto MKO mohl byt potom jen tranzistor. To ovsem znamena pevne nebo pevne vicenasobne timesloty, coz ubira vykon.

Moje zkusenosti nestaci na to, abych posoudil, zda je rozumne toto riziko podstoupit. Muze se k tomu vyjadrit nekdo ze skupiny externich konzultantu (Alesi, myslim tve kontakty) ?


Wartex - 21/10/2005 - 16:09

quote:
Amatérský dotaz:
Počítá se se speciálními součástkami?
Kdysi jsem četl, že polovodiče odolnější vůči radiaci musí být ne na křemíku, ale na safíru.


Ne, se specialnimi soucastkami se nepocita.

Poruchy logiky zpusobene radiaci hodlame resit obvodovou (WD) nebo softwarovou (vzajemne hlidani modulu) inteligenci.

S degradaci a starnutim jsme smireni.


Wartex - 21/10/2005 - 16:33

quote:
Kdyz se tu resi sbernice, pripomnelo mi to par otazek, ktere me napadly pri cteni toho shrnujiciho dokumentu. (nejsem elektrotechnik, tak jsou asi nektere otazky nesmyslne
- Co se stane pri fyzickem preruseni sbernice v jednom nebo dvou mistech? Pokud chapu dobre, jedno preruseni nevadi, dve a vice ano?
- Ta "bezpecnostni oddelovaci logika" - bude to jen logicke oddeleni nebo i galvanicke (optoclen)?
- Co se stane, pokud se procesor zblazni a po restartu od watchdogu se bude vzdy znovu a znovu dostavat do tohoto stavu? Nezarusi to sbernici tak jako tak, krome pauz, nez procesor po restartu nabehne?
- Jak se o poruse jednoho modulu dozvi jine zarizeni? Z tabule?
- Jak velke je riziko, ze selze MKO1 nebo MKO2 a tim zabrani v praci jinak funkcnimu modulu? (podobne watchdog)
- Je bezpecne propojit RX vstup galvanicky primo na "drat" sbernice?
- Ocekava se ze "vyskyt chyb prenosu bude minimalni". Pipadne obcasne chyby detekuje tedy kazdy modul sam?


Dulezite si je uvedomit si, ze sbernice je na stejne urovni, jako kterykoliv jiny spoj na zakladni desce. Neni to prumyslova sbernice.

Fyzicke preruseni by byl problem, asi by nebylo od veci sbernici vest redundantnimi cestickami na plosnaku :-)

Oddelovaci logika je pouze prevence proti logickemu ruseni (neopravnene vysilani), ne proti elektrickym vlivum, optoclen neni treba.

"Zblazni" je nahodna porucha, ktera se vyleci RESETem, nebo, pokud bude mit Power module tuto pravomoc (ano ci ne?), vypnutim a zapnutim napajeni. Porucha typu nefunkcni registry nebo trvala chyba v PROM by mela byt (aspon velka vetsina) detekovana SW autotestem procesoru po startu - vyzkouset aritmetiku, registry, RAM, zkontrolovat checksum ROM ...

Kazde zarizeni by melo vest evidenci o tom, jak komunikuji ostatni (minimalne nejake citace), tyto informace by melo byt mozne stahnout pres sbernici, nebo primo z nektereho z vysilacovych modulu.

MKO-x, pokud bude diskretni, neselze, dokud bude relativne zdrave napajeci napeti. Pokud bude z LI cipu, pak ma mnohem vetsi sanci preziti, nez procesor.

MKO-x nebrani procesoru v praci, tykaji se jen komunikace. Selhani musi byt rozsahle nebo fatalni, aby to melo vliv _na_interni_komunikaci_satelitu_.

Znovu opakuji, odlisujme "nahodnou chybu", na kterou muzeme mit opravne mechanismy, a "trvale mimo provoz", coz by nemelo nastat hned zpocatku. Na nektere "trvale chyby" se muzeme pripravit a nejak se jim branit, ale nikdy to nepujde na vsechny.

RX je bezpecne pripojit. Jsme na jednom plosnem spoji, s jednim napajenim, malem, stinenem. Vetsi pamet RAM, pokud bude jako externi cip, bude propojena stejne.

Chybovost sbernice (ve smyslu nekvalitniho prenosu signalu) bude skoro zadna. Jestli nebude fungovat toto, pak ani externi pameti, externi WD, cidla pripojena k procesorum a podobne, proste nic.

Ta elektronika nahore v zasade funguje, jen je treba mit obranu proti nahodnym porucham a smirit se s tim, ze po nejake dobe zestarne a prestane fungovat zcela.


Wartex - 27/10/2005 - 12:31

Na projekt jsem nahral svou verzi magnetickeho modelu Zeme (WMM2005).
Jde o upraveny model, ktery se da stahnout z USA.
Proti originalu je asi 200x rychlejsi, takze se s nim da experimentovat.

Ovsem pro nalodeni na palubu je nepouzitelny - nesmirne pomaly a vypocetne narocny. Musi se predelat do celociselne aritmetiky a nejakych tabulek. Pracuji na tom.


Archimedes - 27/10/2005 - 13:17

Zkousel jsem (spis namatkovou kontrolou a vizualne), jak velky rastr se pro mapu magnetickeho pole da jeste pouzit bez velke ztraty informace (chyba nekolik malo procent) a muj dolni odhad je okolo 200 hodnot pro kazdou slozku pole, takze cca 600 hodnot celkem pro jednu vysku. Takze i bez komprese by se data mohla vejit do 1KB. Vysledek je pak mapa s hodnotami po cca 15 stupnich, mezi nimi interpolovana. Vic nez jedna vyska najednou potreba nebude, i kdyby se druzice mela diky pohonum pomalu stehovat na vyssi drahu, proste by se jednou za cas uploadovala nova mapa.


Archimedes - 27/10/2005 - 14:11

Dalsi z tech dnes vypustenych druzic ma na sve strance taky velice zajimavou dokumentaci, i co se tyka stabilizace (urceni polohy z magnetickeho pole a osvitu a stabilizaci civkami a gravitacne)

http://www.ncube.no/project_documents

Jen nevim, kdy budu mit cas si to poradne precist


Wartex - 27/10/2005 - 14:48

quote:
Dalsi z tech dnes vypustenych druzic ma na sve strance taky velice zajimavou dokumentaci


Taky mi to tak pripada. Vypada to, ze uz to vyresili, resp. implementovali. A v tech PDF je to docela dobre popsano.


Wartex - 31/10/2005 - 11:21

Nahral jsem na projekt program pro generovani map magnetickeho pole.
Pouziva (pro max. verohodnost) puvodniho, pomaleho modelu WMM.

Generuje mapy slozek Bx, By, Bz pro rastr 1800x3600 (po desetine stupne -180 az 180, -90 az 90) pro vysky od 100km po 900km po 20km.

Kazda mapa ma asi 77 MB.


Wartex - 31/10/2005 - 13:33

Nahral jsem na projekt dalsi dva programy tykajici se mag. pole. Oba jsou soucasti pripravy palubniho modelu MP.

MagTest_Delta testuje rozmerovou a smerovou odchylku presneho modelu a jeho celociselne reprezentace v rastru 0.1 stupne v dane mape pro danou vysku (mapa je generovana predchozim programem).

Napr. pro vysku 500 km je max. odchylka float a celociselneho modelu v celem rastru 0.009 procent a v uhlu 0.76 stupne.

MagTest_Grid testuje, jaka chyba v (ve velikosti vektoru vysledneho pole) vznikne, kdyz bude rastr pro 0.1 stupne pro danou vysku aproximovan hrubym rastrem s danym krokem a mezilehle hodnoty linearne interpolovane.

Z dosavadnich vysledku se zda, ze rastr po 10 stupnich (tj. v prvnim priblizeni 36*18 hodnot po 3*4 = 7.5 KB data dava odchylku pod 2 procenta. Presnejsi vysledky chteji jeste cas (vypocetni) :-) Mohl by se na tom nekdo spolupodilet ? Slo by to rychleji.


Wartex - 31/10/2005 - 15:26

Priklad: vysledek vypoctu pro vysku h=580 km, kruhova draha:

chyba 0.1 % 120 x 90 => velikost 129600 B (krok-D = 30, krok-S = 20)
chyba 0.2 % 72 x 60 => velikost 51840 B (krok-D = 50, krok-S = 30)
chyba 0.3 % 60 x 52 => velikost 37440 B (krok-D = 60, krok-S = 35)
chyba 0.4 % 48 x 45 => velikost 25920 B (krok-D = 75, krok-S = 40)
chyba 0.5 % 40 x 40 => velikost 19200 B (krok-D = 90, krok-S = 45)
chyba 0.6 % 40 x 33 => velikost 15840 B (krok-D = 90, krok-S = 55)
chyba 0.7 % 38 x 30 => velikost 13680 B (krok-D = 95, krok-S = 60)
chyba 0.8 % 36 x 28 => velikost 12096 B (krok-D = 100, krok-S = 65)
chyba 0.9 % 30 x 30 => velikost 10800 B (krok-D = 120, krok-S = 60)
chyba 1.0 % 30 x 26 => velikost 9360 B (krok-D = 120, krok-S = 70)
chyba 1.1 % 30 x 24 => velikost 8640 B (krok-D = 120, krok-S = 75)
chyba 1.2 % 29 x 23 => velikost 8004 B (krok-D = 125, krok-S = 80)
chyba 1.3 % 25 x 24 => velikost 7200 B (krok-D = 145, krok-S = 75)
chyba 1.4 % 25 x 22 => velikost 6600 B (krok-D = 145, krok-S = 85)
chyba 1.5 % 24 x 22 => velikost 6336 B (krok-D = 150, krok-S = 85)
chyba 1.6 % 24 x 20 => velikost 5760 B (krok-D = 150, krok-S = 90)
chyba 1.7 % 24 x 19 => velikost 5472 B (krok-D = 150, krok-S = 95)
chyba 1.8 % 23 x 19 => velikost 5244 B (krok-D = 160, krok-S = 95)
chyba 1.9 % 22 x 18 => velikost 4752 B (krok-D = 170, krok-S = 100)
chyba 2.0 % 21 x 18 => velikost 4536 B (krok-D = 175, krok-S = 100)
chyba 2.1 % 20 x 18 => velikost 4320 B (krok-D = 180, krok-S = 100)
chyba 2.2 % 19 x 18 => velikost 4104 B (krok-D = 190, krok-S = 100)
chyba 2.3 % 20 x 17 => velikost 4080 B (krok-D = 180, krok-S = 110)
chyba 2.4 % 19 x 16 => velikost 3648 B (krok-D = 190, krok-S = 115)
chyba 2.5 % 19 x 16 => velikost 3648 B (krok-D = 190, krok-S = 115)
chyba 2.6 % 19 x 15 => velikost 3420 B (krok-D = 190, krok-S = 120)
chyba 2.7 % 18 x 15 => velikost 3240 B (krok-D = 210, krok-S = 120)
chyba 2.8 % 16 x 16 => velikost 3072 B (krok-D = 230, krok-S = 115)
chyba 2.9 % 17 x 15 => velikost 3060 B (krok-D = 215, krok-S = 120)
chyba 3.0 % 16 x 15 => velikost 2880 B (krok-D = 225, krok-S = 120)
chyba 3.1 % 17 x 14 => velikost 2856 B (krok-D = 215, krok-S = 130)
chyba 3.2 % 16 x 14 => velikost 2688 B (krok-D = 230, krok-S = 130)
chyba 3.3 % 16 x 14 => velikost 2688 B (krok-D = 225, krok-S = 130)
chyba 3.4 % 15 x 14 => velikost 2520 B (krok-D = 250, krok-S = 130)
chyba 3.5 % 15 x 14 => velikost 2520 B (krok-D = 240, krok-S = 130)
chyba 3.6 % 13 x 16 => velikost 2496 B (krok-D = 295, krok-S = 115)
chyba 3.7 % 12 x 16 => velikost 2304 B (krok-D = 300, krok-S = 115)
chyba 3.8 % 16 x 12 => velikost 2304 B (krok-D = 230, krok-S = 150)
chyba 3.9 % 15 x 12 => velikost 2160 B (krok-D = 240, krok-S = 150)
chyba 4.0 % 15 x 12 => velikost 2160 B (krok-D = 240, krok-S = 150)
chyba 4.1 % 14 x 12 => velikost 2016 B (krok-D = 265, krok-S = 150)
chyba 4.2 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.3 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.4 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.5 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.6 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.7 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.8 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)
chyba 4.9 % 12 x 12 => velikost 1728 B (krok-D = 300, krok-S = 150)

kroky jsou v desetinach zemepisneho stupne, pro zvoleny limit chyby
je to nejlepsi mozne rozdeleni do mrize, velikost udava pametove naroky na tabulku slozek MP pri velikosti jednoho udaje 4 bajty.


Marian Vana - 31/10/2005 - 22:57

Díky Wartexi že jsi se do toho pustil, mít družci s fungující aktivní stabilizací pomocí cívek by bylo velké plus.
Chtěl bych si tu ujasnit pár věcí ohledně modelu zemského MP. Mám-li model, mohu na základě znalosti zeměpisné šířky, délky a výšky nad Zemí určit lokální souřadnice zemského mag. pole. Naopak to neplatí, znám-li Bx, By, Bz, najdu minimálně několik bodů (míst) v prostoru které odpovídají daným složkám MP, kolik takových míst najdu závisí samozřejmě i na přesnosti měření. Abych určil zeměpisné souřadnice družice, potřebuji znát určitou historii měření složek magnetického pole abych odtud určil trajektorii družice která je jedinečná.
Dále, na družici mohu měřit 3 složky zemského magnetického pole vzájemně na sebe kolmé vztažené na 3 osy družice, jak z nich ale určím geomagnetické složky Bx, By, Bz? Úkol je to řešitelný, ale tím obtížnější čím složitější a přesnější je model MP Země.

Jak bychom tedy konkrétně využili model MP pro stabilizaci družice v prostoru?

Já jsem původně uvažoval velice jednoduchý model Země ve kterém magnetické póly Země souhlasí se Zemskými póly a stejně tak Zemský mag. rovník = Zemský rovník. Pokud by magnetometr na palubě družice měřil průchody minimy mag. pole (Zemský rovník) a maximy (Zemské póly), mohu na základě měření času určovat velice přibližně geografickou polohu družice za předpokladu že se tato nachází na přibližně polární dráze, pro sklon dráhy 98°by mohla být přesnost určení zeměpisných souřadnic družice lepší než 20°, stejně tak přesnost natočení (orientace) družice vůči zemskému povrchu. Řešení aktivní stabilizace družice s tímto "superjednoduchým" modelem se mi zdálo relativně dosažitelné a také pro naše potřeby dostačující, potřebujeme hlavně mířit anténou k Zemi, alespoň nad územím ČR, s přesností cca do +-30°. Pokud je družice alespoň takto stabilizována, postačuje to i pro následné rozvinutí tetheru.
Použijeme-li podstatně přesnější model Země, můžeme i podstaně zpřesnit orientaci družice v prostoru vůči Zemi, bude to ale mnohem náročnější na výpočty a na naše úsilí. Nicméně, když se toho ujmeš a pokud možno ještě někdo další, bude jenom lépe a rád pomohu pokud budu schopen.

Jinak já teď uvažuji jednoduchou stabilizaci družice pomocí zemského MP, kdy na družici mám 1 nebo 2 na sebe kolmé permanentní magnety a několik na sebe kolmých zkratovaných cívek. Výsledky bych chtěl dát na projekt ještě do setkání 12.listopadu.
Jako cívky uvažuji vlastní hliníkovou nosnou konstrukci družice, při rotaci družice 1ot./10 sec. mi vychází proud konstrukcí 5mA a doba na zatlumení kmitů na hodnotu 1/e původní hodnoty v řádech dnů, maximálně týdnů. Ostatní disturbance jako vliv zemské atmosféry, slunečního záření apod. vycházejí v porovnání jako nepříliš výrazné.
Dále po vysunutí tetheru je třeba počítat s tím že se momenty setrvačnosti okolo os X a Y družice zvýší mnohonásobně a úměrně tomu se i sníží výchylky kyvů družice (resp. soustavy mateřské těleso družice - tether) kolem těchto os a celá soustava bude stabilizována gradientem grav. pole, je ale třeba vhodně navrhnout velikost permanentních magnetů(u) aby se "nepřetlačovaly" s gravitačně i magneticky stabilizovaným tetherem.


Wartex - 1/11/2005 - 08:02

Zdravim Mariane,

v podstate vychazim z toho, co uvadeji ti Norove (nCube).

pomoci vhodneho a dostatecne presneho mereni palubniho MP (to je na samostatnou diskusi) je mozne resit celou problematiku stabilizace a urceni polohy (ADCS).

v prvni fazi je nutne merit palubnim 3-osym magnetometrem jen VELIKOST vnejsiho mag. pole, BEZ OHLEDU NA NATOCENI. Sekvence techto hodnot potom, jak sravne uvadis, jednoznacne urcuje trajektorii, a to i vystrednou. V malem prostoru palubniho mikrokontroleru se zrejme omezime jen na kruhove, temer polarni drahy a budeme spolehat na to, ze to tak opravdu bude. Norove pred vypustenim zabudovavaji do ADCS nekolik konstant urcujicich drahu.

To je urceni polohy. Mam-li drahu, mohu predikovat, jake slozky pole bych mel merit. Ze sekvence toho, co skutecne merim, odvodim parametry rotace (slozky uhlove rychlosti a natoceni souradne soustavy satelitu). Norove to meri jednak magnetometrem, jednak osvitem jednotlivych ploch. Na zpracovani vzorku pouzivaji Kalmanuv filtr, takze ve vysledku je urceni polohy (aspon podle jejich simulaci) docela impozantni.

Znam-li parametry rotace, mohu regulovat natoceni aktivnim zasahem pomoci civek. Ve vysledku dosahnu (viz nCube) zadane rotace (resp. nerotace v orbit frame). Pak mohu pristoupit k uvolneni tetheru. Zase analogie s Nory - oni vystrkuji ze satelitu "boom". Potom se uz uloha ADCS redukuje, protoze druzice, jak pises, se stabilizuje sama gradientem GP a akcni zasahy by uz byly neucinne.

Podle projektu nCube je aktivni zregulovani polohy otazkou zhruba 2 obehu, tj. 3 hodin, pri max. spotrebe systemu (zpocatku) asi 1 Watt.


Archimedes - 1/11/2005 - 11:24

Mariane, zkousel jsem nahrubo prepocitat tu pasivne tlumenou kostku (bez uvazovani vlivu toho permanentniho magnetu, ktery nema vliv na tlumeni, jen na to, kolem jakeho smeru to bude kyvat) a vyslo mi to podobne...ale s tim, ze jsem musel uvazovat, ze kostra je z cisteho hliniku a nejsou tam zadne prechodove odpory, takze jeji celkovy odpor je v radu jednotek, max. desitek mikroohmu. Da se na to spolehat??


Archimedes - 1/11/2005 - 11:33

Jina vec je pochopitelne, co s tim udela ten magnet a to, ze ho to pokazde trochu jinak "nakopne" kvuli nesymetrii zemskeho pole, doufam se dostanu k udelani simulace.


Archimedes - 1/11/2005 - 13:17

Jeste neco - to teoreticke zpomaleni na 1/e je sice pekne, ale pro tu potrebnou odchylku do cca 30 stupnu to znamena, ze bychom se oproti jakz-takz synchronni rotaci podle magnetickeho pole (2x za obeh) nesmeli rozsynchronizovat o vic nez jednu celou otocku za nekolik obehu - tj. otocka za rekneme 10^4 sekund - to i pri exponencialnim poklesu (a myslim bude mensi) znamena prodlouzeni doby stabilizace o rad.


Marian Vana - 1/11/2005 - 21:56

quote:
Jeste neco - to teoreticke zpomaleni na 1/e je sice pekne, ale pro tu potrebnou odchylku do cca 30 stupnu to znamena, ze bychom se oproti jakz-takz synchronni rotaci podle magnetickeho pole (2x za obeh) nesmeli rozsynchronizovat o vic nez jednu celou otocku za nekolik obehu - tj. otocka za rekneme 10^4 sekund - to i pri exponencialnim poklesu (a myslim bude mensi) znamena prodlouzeni doby stabilizace o rad.

Dobrá, budu konkrétnější. Je-li na družici (kostce 10*10*10cm o hmotnosti 1kg), řekněme v těžišti družice umístěn permanentní magnet čtvercového průřezu o straně 30mm a o výšce do několika mm, je ekvivalentní proud po obvodu magnetu přibližně 40kA (pro Br = 1.4T odpovídající kvalitnímu NdFeB magnetu). Při výchylce kyvů družice +-60° to odpovídá maximální rychlosti po obvodu družice asi 0.08m/sec v zemském mag. poli 0.4Gauss. To je zhruba dvojnásobná rychlost než-li maximální rychlost rotace družice po obvodě po jejím vypuštění, jak jsme na tomto fóru již před několika měsíci uvažovali, přibližně počítali a zjišťovali. Rotace družice okolo osy rovnoběžné se siločárami zemského mag. pole pro anténu příliš nevadí, rychlost rotace okolo osy kolmé na tuto osu se může přičíst nebo odečíst k rychlosti kyvů družice vlivem permanentního magnetu. V krajním případě bude celková rychlost na obvodu družice asi 0.12m/sec. Na zpomalení této rychlosti o 0.04m/sec vlivem indukovaných proudů v hliníkové kostře družice mi vychází potřebná doba přibližně 20 dní, tím by se měl vliv počáteční rotace družice okolo osy kolmé na zemské siločáry zcela eliminovat, na další zpomalení obvodové rychlosti kostky až na 0.04m/sec je zapotřebí přibližně dalších 20dní, výchylka kyvů by se ovšem měla snížit na asi maximálně +-20°. Jinak řečeno, ať je počáteční amplituda kyvů třeba maximální, tj. +-180°, do přibližně 2ou měsíců by se výchylky měly snížit na asi +-20°což postačuje pro stabilizaci antény (předpokládám vyzařovací úhel antény asi 60°). Zvolí-li se permanentní magnet poněkud menší, může se tento čas snížit asi na polovinu.
Předpokládám že přechodové odpory v kostře družice by neměly mít vliv neboť vlastní kostra je z jediného kusu duralu, všechny proudy tečou uvnitř materiálu. Samotný odpor materiálu je myslím o 10-20% vyšší než u čistého hliníku.


Marian Vana - 1/11/2005 - 22:10

quote:
Zdravim Mariane,
v podstate vychazim z toho, co uvadeji ti Norove (nCube).
pomoci vhodneho a dostatecne presneho mereni palubniho MP (to je na samostatnou diskusi) je mozne resit celou problematiku stabilizace a urceni polohy (ADCS).


Je mi to teď o trochu jasnější. Norové asi přistoupili k tomuto způsobu stabilizace kvůli potřebě přesné stabilizace antény o vyzařovacím úhlu pouhých 10-20°, alespoň je to v jejich dokumentaci zmiňováno, u naší antény počítáme vyzařovací úhel asi 60°a více, tak bychom mohli v požadované přesnosti trochu slevit. Mimochodem, na setkání 12.11. by se měl dostavit špičkový odborník na RF antény, tak to tam můžeme probrat.


Wartex - 4/11/2005 - 08:57

Do projektu jsem nahral funkcni verzi modelu magnetickeho pole pro x51.

Makrem lze zvolit, zda bude model podporovat ruznou vysku, nebo jen jednu konkretni.

Pro konkretni vysku jsou pripraveny tabulky od 500km do 800km po 20km.

Pro jednu vysku zabira celkem 3.7 KB kodu a jeden vypocet trva 3.7 ms (DALLAS/22 Mhz, vsechny promenne v xdata).

Varianta pro ruzne vysky zabira 7.2 KB a vypocet trva 8.4 ms.

Presnost modelu je v obou pripadech lepsi nez 1.7 procenta ve velikosti vektoru a 1.4 stupne v odchylce vektoru.

Tim je tato (mala) etapa uzavrena a jdu dodelat tu implementaci sbernice.


Wartex - 9/11/2005 - 08:24

Do projektu jsem nahral prvni funkcni SW implementaci palubni komunikacni sbernice satelitu.

Vse je pripraveno pro procesor x51.

KOMBUS.ASM - implementace linkove a transportni vrstvy
KOMBUS.H - header s funkcemi rozhrani a jejich popisem
MAIN.C - vzorovy testovaci program (prijima a odpovida na zpravu)

Na prazskem setkani bych rad demonstroval funkci cele sbernice na nekolika na stole propojenych zarizenich. Do te doby budu mit predpokladam analyzu chovani celeho systemu (casy, latence, sirka pasma, zatez procesoru).

Implementace je pripravena pro procesor AT89C2051, delka datove zpravy je omezena na 32B (volitelne pri prekladu), krystal 11.0592 MHz (volitelne).

Je to prvni funkcni varianta, ktera by mela byt jeste o neco optimalizovana. Pokud bychom se dohodli, ze ji transformujeme do Robertovy varianty a zachovame datove ramce, zjednodusi se zhruba o tretinu velikosti.


Wartex - 5/1/2006 - 15:00

Do projektu jsem nahral PDF dokument s popisem logicke urovne komunikace naseho satelitu.

Prostudujte do schuzky 14.1.06.


Wartex - 6/1/2006 - 08:44

Do projektu jsem nahral novou verzi implementace palubni sbernice.

KomBus_02.zip


xChaos - 6/1/2006 - 10:16

quote:

Vse je pripraveno pro procesor x51.

KOMBUS.ASM - implementace linkove a transportni vrstvy
KOMBUS.H - header s funkcemi rozhrani a jejich popisem
MAIN.C - vzorovy testovaci program (prijima a odpovida na zpravu)



Docela by me zajimalo, kolik bude v palubnim pocitaci k dispozici
RAM pro pripadny navigacni software.

Predstavuju si to tak, ze by se pri kazde komunikacni relaci s druzici
prenasela sekvence matic transforumujicich sestici hodnot napeti
na sesti solarnich clancich na pozadovane polohy dvou nezavislych
solarnich plachet. Cele by to fungovalo v soucinnosti s casovacem,
v podstate na velikosti pameti zalezi hlavne to, na kolik primkovych "sektoru" rozdelime kruhovou obeznou drahu kolem Zeme.

Jde hlavne o to, ze s druzici budeme schopni na pocatecni sun-synchroni polarni draze komunikovat kvalitne asi tak jednou za 24 hodin - a mezi jednotlivymi relacemi musi solarni plachty ovladat autonomni software...


Wartex - 9/1/2006 - 08:25

Velikost pameti bude takova, jaka bude potreba.

Nejaka pamet je samozrejme potreba, ale pro vlastni vypocty a navigaci to neni zasadni. Vsechno je to o spouste operaci ve floating point a vypoctu hodnot goniometrickych funkci sin a cos. Nic jineho v tom neni.

Totez se tyka modelu (napr. IGRF pro magneticke pole). Bud tam muzu mit slozite vzorce, nebo nejake tabulkove aproximace a pak potrebuji misto na tabulky, ovsem ne v RAM, ale v pameti kodu.

Hodne RAM je potreba v zasade pouze pro pametove narocne ukladani, tj. data z experimentu, fotky, prubehy merenych velicin, mezivysledky algoritmu a podobne.

Takze, pro navigaci je mnohem dulezitejsi vykon, nez pamet. Kdyz rikam vykon, myslim treba neco na urovni 286 na 4 MHz ... s timto srovnatelna konfigurace je naprosto, naprosto dostatecna.

Pokud navigacni pocitac dokaze udelat radove tisice operaci v FP za sekundu a nemusi delat nic jineho, pak je to vic nez dost.

Pro nase ucely (CubeSat) se da udelat rada zjednoduseni, vypocty nemusi byt tak presne, modely tak dokonale, navigace na nejaky ten stupen orientace take nemusi hledet, takze si myslim, ze vykon v radu stovek FP operaci za sekundu by take vyhovel :-) ale tisice by byly rozhodne lepsi.


Wartex - 11/1/2006 - 13:03

Mam dotaz ohledne schuzky v sobotu konstrukcni skupiny 14.ledna:

- kdo se zucastni ?
- Alesi, mas potvrzeny navrh programu ?


ales - 11/1/2006 - 13:27

Zatím to pro schůzku 14.1.2006 vypadá na 6 - 8 lidí.
Potvrdili: Aleš H., David K., David H., Jarda K., Jirka B., Honza D.
Možná: Martin K., a nový zájemce

K programu nikdo neměl připomínky.


mm - 13/2/2006 - 16:53

Neviem ci to posielam do spravneho vlakna. Mozno idem s krizikom po funuse, ale...

Doporucujem vsetky napady vyskusat na pozemnej druzici. T.j. hoci neuplny model(*1) umiestnit napr. do pivnice (sklepa, ineho bytu,... )a snazit sa pracovat na dialku. V prvej etape moze byt vylucena radiova cesta a pripojenie realizovat kabelom.


Bezne taketo testy (a nasledne prerabky (krajsie: redesign)) zaberu 80% investicii a casu cca 90%. Ja len aby ludia nepracovali na fantastickych, priam genialnych napadoch o ktorych sa jednoduchou prevadzkou (na zemi) zisti, ze su nepouzitelne. Vo finale samozrejme komora s polohovadlom, umelou oblohou a klamnymi cielmi (optickymi, magnetickymi).


1* - ano, hoci aj na "prkenku". Vzdy je lahsia cesta naspat na zaciatku, ako po vyrobe alebo nakupe narocnych a drahych dielov (plosne spoje, frezovane diely, konektory,...)


ales - 13/2/2006 - 18:04

> Mozno idem s krizikom po funuse, ale... Doporucujem vsetky napady vyskusat na pozemnej druzici

Rozhodně s tím počítáme. Křížek po funusu to snad ještě není, protože zatím jsme se k sestavě "na prkénku" dostali jen u několika dílů. Některé věci zkoušíme předem fyzikálně a matematicky modelovat na počítači. Doufám, že brzy to "na prkénku" už budeme testovat více (a několik dílů dohromady). Je to jeden z našich nejbližších průběžných cílů.


Wartex - 14/2/2006 - 07:44

quote:
Neviem ci to posielam do spravneho vlakna. Mozno idem s krizikom po funuse, ale...
Doporucujem vsetky napady vyskusat na pozemnej druzici.


Dekujeme za pripominku, jakakoliv snaha pomoci je velmi vitana.

Jak uz napsal Ales, samozrejme pocitame s poradnymi zkouskami, a to samozrejme nejen fyzikalnimi (vakuum, vibrace, teplota), ale tez provoznimi.

Krome ciste simulovanych testu v SW simulatoru pocitam i s kombinovanymi testy, kdy bude skutecny satelit (nebo jeho vzorek) komunikacne pripojen k simulatoru a simulovan z hlediska cidel, jako by byl na draze.

K testum samozrejme patri i komora, kde lze fyzikalni podminky (aspon nektere) simulovat doopravdy, ale nejsem si jisty, zda neco takoveho bude v silach naseho tymu.

Mily priteli, stante se clenem naseho tymu :-)


mm - 14/2/2006 - 15:26

quote:

Jak uz napsal Ales, samozrejme pocitame s poradnymi zkouskami, a to samozrejme nejen fyzikalnimi (vakuum, vibrace, teplota), ale tez provoznimi.



Tieto testy som na mysli nemal. Bez tychto testov (presnejsie bez bumaziek z tychto testov) vam nikto neda do rakety ani zuvacku.


Mal som na mysli vypracovanie koncepcie satelitu t.j. testy prvotnych napadov.

Ak to rozvediem, v prvom kroku na jednom PC bude bezat model satelitu a na druhom pozemna stanica. Snimace, akcne cleny, procesor, ako aj okolie (aj s poruchami) bude len virtualne a na druhom PC mozte sledovat "jak to leti". Spojene na zaciatku sietou a neskor seriovou linkou a nakoniec TRX. Dve PC preto, aby vyvoj pozemnej stanice a satelitu mohol prebiehat sucasne. Po odladeni vsetkych napadov, beziacich na nadupanom PC, moze prist postupna premena snimacov, akcnych clenov a procesora za realne diely. Dalsia vyhoda, na virtualnom satelite moze pracovat mnoho ludi naraz (a bez spajkovacky).


Na simulator ako aj pozemnu stanicu doporucujem pouzit SW ControlWeb. Zhodou okolnosti vyraba takmer ceska firma (Moravske pristroje). Pri ciste virtualnom vyvoji staci demoverzia.

Ja len, ze tu uz ludia naozaj pisu SW, letuju a pritom vela napadov nie je odladenych spolu s ostatnymi super napadmi.


ales - 14/2/2006 - 21:24

Díky za podněty. Možná pár z nich ještě využijeme. Větší počítačovou simulaci se pokoušíme připravit až v poslední době, i když na některých dílech už je toho opravdu dost reálně uděláno. Řadu dílčích teoretických rozborů jsme udělali už v začátcích projektu. U takovéto akce ale jde i o to, že to zúčastněné musí především bavit a zpočátku prostě nebyl nikdo, kdo by se chtěl simulacím více věnovat (a bavilo ho to).

Postupně jsme dospěli ke koncepci samostatných "chytrých" dílů (obsahujících MCU). U nich já osobně předpokládám, že vzájemné přizpůsobení dosáhneme úpravami SW, aniž by bylo třeba výrazněji měnit HW (i ten už hotový). Myslím, že u většiny dílů u nás nejde o nějaké "super nápady" ale spíš o chytré řešení problémů s reálnou (pro nás dostupnou) stavbou něčeho, co je teoreticky dobře popsáno i prověřeno (na jiných družicích i na standardních zařízeních na Zemi).

Podruhé nám to už určitě půjde lépe :)


Wartex - 15/2/2006 - 08:35

Vazeny priteli MM,

mozna to tak nevyznelo, ale presne ty typy simulaci a testu, ktere popisujete, jsem mel na mysli :-)

Evidentne uvazujeme podobne, ovsem ja jsem mel na mysli simulaci v ramci jednoho systemu, kde v simulovanem fyzikalnim prostredi bude satelit:

1. zprvu zastoupen jako SW model i se svymi algoritmy a jeho senzory budou virtualni,

2. ve druhem kroku bude satelit ve fyzickem provedeni externe napojen k simulacnimu PC (napr. vam zminenou seriovou linkou) a jeho senzory budou virtualne "krmeny" daty ze simulatoru, jeho "vystupy a akcni zasahy" budou zpetne prenaseny do simulatoru, kde se simulovane "projevi". Mel jste na mysli toto ?

Ma to smysl u systemu rizeni napajeni, u systemu stabilizace a pravdepodobne u "pay"loadu.

Ptam se znovu, proc jste se uz davno nestal clenem tymu ? Budete vitan.


Adolf - 15/2/2006 - 10:01

Pánové ze skupiny dobrovolných satelitčíků, díky vaší diskusi si méně kosmickými technologiemi posedlí čtenáři zdejších stránek jako já mohou uvědomit, jak až složitá je tak zdánlivě prostá věc, že družice není jen chaoticky se koulící krabicí, a je naopak schopna přesně orientace a stabilizace svého zaměření.

Ovšem vzhledem k tomu, že je mi to díky vám jasnější, mi nyní není vůbec jasné, jak mohly fungovat družice ve dřevních epochách kosmonautiky. Sputnik byl vypuštěn v roce 1957, kdy vrcholem automatizace byl termostat s reléovým vypínáním topení. Úžasná éra kosmonautiky, kdysi se dokonce na rozdíl od současnosti létalo i na Měsíc, proběhla v době, kdy se na analogový PID regulátor nahlíželo jako na zázrak techniky a příslib, že nám brzy bude v domácnosti pomáhat robot Emil (z tehdejšího oblíbeného televizního seriálu). Co bylo nutno spočítat v reálném čase se zpravidla svěřovalo tzv. analogovému počítači, o jehož někdejší existenci už ví jen šedí vlci a historikové techniky, protože číslicový počítač té doby daleko pokulhával v programové propustnosti za současnou školní kalkulačkou neměl šanci něco pořádného v potřebném čase spočítat.

No prostě od té doby, co pokukuji po vaší činnosti, mi není jasné, jakto že tehdy fungovaly satelity.


DODOR - 15/2/2006 - 10:52

Ono to bude asi tím že prakticky žádná spojitá regulace tehdy nebyla. Pokud nebereme v uvahu různé pneumatické nebo hydralické regulátory.

Klasická regulace před 50lety. (já jí říkám šast-bech)tzn. skoková mezi dvěma vymezenými polohami.

Nevyhoda je že stroj pak na ní musel být strojně dimenzován. Tzn. notně předimenzován.

Příklad:

Klasika: Asynchronní motor, převodovka a stroj. Start byl většinou přímy tzn. velké záběrové momenty 3-4x větší než jmenovité.

Z tohoto důvodu se musely zvětšit jak převodovky tak dynamické části poháněného stroje.

Dnes tam hodíte aspon frekvenční měnič když ne regulovaný pohon. A můžete stroj i převodovku dimenzovat na 120-150% Mn.

No prostě se všechno zmenší. A to je případ i sputniku.

Nevím asi by žádná elektronická družice dneška nevydržela zácházení jakému se dostalo sputniku?



Jirka - 15/2/2006 - 11:41

Mechanicke spojite regulatory se pouzivaly treba na parnich strojich. Muj oblibeny regulator se ovsem pouzival v chemickem prumyslu pred mnoha desitkami let. To mel ventil vyvedenou dlouhou hridelku az na chodbu vedle provozu a tam sedel nevolnik pred budikem a kroutil kolem.
Taky treba Lunochody ridili na dalku pomoci televiznich kamer. To musela byt parada. Marsi vozitka urcite maji vetsi vedecky prinos, ale myslim, ze v projete delce Lunochody neprekonaly a asi ani neprekonaji. Uvidime co na to dalsi vozitka.


Wartex - 15/2/2006 - 12:21

quote:
Pánové ze skupiny dobrovolných satelitčíků ... jak mohly fungovat družice ve dřevních epochách kosmonautiky


Vzdyt na tom nic zahadneho neni ... ono to neni tak zahadne a slozite, kdyz je k dispozici rezerva v hmotnosti.

Pozice na draze ? Cha, vzdyt mame radary, a dame tam nahoru koutovy odrazec. A k cemu vlastne ?

Stabilizace ? Par vzorcu a rovnic (od dob Eulera znamych, navic se spravnym vedeckym zazemim), nejaky ten gyroskop jako senzor polohy, PD regulator jde udelat s par tranzistory ... jako akcni cleny jsou trysky mnohem lepsi a ucinnejsi, nez nejake magneticke civky.

A kdyz je dost energie nahore ... a penez dole ...

Tenkrat nebylo mozne udelat satelit amatersky ;-) dnes uz ano.


mm - 16/2/2006 - 17:33

quote:
Vazeny priteli MM,
Evidentne uvazujeme podobne, ovsem ja jsem mel na mysli simulaci v ramci jednoho systemu,



Ano, to je cesta ako zapojit co najviac ludi do problematiky. Na zaciatku moze byt druzica s prostredim + pozemna stanica na jednom PC.

Chce to:
1.
Vypracovat model prostredia (gravitacny, magneticky, svetelny - viac druhov vstupov asi nebude)

Napr. v uvadzanom SW ControlWeb2000 je ako demo pohyb viacerych telies s gravitacnym posobenim (pekne 3D online grafy :-) s moznostou zmeny napr. hmotnosti pocas letu)

2. Zakladny model satelitu
Na zaciatku staci satelit vybaveny majakom. A kazdy tam moze pridavat snimace a akcne cleny od vymyslu (toto bude nutne nejako obmedzit , aby designeri mali nejaku brzdu v kreativnom rozlete :-))

3.
Co najjednoduchsia pozemna stanica.
Na zaciatku urcite len zopar udajov. Uplne na zaciatku budu udaje z tahaku (kepleriany sa daju vypocitat ale skutocna vyska, rychlost a orientacia bude musiet byt snimana "telapaticky", t.j. "tahak" zo satelitu do pozemnej stanice bez snimacov).

Podmienky:
Simulacny SW musi byt jednoduchy na pochopenie, rychly na naucenie a poskytovat rozumne vysledky. Existuje mnoho balikov od 0$ - xx M$ ale
na taketo jednoduche veci myslim ControlWeb bohato postaci.

Ak sa tento model niekde vystavi na webe ako projekt do ControlWeb, urcite sa najde mnoho nadsencov, ktori budu schopni velmi rychlo vytvorit uzitocne modely chovania satelitu. V tomto SW sa totiz model vytvara velmi jednoducho, bez nutnosti poznat nejaky jazyk (aspon na zaciatku).

Snahu o oddelenie som prejavil kvoli lenivosti. Po vsetkych skuskach sa cast SW "pozemna stanica" moze neskor pouzit aj v reale. t.j. Pozemna obsluha nezisti rozdiel medzi simulaciou a realnym satelitom na LEO, nemusi sa ucit nieco nove, bude jasne co moze ocakavat,...

Moj navrh totiz predpoklada, ze existuje viac zaujemcov, ktori vlastnia nejake PC a su ochotni sa "vyhrat" s virtualnou druzicou ako tych co vedia a chcu pracovat s narocnym HW.
quote:

Ptam se znovu, proc jste se uz davno nestal clenem tymu ? Budete vitan.

Chut nechyba, co chyba je cas, cas, cas...

Pracujem na vyvojoch riadiacich systemov pre priemysel. Tam bez vypoctov a takejto simulacie na zaciatku nikto tu spajkovacku ani nezdvihne, o SW a nakupe HW ani nehovorim.


ales - 19/5/2006 - 10:39

Pro informaci oznamuju, že 20.5.2006 se v Praze (u Davida K.) uskuteční další schůzka stavitelů amatérské družice na tato témata:
- technické řešení dílů i celku (speciálně antény pro různá pásma)
- způsoby testování a ověření funkčností dílů
- harmonogram dalšího postupu
- návrhy na pojmenováni družice
- přehled stavu prací

Aleš H.


Daniel Lazecký - 20/5/2006 - 18:58

jen tak naokraj bych se rád zeptal. Předem se omlouvám zda se ptám na něco co snad zde někdy na MEKu je....
Tak tedy rád bych věděl zda a kdo se zabývá konstrukcí a ovládáním sluneční plachty pro váš cubesat. Je možné nahlédnout též na autorův záměr jak konstrukce má vypadat-tedy pokud to autor dovolí.
Děkuji za pozornost Daniel Lazecký


ales - 21/5/2006 - 11:01

> ... zda a kdo se zabývá konstrukcí a ovládáním sluneční plachty pro váš cubesat. Je možné nahlédnout též na autorův záměr jak konstrukce má vypadat-tedy pokud to autor dovolí.

V tuto chvíli se plachtou na družici zabývám jenom já (A.H.). Dospěli jsme k názoru, že plnohodnotnou plachtu je pro nás problém dostat do jednokostky CubeSatu (hlavně z rozměrových důvodů). Proto teď spíš mluvím jen o ověřování komponent, které mohou být později využity při konstrukci sluneční plachetnice. Vycházím především z návrhů a dokumentů, které zpracoval Radovan Maša, a také z informací, dostupných na Internetu. Konstrukci zkusím maximálně zjednodušit, aby pro mne byla technologicky dosažitelná, tedy jen na úrovni klasické modelařiny. K tomu ovšem ještě musím udělat ověřovací experimenty (např. s fólií, tenkými ocelovými strunami a ocelovými pásky). "Autor" by tedy dovolil "nahlédnout jak má kosntrukce vypadat", ale zatím prostě není co ukázat. Naopak pokud kdokoliv máte v tomto směru nějaký nápad, nebo třeba kontakt na zkušeného modeláře (s ultralehkými modely), tak sem s ním.

Je třeba taky konstatovat, že pro naši první družici jsou podstatnější jiné díly (nosná konstrukce [kostka], napájení, rádio, orientace, stabilizace, fotoaparát), takže je nutno na to brát ohled.


Wartex - 30/6/2006 - 09:00

Vazeni pratele,

pro ty, kdo sleduji pouze toto forum, oznamuji, ze na PHP-exploreru (pro cleny tymu) a na www.triada.wz.cz (pro verejnost) je ke stazeni nova verze simulatoru naseho satelitu - z 30.6.

Soucasna verze uz podporuje plnohodnotny virtualni beh palubnich algoritmu (virtualni prostredi, virtualni cidla, virtualni palubni sbernice).

Pro cleny tymu (a eventualne pro dalsi zajemce, kteri se ozvou) je k dispozici na PHP-Exploreru nova verze baliku pro vytvareni palubnich softwarovych modulu - MSDK z 30.6.


Jan Baštecký - 30/6/2006 - 18:50

quote:
Pro cleny tymu (a eventualne pro dalsi zajemce, kteri se ozvou) je k dispozici na PHP-Exploreru nova verze baliku pro vytvareni palubnich softwarovych modulu - MSDK z 30.6.


Přes velké pracovní vytížení, bych se rád na to podíval. Je možné mi udělat přístup na PHP, nebo ještě lépe přímo zaslat emailem (jan.bastecky@seznam.cz) současnou verzi balíku?

Děkuju a držím palce
Honza


Wartex - 1/7/2006 - 11:13

Pane Bastecky,
ocekavejte mail s odkazem na datovy balik na uschovna.cz - bojim se, ze mail s takovou prilohou by mohl mit smerem k vam na seznam potize.


martalien - 25/8/2006 - 08:33

Male upozorneni pri konstrukci desek a jejich osazeni. Mozna to vite ale i tak. Je potreba aby soucastky byly na deskach fixovany - elektrolyty a krystly by meli lezet na desce a cela deska zalita
lakem. Jinak hrozi pri startu rakety odpadani-odpajeni tezsich soucastek vlivem vibraci. To samy plati i pro konektory. jak rikam asi to uz nekoho napadlo nebo je to samozrejmost ale obcas se pri konstrukci zapomina a dle Murphyho by k odpadnuti soucastky doslo az pri ostre akci ne pri testech.


Wartex - 25/8/2006 - 09:22

quote:
Male upozorneni pri konstrukci desek a jejich osazeni.


Ano, vibracni testy (spolu s vakuovymi a tepelnymi) jsou zasadni.
Pro kazdy nosic existuje vibracni profil, kteremu musi naklad vyhovet.

Pozadavky definuje i standard cubesat, napriklad:
http://cubesat.atl.calpoly.edu/media/Documents/Developers/compliance_dnepr_lv.pdf


Toto téma přichází z:
http://www.kosmo.cz

Url tohoto webu:
http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=XForum&file=print&fid=5&tid=616