Vývoj elektroniky pokračuje

V priebehu uplynulého mesiaca sme pokračovali na vývoji elektroniky a SW pre STS-1.

Pozrime sa bližšie na stav jednotlivých častí.

Centrálna riadiaca jednotka – CPU

Celá elektronika je postavená na báze CPU modulu Arduino/Seeduino, ako sme už spomínali. Software vychádza z overeného Trackuino kódu, ktorý ale upravujeme pre naše moduly. V tejto fáze príprav sa nesnažíme programovať všetko od začiatku – nevymýšľame uz vymyslené. V podstate skladáme LEGO. Jozef, ktorý nás podporuje s GPS časťou sa profesionálne venuje aj vývoju a programovaniu zariadení s jednočipovými procesormi. Po predbežnom doladení kódu a predfinalizácii hardware príde na rad jeho cenná oponentúra a odporúčania na vylepšenia nášho kódu.

 

Doska CPU obsahuje aj stabilizátory 5V a 3.3V, z ktorých ale nebudeme elektroniku napájať. Napájanie bude riešené samostatnými stabilizátormi, kvôli väčšiemu prúdovému odberu.

Moduly

Filozofia Arduina je okrem iného postavená na možnosti rozširovania základnej procesorovej dosky o ďalšie moduly, ktoré sa anglicky nazývajú ARDUINO SHIELDS. Tieto shields sú rozmerovo väčšinou totožné so základnou CPU doskou a pripájajú sa jednoduchým zasunutím do konektorov CPU dosky. Celá zbernica je dostupná na každom module.

Túto filozofiu sme sa rozhodli použiť aj v našej elektronike. Získame tým modularitu celého systému. Ktorýkoľvek modul môžme nahradiť, vymeniť za iný. Prípadne v ďalších letoch niektoré moduly vynechať.

Jednotlivé moduly bude tiež možné “zrecyklovať” do iného zariadenia na báze Arduina.

 

Pár drobností z HW Kitchen


Náš prvý let bude experimentom, prototypom, v ktorom budeme testovať jednotlivé časti. Z tohto dôvodu okrem CPU modulu budú všetky ostatné moduly postavené na univerzálnych doskách plošných spojov.

NAPÁJACÍ MODUL

Napájací modul tvoria dva stabilizátory napätia 5V a 3.3V. Modul bude napájaný z lithiových AA batérii s napätím 9V. Stabilizátory budú dodávať potrebné napätie pre jednotlivé moduly, ale aj pre kamery, fotoaparát.

 

Napájanie z batérií do modulu bude privedené cez senzor prúdu ACS712. Jeho výstup bude cez operačný zosilňovač privedený na analógový vstup CPU modulu. Zároveň je na tomto module osadený napäťový delič, ktorým budeme merať napätie batérie. Výstup z deliča je privedený na ďalší analógový vstup CPU.

GPS MODUL

Modul je osadený GPS čipom Skytraq VENUS. Na tomto module je doplnený  super-kondenzátor 0.1F na zálohovanie napájania GPS modulu. V prípade, že má modul fixovanú polohu – po vypnutí napájania GPS a jeho opätovnom zapnutí dôjde k tzv. hot-startu  = takmer okamžitý fix (ak nedošlo k zásadnej zmene polohy).

 

S modulom sme mali v minulosti problémy – nebolo možné získať fix. Zdalo sa, že problémy sú odstránené – viď predošlé články. Problémy sa ale opať vyskytli napriek použitiu protiváhy u aktívnej GPS antény. Zrejme dochádza k nejakému rušeniu GPS prijímača. V testoch v teréne sa ale napr.  nevyskytli ani bez protiváhy. GPS je veľmi dôležitá sučasť elektroniky, takže jeho intenzívne testy vo vonkajšom prostredí budú pokračovať.

MODUL SENZOROV

Na tomto module nás ešte čaká najviac práce. Ako môžete vidieť, je prakticky neosadený. Nachádza sa tam zatiaľ len 1-wire senzor vnútornej teploty DS1820.

 

K modulu je pripojený aj ďalší senzor DS1820 na meranie vonkajšej teploty. Ostáva nám doriešiť :

 

  • senzor relatívnej vlhkosti –  zatiaľ uvažujeme o Honeywell HIH kapacitných senzoroch s analógovým výstupom
  • senzor barometrického tlaku – plánovaný je senzor BOSCH BMP085. Tento senzor sa pripája na I2C zbernicu. Výrobca udáva jeho rozsah od 300 hPa do 1100 hPa. Toto by sa mohlo zdať pre náš účel nevyhovujúce, kedže tlak vzduchu v plánovanej výške okolo 30 km nad morom bude okolo 10 hPa. Greg Klein s Alexom a Timom overili vo svojom balónovom projekte, že tento senzor meria aj nižšie hodnoty tlaku. Zrejme už mimo tolerancií a presnosti udávaných výrobcom. Vo výške okolo 27.3 km namerali týmto senzorom tlak 17.51 hPa.

RÁDIOVÉ MODULY

Vysielacie moduly pre vysielanie telemetrie sú osadené  na samostatných plošných spojoch.