Obsah > Zájmy > Projekty > Česká amatérská družice > Schůzka 7.2.2009

Zápis ze schůzky skupiny amatérské družice czCube 7.2.2009, Ústí nad Labem, UJEP

Účast: Jan Novotný, Tomáš Vysloužil, Marcela Faltýnová, Martin Nociar, Pavel Pavlas, Radek Beldík, David Holas, Jiří Beran, Richard Linhart, Míra Major, Marian Váňa, Michal Pokorný, Aleš Holub

Naše účast na ESA CubeSat workshopu v ESTEC (Holandsko) [20. - 22.1.2009]:

- workshopu se zúčastnili: Aleš H., David H., Michal P. a Richard L.
- aktivně jsme prezentovali czCube na nástěnce a dvěma přednáškami:
--- SW simulátor a mg. komora pro ověřování systémů CubeSatů (David H.)
--- základní info o projektu czCube a jeho specialitách (Aleš H.)
- poznatky a doporučení (AH):
--- týmy jsou na velmi rozdílné úrovni od profi výsledků až po "papírové" projekty
--- je dobré volit co nejjednodušší řešení (viditelné výsledky přináší radost)
--- soustředit síly a lidi na řešení hlavních problémů
--- využít zkušeností a možností ostatních (inspirovat se, spolupracovat)
--- prací na projektu se spíše bavit než stresovat
- poznatky a doporučení (DH):
--- ESA má zájem v rámci vzdělávacích aktivit cubesaty podporovat
--- v rámci ESA se připravuje specifikace pro standard sítě pozemních amatérských stanic
    (GENSO)
--- vybrané cubesaty pro Vega Maiden Flight pokrývají spíše Evropu než nejlépe
    připravené týmy
--- podařilo se vyjasnit otázku nabité baterie a kill-switch během startu
--- byla příležitost detailně prozkoumat a vyfotografovat mechanické řešení jiných
    cubesatů, foto je k dispozici
--- byla příležitost prozkoumat HW řešení zdroje od společnosti Clyde Space,
    podle analýzy Tomáše H. je zdroj spíše jednoduchý, bez redundance, bez CPU
    (spoléhá na centrální OBC). Součástky jsou bežné, design bere do úvahy tepelné
    namáhání (komponenty hodně rozmístěné a spíš větší)
--- AMSAT prezentoval nový radioamatérský digitální režim s použitím interleavingu a FEC
- poznatky a doporučení (RL)
--- velká většina cubesatů plánuje aktivní magnetickou stabilizaci, aniž by příliš řešili její
    testování
--- plánovaná cesta řešení magnetometru je zřejmě správná, podle konzultací máme
    očekávat problémy s přesným magnetickým měřením v laboratoři (mnoho rušivých
    polí, obtížné dosažení homogenního pole s dostatečnou přesností v magnetické komoře).
- poznatky a doporučení (MP)
--- komunikační kanály jsou převážně VHF a UHF, použití vyšších pásem je výjimečné
    a vždy je volena nízká přenosová rychlost, pro naši konstrukci 2400 MHz přínos minimální
    (kromě FEC protokolu AMSAT).

Info o stavu prací:

Mechanická konstrukce družice (MF, TV):
- navrženy pružné panty pro vyklápění panelů (bez pohyblivých částí, předpružená
  součástka)
- poptána dodávka solárních článků (Marcela F. očekává konkrétní nabídku od Solartec)
- v plánu je vyrobit a otestovat panty (únor 2009)
- v plánu je vyrobit kompletní 3D rapid prototyping model kostky (březen 2009)
- body, které nejsou dosud zcela jasné:
--- přesné provedení nosného systému plošných spojů (závitové tyčky)
--- potřebný vibrační profil pro akceptaci kostky a způsob testování
--- konstrukce uvolňovacích zámků (konkrétní řešení palníků)
----- DH navrhuje použít místo vlasce Dyneema šňůru a využít odporový drát
      z přístrojových pojistek pro vyšší proudy

Zdroj (MM):
- navrženo zapojení s obvodem TI pro PDA pro vícenásobné napětí 3,3 řízené procesorem
  ATMEL
- vyroben ověřovací prototyp (vyzkoušena zatižitelnost přes 1 A)
- je třeba dořešit nabíjení akumulátorů a úpravu napětí ze sol. článků
- na schůzce byly upřesněny základní potřeby ovládání napájení modulů:
--- 3,3 V (obě rádia, obě kamery, ADCS)
--- 5 V (oba koncové stupně rádií, ADCS)
--- byl specifikován odhad proudové spotřeby jednotlivých modulů v různých režimech
--- minimálně 4 spínané výstupy musí být pro uvolňovací zámky (min. 1 A)
- v plánu je upravit zapojení pro ovládání obou napětí (únor 2009)
- v plánu je vyrobit testovací prototyp zdroje (březen 2009)
- v plánu je postavit simulátor solárních článků pro testování zdroje

Rádio UHF (DH, RL):
- podle měření TH stávající obvodové řešení s čipem TH7122 nemá dostatečné parametry
  a nelze ho vylepšit (problém je zřejmě v čipu)
- byl připraven návrh na jiné obvodové řešení vysílače (Tomáš H.), které obchází
  modulátor v TH7122 a modulaci zavádí přímo do hlavního napěťově řízeného oscilátoru.
  Je předpoklad lepších vlastností, k ověření je potřeba vyrobit DPS (buď Michal Z. nebo
  Gatema prostřenictvím EMP).
- Richard L. zprovoznil na ZČU měřicí pracoviště založené na GPIB komunikaci
- s využitím měřicího pracoviště se RL podařilo dvoustupňový zesilovač od F.Zalia vyladit
  na PAE 75% při výstupním výkonu cca 700mW.
- v plánu je pokusit se vyladit zapojení na podobnou účinnost při výstupním výkonu
  cca 300 mW.
- předběžně se zdá, že bude možné přepínat i úroveň výkonu s jedním PA
- K dokončení je ještě nutno přidat na DPS přepínač RX/TX a ověřit jeho parametry
- Aleš H. inicioval debatu, zda není práce na rádiu zatížena nemístným perfekcionalismem,
  DH a RL jsou přesvědčeni že změna zapojení TRX je správný krok
- v plánu jsou následující kroky:
--- realizace a proměření nového zapojení TRX
--- dokončení PA na úroveň 300mW s možností přepnutí na nižší výkon
    (s omezením spotřeby)
--- doplnění přepínače
--- integrace s připraveným zapojením procesoru a modemu
--- dokončení a ověření SW pro procesor
--- měření výsledné sestavy z hlediska spotřeby, citlivosti, výkonu a spektrální čistoty

Rádio 2,4 GHz (MP, DH):
- obvodové řešení LNA pro palubní rádio i pro pozemní stanici je dokončeno a proměřeno,
  parametry jsou dobré
- zapojení TRX (společné řešení pro palubní a pozemní rádio) je navrženo, postaveno,
  oživeno, ale chybí SW
- bylo vytipováno a osloveno několik výrobců čipů pro RF přepínače, vzorky zaslala firma
  Anadigics (15W přepínač)
- MP navrhl vlastní zapojení přepínače s PIN diodami, podle simulací by měl mít nejlepší
  parametry
- MP postavil a na měřicích přístrojích ZČU proměřil tři různé varianty přepínačů, s obvody
  Hittite, Anagigics a s PIN diodami. Varianta Hittite byla zavržena (špatné vlastnosti).
  Pro pozemní segment bude použito řešení Anadigics (výkon), pro palubní rádio PIN
  (nejlepší IL).
- MP navrhl zapojení 10W koncového stupně pro pozemní segment, probíhá výroba DPS,
  další informace budou k dispozici po osazení a změření výsledku. Pro buzení bude
  pravděpodobně nutný ještě předzesilovač.
- je nutno dokončit SW pro procesor a zkompletovat části do jednoho celku

ADCS (DH, RL):
- základ (obvodové řešení) je už delší dobu hotov, ale dosud bez SW
- vzhledem k přepracování mechanického řešení byla opuštěna předchozí montáž cívek
  na nosné rámečky (pravděpodobně se změní rozměry). Cívky budou znovu navinuty
  po ujasnění konstrukce
- v plánu je postavit přesnější verzi magnetometru podle konzultací z ESTEC
  (16bitové ADC, lepší OZ)
- v plánu je dokončit řídicí SW

Kamera (DH, RL):
- HW VGA kamery je v prototypu funkční a je hotova velká část SW (snímání,
  ukládání RAMDISK, komunikace apod.)
- stále se opakují problémy s programováním AVR přes ISP, což práci prodlužuje
- s konstrukcí kamery (zapojení RAM a další) pomáhá Tomáš H.
- ze SW zbývá k řešení ukládání dat na SD kartu, příklady jsou k dispozici, problémem je čas
- v plánu je kompletně oživit HW a dokončit SW (březen 2009, podle časových možností)
- v práci na kameře 2 Mpx pokračuje podle sdělení Richard S. (podrobnosti nejsou známy)

Tether (MV, AH):
- Marian popsal Alešovi svoje stávající rozbory a návrh řešení
- Aleš bude pokračovat v realizaci konkrétního provedení
  (2 až 4 kovové pásky dlouhé cca 5 m napájené vlastním zdrojem)
- prototyp je plánován na březen 2009
- v případě problémů s místem nebo hmostností bude preferována sluneční plachta
  (větší stupeň dokončení)

Plachta (AH):
- obecné řešení s pružnými nosníky a pokovenou fólií je použitelné
- Radovan M. ověřuje pokročilé řešení rozvinutí nosníků plachty (komunikuje sporadicky)
  (Aleš má v záloze jednoduché řešení uvolněním navinutých nosníků)
- je třeba sehnat co nejlepší materiál na nosníky (Kevlar)
- v plánu jsou konzultace řešení na UJEP a využití dílen UJEP
  ke stavbě prototypu (březen 2009)

Mg. komora (MN, DH, RL):
- desky plošných spojů pro elektroniku jsou vyrobeny díky EMP a RL osadil SMD
  kritické části
- v plánu je osadit desky součástkami (UJEP, únor 2009)
- v plánu je sehnat zbytek elektroniky (březen 2009)
- v plánu je sestavit celou komoru včetně elektroniky (duben 2009)
- v plánu jsou testy funkčnosti komory (květen 2009)
- snímání polohy pro bezmomentový závěs závisí na úpravě elektroniky Michalem Z.

Pozemní stanice:
UJEP - 2,4 GHz (JN, PP, RB):
- připraven solidní stožár a parabolický reflektor
- v plánu je sehnat rotátor a elektroniku (z UJEP nebo ve spolupráci s ZČU/EMP)
czCube/GES - UHF + 2,4 GHz (DH, JB, RL, MP):
- firma GES dodala sponzorsky rotátor (ne Yaesu GS5500, ale Create AER-5,
  který je lepší), včetně řídící jednotky a speciálních konektorů
- David H. poskytl kabely, sestavil celou sestavu a ověřil správnou funkci ovládání rotátoru
  jak v ručním režimu, tak možnost řízení externím HW
- přesnost rotátoru bez zatížení je v řádu jednotek stupňů, snad 2-3 stupně
- přesnost vystavení se zatížením a setrvačnou hmotou antén bude ještě třeba ověřit
- Jirka B. má připraven od podzimu stožár, včetně kvalitních kotevních lan
- David H. poskytl procesorovou jednotku pro řízení pozemní stanice (analogové vstupy,
  binární výstupy) a pro sekvencér startu a ukončení vysílání a přepínání polarizace antény
- Tomáš H. jednotku upravil pro větší počet binárních výstupů
- v současné době probíhá ladění SW a HW procesorové jednotky
- pro 70cm pásmo jsou k dispozici všechny díly kromě přepínačů RX/TX, které jsou
  v plánu zajistit přes Tomáše H.
- v plánu je vytipovat náhradní řešení přepínačů a pokusit se je postavit, např.
  s použitím relé
- pro pásmo 2400 MHz chybí dokončit návrh koncového stupně 10W a přepínačů
  a udělat finální sestavu
- David H. pracuje na konstrukci ozařovače pro RHCP a pouzdra na elektroniku
  do ohniska paraboly
- v plánu je dokončit přípravu všech dílů a na jaře 2009 stanici začít montovat
  ve spolupráci s Panskou Vsí
- v plánu je postavit boudu na PC, rádia, a veškerou elektroniku ve spolupráci s UJEP
- v plánu je oslovit elektroinstalační firmu pro zajištění silové elektřiny, výchozí revize
  a hromosvodu

Děkujeme J.Novotnému a FVTM UJEP za organizaci, občerstvení a poskytnutí prostor pro schůzku.

Zapsali A.H. a D.H.


Aktualizováno: 16.02.2009

[ Obsah | Zájmy | Projekty | Česká amatérská družice ]

Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.