اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

گزارش طراحی دقیق کن ست

1390مهرماه

2

فهرست مطالبتغییرات بعد از طراحی اولیه•

پروفیل عمر•

ویژگیهای سیستم•

زیرسیستم ها و اجزای آنها•

شرح نرم افزار•

شرح ساخت و آزمونها•

بودجه بندی •

نتیجه گیری•

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

3

تغییرات بعد از طراحی اولیه

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

تغییر در سیستم کنترل تقرب سیتم به سطح زمین:

سیستم مشخص شده در طراحی اولیه

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 4

تغییرات بعد از طراحی اولیه

مشکالت واحد کنترل تقرب طراحی شده در طراحی اولیه:- پیچیدگی زیاد سیستم1

- هزینه ی اتالفی باال2

- ریسک زیاد در ابتدای انجام ماموریت3

- امکان از دست دادن پارافویل در هنگام پرواز بر اساس 4اغتشاشات زیاد جوی

- پاسخ نامناسب سیستم نسب به ارتعاشات اعمال شده بر روی 5سیستم

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 5

تغییرات بعد از طراحی اولیه

+

اصالحیه در طراحی جزئیات

به جای استفاده از سیستم پارافویل و پاراشوت یا چتر به

طور مجزا از سیستمی استفاده شود که ادغام این دو وسیله

باشد. استفاده از این سیستم از هر نظر به طرح قبلی رجحان

=دارد. ?

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 6

تغییرات بعد از طراحی اولیه

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 7

تغییرات بعد از طراحی اولیه

امتیازات طرح ثانویه:

افزایش امنیت ماموریت-

کاهش هزینه ها-

اثر پذیری کم تر در محور افقی یا ایجاد نیروی جانبی کم تر -در سیستم.

ضریب درگ بیش تر در راستای قائم-

کنترل پذیری ساده تر-

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 8

تغییرات بعد از طراحی اولیه

تیم ونوس CANSATدر بخش الکترونیک تغییراتی در انتخاب سنسور ها انجام گرفته

است که منشاء این تغییرات به شرح زیر می باشد :

موجود نیودن سنسورهای معرفی شده در بخش طراحی اولیه در بازار

قیمت باالی برخی از آنها و به صرفه نبودن واردات از خارج از کشور

مطالعات بیشتر در زمینه راه اندازی سنسورها و پیچیده بودن راه اندازی برخی از آنها.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 9

تغییرات بعد از طراحی اولیه

نهایتا در سیستم کن ست تیم ونوس در بخش بررسی اتمسفر از سنسورهای زیر در تست های اولیه و ساخت مدار

نهایی استفاده شده است :

سنسور دما

LM35 عدد1 تومان،تعداد :1000،قیمت حدود

سنسور رطوبت

HIH4000 عدد1،تعداد 30000،قیمت حدود

سنسور فشار

MPX5500DP عدد1،تعداد 30000 ،قیمت حدود

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 10

زیرسیستم ها و اجزای آنها

:GPSسیستم

GPS مورد استفاده در سیستم کن ست تیم می باشد که مجهز به یک آنتن LEA-5Aونوس ،

اکتیو خارجی است.

در تست های اولیه اطالعات مربوط به مختصات دریافت GPSجغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا از

شده و بوسیله فرستنده ارسال شد.البته در برای هدایت GPSطراحی نهایی از اطالعات

به یک نقطه مشخص استفاده CANSATسیستم می شود که البته تحقق این مسئله منوط به

داشتن مختصات نقطه فرود است.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 11

زیرسیستم ها و اجزای آنها

فرستنده گیرنده:

یکی از قابلیت های ویژه کن ست تیم ونوس، بهره مندی از کیلومتر،است.10یک سیستم انتقال دیتا با برد حدودا

این سیستم عالوه بر استفاده در مسابقات ملی کن ست در سایر پروژه های دردست اجرای گروه علمی کاوه نیز

استفاده می شود.

9600bpsاین سیستم داده ها را بصورت سریال و با نرخ 433MHzارسال و دریافت میکند.فرکانس کاری این سیستم

است.

البته ایستگاه زمینی دریافت کننده اطالعات برای مسابقات ملی کن ست،توسط اعضای تیم طراحی می شود.

 

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 12

زیرسیستم ها و اجزای آنها 

و بpا AVRمیکpرو کنpترلر مpورد اسpتفاده در کن سpت تیم ونpوس از نpوع p دلpمATMEGA128 تفاده ازpسpر اpیم بpت pمیمpصpر تpحاضp الpر حpد.دpمی باش

p جمpحp ودpش pصpخpمشp هpکp رتیpوpا در صpام pتpاسp رلرpتpکنpکروpد میpدpع pکpیتناpسpب مpیکرpوکنpترpلر قpدpرت pاpب شpوpند pزشpرداpپ بpایpد اpطالعpاتی pکpه

.pی یابدpمp ایشpفزpدد اpبه دو عp داکثرpحp لرpکروکنترpمیp عدادpد،تpدارpن

بررسpی ونpوس تیم سpت کن اصpلی مpاموریت اینکpه بpه توجpه با بpاالیی پردازشpی تpوان بpه نیpاز مpاموریت این و اسpت اتمسpفر

تpرجیح داده شpده است.ARM بpر AVRنpدارد،اسpتفاده از میکروکنpترلر

میکروکنpترلر وظیفpه دارد مقpادیر سنسpورها و مpوقعیت جغرافیpایی را p اتpاطالع pمچنینpد.هpنpکp الpو ارس pافتpدریGPS رpب pد وpکن pافتpرا دری

نpقpطpه سpت pبpه هpدpایpت pکن pرایpبp اpر مpوتpورp pهpا pرووpس اpسpاpس pآن خاص،کنترل کند.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 13

زیرسیستم ها و اجزای آنهاموتورها :

از دو بpرای هpدایت سیسpتم تیم ونpوس در سیسpتم کن سpت سpرووها انتخpاب شpود.در می اسpتفاده موتpور سpروو عpدد

قدرت و توان مصرفی و قیمت لحاظ می شود.

قسمت تغذیه کن ست :

نمی یکسpان مpداری قسpمتهای تمpام مصpرفی ولتpاژ چون قسpمت هpر ولتاژهpای رگوالتورهpا از اسpتفاده بpا باشpد،بایpد

6 و 5سpاخته شpود کpه در کن سpت تیم ونpوس از رگوالتورهpای ولتی استفاده می شود.

فرسpتنده بpاالی مصpرفی تpوان ونpوس،بpدلیل تیم کنسpت در فرسpتنده بpرای یکی مجpزا بpاتری دو از داریم گیرنpده،قصpد گیرنده و دیگری برای سایرمدارات کم مصرف استفاده کنیم.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران 14

شرح نرم افزارنرم افزار استفاده شده الکترونیک :

از شpده دریpافت و CANSATاطالعpات اتمسpفر هpای پpارامتر شpامل مختصات جغرافیایی است.

تمpام نpرم افpزار هpایی کpه پpورت سpریال را سpاپورت میکننpد می تواننpد بpه افpزار نpرم اسpتفاpده شpوندp.مثال pافتیpدری pاتpاطالعp دهpدهنp ایشpنم pوانpعن

CODEVISION طpمحی pدارایp TERMINAL از دریpافتی اطpالعpات کpه اسpت پورت سریال را نمایش میدهد.

افpزار نpرم از اسpتفاده اطالعpات CODEVISIONبنpابراین نمpایش بpرای دریافتی از پورت سریال ،پیشنهاد می شود.

الزم بpه ذکpر اسpت کpه تیم ونpوس در حpال بررسpی شpرایط طpراحی یpک نpرم درp pطpول pتpس حpرکتp pکن pیرpمسp pایشpمpنp انpکpامp اpبp لpتقpسpمp زارpفpامسpاpبpقه،می pباشpد.pالبته اقpدامpاتp اولpیpه اpنpجpام شpده pاpسpت و pدر حpالp حاضpر

مpراحل pبرنامه نpویسی اpین نرمp افزار pطی می pشود.

البتpه در قpوانین منتشpر شpده بpرای مسpابقات ملی کن سpت،اشpاره ای بpه نpمایشp مسیر حرpکت کpن ست بpر روpی نقشه جpغراpفیایی، نشpده است.

15

پروفیل عمر

کن ست تیم ونوس از بین ماموریت های اصلی ماموریت بررسی اتمسفر، ارسال اطالعات و از بین ماموریت های فرعی، بازگشت به نقطه ی معین را انتخاب نموده است.

سعی CANSATدر طراحی بخش های الکترونیکی سیستم شده است از پیچیده کردن بیهوده مدارها و برنامه ها پرهیز

شود به همین دلیل آنالوگ بودن خروجی سنسورها به عنوان یک شاخص اصلی برای انتخاب سنسورها در نظر گرفته شده

است.

در طراحی اولیه سعی بر آن بود که برای افزایش دقت پارامترهای اتمسفر،برای اندازه گیری هر کدام از حداقل دو

سنسور استفاده شود ولی متاسفانه هزینه های باالی سنسورها باعث شد که از این کار صرف نظر کنیم.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

16

ویژگیهای سیستمویژگی های بارز کن ست تیم ونوس در بخش الکترونیک :

کارایی در عین سادگی مدارات و تجهیزات

ابعاد کوچک بورد نهایی بطوریکه سعی میشود حتی االمکان از قطعات ( در SMDالکترونیکی که به صورت سطحی نصب میشوند)معروف به قطعات

طراحی و مونتاز مدار استفاده شود.

کیلومتر(10قابلیت ویژه : فرستنده و گیرنده با برد باال)

دقت باالی سنسورهای انتخابی

موجود در بازار و آنتن اکتیو.GPSاستفاده از بهترین و دقیق ترین

LCD بر روی GPSامکان نمایش تمامی اطالعات کن ست و سنسورها و

و سنسورها در حافظه میکروکنترلر و GPSامکان ذخیره سازی اطالعات امکان بازیابی این اطالعات حتی پس از قطع تغذیه مدار.)البته بطور محدود(

مقاومت مدار در برابر نویز،در این زمینه اقدامات ویژه ای انجام شده است تا نویز کمترین اثر را بر عملکرد مدار داشته باشد،البته بدیهی است که منبع

نویز قابل حذف کردن نیست.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

17

شرح ساخت و آزمونهامعرفی آزمون های انجام شده بر روی کن ست :

آزمونهای بررسی اتمسفر :

در تست های اولیه کن ست تیم ونوس،در بخش بررسی اتمسفر ،مقادیر دما و رطوبت و فشار محیط تست توسط میکروکنترلر به یک نقطه دیگر ارسال

نمایش داده شد.در این مرحله سنسورها دقت قابل LCDشده و بر روی یک قبولی داشتند.

: GPSآزمونهای

در این مرحله اطالعات مربوط به موقعیت جغرافیایی محل تست بر روی یک LCD نمایش داده شد،مختصات مرجع در حافظه ذخیره شد،مقایسه هایی بین

و مختصات مرجع انجام شد و بر اساس این GPSمختصات های لحظه ای مقایسه یک سروو روشن و خاموش شد. و در نهایت اطالعات مربوط به

موقعیت جغرافیایی ارسال شد.

آزمونهای تکنیک طراحی مدار :

در این مرحله روشهای مختلف طراحی مدار و بهینه کردن سیستم بررسی شد.امکانات مختلف میکروکنترلر راه اندازی شد.تمهیداتی برای جلوگیری از

اثر نویز بر عملکرد مدار،اندیشیده شد.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

18

بودجه بندی

گرم980بودجه بندی جرم : حدودا

هزار تومان400بودجه بندی هزینه :مجموعا زیر

درصد همکاری اعضا :

درصد35محمد جوانی :

درصد30مهران صادقی:

درصد15متین فرزاد نژاد :

درصد10محمد صادق دوالی :

درصد10امیرحسین اجل لوئیان:

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران

19

نتیجه گیرینتیجه فعالیت ها و درصد پیشرفت:•

در بخش طراحی الکترونیک کن ست تیم ونوس ،ماموریتهای بررسی اتمسفر بطور کامل تست شده است ،همچنین

ماموریت بازگشت به نقطه معین نیز پیشرفت قابل قبولی داشته است و انشاالله با ساخت بدنه کن ست و جاسازی

تجهیزات درون آن و انجام تست های رهاسازی کن ست،این ماموریت نیز بطور کامل انجام میشود ،ماموریت ارسال و

دریافت اطالعات نیز بطور کامل انجام شده است.

برنامه آینده:•

طراحی وسایل جهت صعود کن ست به ارتفاعات

آشنایی با ساختار کیوب ست و ریز ماهواره ها

ایجاد وب سایت رسمی در حوزه ی مطالعات کن ست و کیوب ست.

اولین دوره مسابقات ملی کن ست ایران