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Como hemos ido anunciando en el foro de socios estos últimos días vamos a abrir un concurso para construir una sonda subespacial (hasta 40-45km de altura).
Aquí están las especificaciones preliminares:
Concurso para el desarrollo de un sistema de control y sensor para un globo sonda.
Antecedentes:
¿Qué es Daedalus?
Daedalus es un proyecto ideado por un grupo de aficionados al espacio y la robótica cuyo objetivo era enviar un globo sonda (Near Space 1) a la estratosfera dentro de las actividades previstas para la Campus Party que se celebra en Valencia entre el 26 de julio y 1 de agosto de 2.010. (Ya que no pudo lanzarse en la Campus Party Europa que se celebró en Madrid entre el 14 y el 18 de abril de 2.010).
Actualmente el equipo ha lanzado ya dos sondas la NS1 y la NS1b (pueden verse los datos en el blog del proyecto: http://daedalus.sondasespaciales.com/ " onclick="window.open(this.href);return false; ), y está en el proceso de diseño y preparación de una tercera sonda (NS2), en la que se rehará todo el proyecto a partir de los datos obtenidos por las experiencias anteriores.
Objetivos:
El objetivo de este concurso es diseñar y fabricar el equipo electrónico de la sonda y de la parte de recepción de datos en la estación de tierra para que cumpla los requisitos necesarios que convierta la sonda en una plataforma de lanzamiento.
El equipo se compone de tres partes diferenciadas:
Especificaciones sonda:
* Posicionamiento
- GPS: Debe incluir un sistema GPS (también es posible usar Galileo o Glonass) que especifique la posición (latitud, longitud y altura) del globo. Atención: Se debe elegir un sistema que funcione durante todo el vuelo (muchos GPS dejan de funcionar por encima de 18km).
- Unidad Inercial: Debe incluir un sistema inercial que de la aceleración en los 3 ejes y los giros del sistema en 3 ejes (es recomendable medir también las vibraciones).
* Fotografía: El sistema debe ser capaz de capturar fotografías
- Baja resolución: el sistema debe ser capaz de capturar y enviar fotografías, deberán ser en color y de tamaño mínimo QVGA .
- Alta resolución: el sistema debe ser capaz de controlar una cámara (interruptores) de alta resolución (la cámara será proporcionada externamente).
* Sensores:
- Iluminación y medida de radiación solar: interesa medir la radiación solar en las siguientes bandas (mínimo): IR (~850nm, ~920-940nm), UV (~380-400nm), Azul (~465-470nm), Verde (~520-525nm), Rojo (~640-645nm).
- Temperatura externa (2 sondas): sería preferible una precisión mínima del 1%
- Humedad externa e interna.
- Temperatura interna (3 sondas): sería preferible una precisión mínima del 5%
- Presión/altura barométrica: debe medir la presión externa (e interna) de la sonda lo cual nos dará una estimación de la altura de la misma.
* Sistema de transmisión: Deberá poder transmitir a la estación de tierra la posición (GPS e inercial) y los datos obtenidos por los sensores (además de la imagen de la cámara de baja resolución). Las transmisiones tanto de este sistema deben alcanzar los 60km de distancia.
* Radio-baliza. El sistema debe poder transmitir su posición GPS a la estación terrena. Se recomienda usar una combinación de radio-baliza con un sistema GSM/SMS.
* Alimentación: el sistema de sensores deberá tener una autonomía mínima de 3h, el sistema de radio-baliza deberá tener una autonomía mínima de 24h. Las baterías deberán ser recargables o incluir en un apartado especial en el presupuesto el gasto por pilas.
* Almacenamiento: el sistema debe ser capaz de almacenar los datos de los sensores recogidos durante el vuelo, así como imágenes (resolución VGA) y la posición GPS. Se recomienda usar una tarjeta de memoria externa (tipo SD o similar).
* La estación de tierra debe ser capaz de recir los datos proporcionados por la sonda y enviarlos a un PC conectado mediante un puerto USB (directo o a través de un conversor Serial-USB)
* Bonus. Se valorará positivamente que:
- El sistema sea capaz de grabar y transmitir vídeo (>0.1fps).
- El sistema tenga un peso reducido (<1kg).
- El sistema tenga una duración de baterías por encima de lo especificado, especialmente el sistema de posicionamiento y radiobaliza.
- El sistema sea capaz de posicionar con precisión una plataforma durante el vuelo (3 ejes) donde se ubicará una cámara fotográfica de alta resolución para fotografía nocturna de larga exposición (corrección de vibraciones) o fotografiar la corona solar (posicionamiento fino y corrección de vibraciones).
- Posibilidad de ampliación a otros sensores externos. Cada “sensor” incluirá:
Documentación a entregar
Las propuestas deben incluir:
* Presupuesto
* Diseño funcional del sistema
Presupuesto asignado
A.R.D.E. ha asigando un presupuesto para la realización de este proyecto de un máximo de 400€.
Patrocinio por parte de A.R.D.E.
El patrocinio por parte de A.R.D.E. implica la aceptación de la normativa de proyectos ( http://wiki.webdearde.com/index.php?title=ARDE:Proyectos " onclick="window.open(this.href);return false; ) y no es exclusivo, es decir, se pueden buscar otras fuentes de financiación para presupuestos mayores de 400€ (indicar esto último en la documentación a entregar).
S2
Ranganok Schahzaman
El caso es que me gustaría que el micro fuese capaz de integrar en tiempo real los datos de la IMU (GPS + acelerómetros + giroscopios + altímetro + magnetómetro) e integrarlo en un control de motores (3-4 motores) y para eso creo que un PIC18 quizás se quede corto.
Esto puede servir para estabilizar una cámara.
S2
Ranganok Schahzaman
Se podria usar el PIC18F como nucleo de la sonda , encargado de transmitir las señales esenciales para recuperar el globo y usar un PIC24F o un arm7 para integrar todos los procesos en tiempo real
El caso es que me gustaría que el micro fuese capaz de integrar en tiempo real los datos de la IMU (GPS + acelerómetros + giroscopios + altímetro + magnetómetro) e integrarlo en un control de motores (3-4 motores) y para eso creo que un PIC18 quizás se quede corto.
Esto puede servir para estabilizar una cámara.
Hablando del estabilizador de camara, yo ya estaba empezando a fabricar uno para una camara de hasta 500gr (tipica camara de video de mano) pero con el material que tengo en casa, un acelerometro de tres ejes y un PIC16/18 pero si vamos a usar una IMU y un microcontrolador de mas prestaciones me espero a que tengamos el material.
furri.
Como dice gizer es bueno tener una radio baliza (ya estaba planteada esa posibilidad) que nos transmita los datos necesarios para seguir a la sonda y poder recuperarla: lo ideal sería transmitir los datos de la IMU, pero como mínimo se puede transmitir los datos del GPS, para esto no hace falta un micro grande. Por otro lado también necesitaremos transmitir los datos de los sensores.
Ahora bien, qué será mejor: hacer dos placas iguales (dos IMU) y con dos transmisores pero con distinta frecuencia (redundancia), o hacer dos placas distintas (una IMU) y una de GPS que se comuniquen entre ellas y con sólo un transmisor, o alguna combinación de ambas.
Furri, sobre lo de la plataforma, he estado pensando en este tema y creo que una de las cosas que se puede hacer es montar una PCB en la base de la cámara que corrija los movimientos rotatorios con un PID o similar, sería algo sencillo apenas un giroscopio de 3 ejes, un micro pequeño y un driver para los motores. Sabiendo la posición inicial del giroscopio se puede ir corrigiendo para que la salida respecto a esa posición sea siempre 0. Corregir las acceleraciones lineales es más dificil ya que habría que montar un sistema amortiguador en 3 ejes (activo o pasivo), lo cual complicaría mucho el diseño mecánico. Al estar en la base de la cámara además se soluciona el problema de los lios de cables (aunque se debería sacar la alimentación desde la propia cámara).
S2
Ranganok Schahzaman
Como cámara barata podeis comprar una clónica de MD80: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.32022 " onclick="window.open(this.href);return false;
Están muy de moda y su relación precio/prestaciones es impresionante.
