projekte:molnija:servicemodul
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projekte:molnija:servicemodul [2016/04/23 22:11] – jan | projekte:molnija:servicemodul [2017/06/24 19:27] (aktuell) – [Stromversorgung MSM] sev | ||
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Zeile 3: | Zeile 3: | ||
**Aufgaben: | **Aufgaben: | ||
- | * Mechanisches Grundgerüst (mechanische und elektrische Anbindung der Experimentmodule) | + | * Bereitstellung von standardisierten Schnittstellen |
- | * Schnittstelle | + | * Spannungsversorgung |
- | * Stromversorgung für die Experimente (geregelte Spannung aus dem Akku) | + | * Datenschnittstelle |
- | * Messung von Health-Telemetrie | + | * diskrete |
- | * Messung grundlegender meteorologischer Missionsdaten (Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, | + | * drahtlose Übertragung von |
- | * Datenmanagement (Downlink-Puffer, | + | * Position und Höhe |
- | * Ansteuerung des Telemetriesenders | + | * grundlegenden meteorologischen Daten |
- | * GPS | + | * Batteriespannung |
- | * Recovery-Fähigkeit | + | * Nutzdaten der Experimente |
+ | * Recovery-Fähigkeit | ||
**Komponenten: | **Komponenten: | ||
* Stromversorgung | * Stromversorgung | ||
- | * Akku: 2 oder 3 Zellen LiPo / LiIon, 500mAh | + | * Akku: 2, 3 oder 4 Zellen LiPo, 1,5Ah - z.B. [[http:// |
- | * Step-Down-Regler auf 5V für das Servicemodul und die Experimente | + | * Step-Down-Regler auf 5V für das Servicemodul und die Experimente |
* LDO auf 3,3V für GPS, MCU, Sensorik | * LDO auf 3,3V für GPS, MCU, Sensorik | ||
- | * Experiment-Stromversorgung abschaltbar? | ||
* Sensorik | * Sensorik | ||
- | * GPS (uBlox, optional externe aktive Antenne) | + | * GPS uBlox - MAX-M8Q, UART |
* Akkuspannung - Spannungsteiler, | * Akkuspannung - Spannungsteiler, | ||
- | | + | * Luftdruck / Temperatur - Bosch BMP180, I2C / BMD183, SPI |
- | | + | |
- | * Stromverbrauch (vllt entbehrlich) | + | |
* TM-Sender | * TM-Sender | ||
- | * FSK-Sender | + | * FSK-modulierter PLL-Sender |
- | * Band: bevorzugt | + | |
- | * Datenrate: 100 kSym/s? | + | |
**Experiment-Interface** | **Experiment-Interface** | ||
- | * Variante 1: zweifach vorhanden | + | * Steckverbinder: D-Sub 9pol, weiblich |
- | * Stromversorgung (5V, 1A (TBC)) | + | - GND |
- | * Serielle Schnittstelle (115k2 UART, Downlink only) | + | - Spannungsversorgung |
- | * Zwei diskrete Signale | + | - 1x RS-422 Receiver |
+ | - 1x Signal MSM -> EXP | ||
+ | - 1x Signal MSM <- EXP | ||
+ | * Spannungsversorgung | ||
+ | * 5V, belastbar mit 1A | ||
+ | * im MSM gegen Überstrom abgesichert | ||
+ | * Datenschnittstelle | ||
+ | * Seriell, | ||
+ | * Datenformat: | ||
+ | * Payload beinhaltet beliebige Experimentdaten, | ||
+ | * kein Handshaking, | ||
+ | * Datenintegrität durch CRC32 gesichert | ||
+ | * Signal vom MSM zum Experiment | ||
+ | * Verwendbar als programmierbare Signalleitung, | ||
+ | * optional Verwendbar als TTL-UART mit niedriger Baudrate | ||
+ | * Signal vom Experiment zum MSM | ||
+ | * Wird zum Boden übertragen | ||
+ | * Verwendbar als Statussignalisierung | ||
- | | + | **Servicemodul-Telemetrie:** |
- | * neunpoliger Bus, mind. einfach geschirmt | + | * wird einmal pro Sekunde übertragen, enthält |
- | * Sub-D 9pol | + | * Temperatur |
- | - GND | + | * Luftdruck |
- | - +Vcc (+5V, 1A (TBC)) | + | * GPS-Zeit |
- | - -Vcc (-5V (TBC)) | + | * GPS-Position |
- | - A Serielle Schnittstelle (RS-485, Downlink only) | + | * GPS-Höhe |
- | - B Serielle Schnittstelle (RS-485, Downlink only) | + | * Batteriespannung |
- | - 1Sig Exp.1 | + | |
- | - 2Sig Exp.1 | + | |
- | - 1Sig Exp.2 | + | |
- | - 2Sig Exp.2 | + | |
- | | + | ===== HF-Design ===== |
+ | ==== Telemetrie-Sender ==== | ||
+ | **Hardware:** | ||
+ | * Sendefrequenzbereich: | ||
+ | * Keramik-Tiefpassfilter | ||
+ | * Schutzdiode am Ausgang TPD1E04U04 o.Ä. | ||
- | ===== Telemetrie ===== | + | **Modulation / Datenformat**: |
- | **Experimente: | + | * Modulationsart: |
- | * Seriell, 115k2 Baud, Unidirektional (Payload -> MSM) | + | * Frame: |
- | * Frame: | + | * Sequence Number: 16 Bit |
+ | * Source-ID: 0x00=NULL, 0x01=MSM, 0x10=EXP1, 0x11=EXP2 | ||
+ | * Gesamtlänge: | ||
- | **Health-Downlink:** | + | **Antenne:** |
- | * Temperatur | + | * halbe Patch-Antenne für ~1280MHz |
+ | * direkte Erdung durch Konstruktion | ||
+ | * gebogenes Messing-Blech | ||
+ | * 3 Teflon-Abstandshalter(1x Koax-Speisung, | ||
+ | * Problematik: | ||
+ | * ~110x45mm Patch | ||
+ | * 15mm Abstand Patch <-> Groundplane | ||
+ | {{: | ||
- | **HF-Sender:** | + | ==== GPS-Empfänger ==== |
- | * Modulation: 4-RC-FSK, 100kSym/s, R=1/2 convolutional coding | + | * uBlox MAX-M8Q als Empfänger |
- | * Frame: 4 Byte Sync-Word, 2 Byte Sequence Number, 1 Byte Source ID, 1 Byte Health-Flags, | + | * SAW-Filter aus Wettersonde |
- | * Sequence Number: 16 Bit, stetig Inkrementierend | + | * Schutzdiode am Antenneneingang als Transientenschutz |
- | * Source-ID: 0=MSM, 1=EXP1, 2=EXP2 | + | * direkt geerdete Antenne wegen statischer Aufladung |
- | * Gesamtlänge: 76 Byte | + | * zirkulare Patchantenne: geerdeter Mittelpunkt |
+ | * lineare Patchantenne: Konstruktion wie TLM-Antenne | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== Stromversorgung | ||
+ | Es wurden bei Pollin 20 LiPo Akkus gekauft ([[http:// | ||
+ | Da diese aus alten Tabletts sind, sollen alle Akkus getestet werden und auf Brauchbarkeit überprüft werden. | ||
+ | Auf jedem Akku wurde eine fortlaufende Nummer notiert. | ||
+ | ^Nummer ^Spannung beim auspacken ^Gemessene Kapazität ^zuletzt geladen ^Anmerkung ^ | ||
+ | | #1 | > 3.3V | 1450 mAh | 30.05.16 | | | ||
+ | | #2 | 4.0V | 1415 mAh | 01.06.16 | | | ||
+ | | #3 | 4.0V | 1460 mAh | 01.06.16 | | | ||
+ | | #4 | 3.85V | 1340 mAh | 02.06.16 | | | ||
+ | | #5 | 1.97V | 1115 mAh | 02.06.16 | | | ||
+ | | #6 | 1.94V | 600 mAh | 03.06.16 | Während des Ladens aufgebläht -> entsorgt | | ||
+ | | #7 | 1.87V | TBD | - | | ||
+ | Ablauf der Messung: Akkuspannung messen, voll aufladen mit 0,7 A, entladen mit 1,0 A bis 3 V, Kapazität notieren, Akku erneut voll aufladen und anschließend einlagern. | ||
+ | Derzeit sind die Akkus bei SEV im Schließfach #35 in der FH eingelagert. | ||
+ | Ein Akku wiegt etwa 32g. |
projekte/molnija/servicemodul.1461449464.txt.gz · Zuletzt geändert: 2016/04/23 22:11 von jan