به نام خداوند بخشنده ی مهربان گزارش طراحی دقیق کن ست

1. به نام خداوند بخشنده ی مهربانگزارش طراحی دقیق کن ست تیم " زوپیرا " مهرماه 1390

2. فهرست مطالبمعرفی اعضای تیم تغییرات بعد از طراحی اولیه پروفیل عمر ویژگیهای سیستم زیرسیستم ها و اجزای آنها شرح نرم افزار شرح ساخت و آزمونها بودجه بندی نتیجه گیری

3. معرفی اعضای تیمتیم زوپیرا متشكل از چهار دانشجوی كارشناسی دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد كه اطلاعات اعضا به شرح زیر می باشد: شکل 1- اعضای تیم

4. پروفیل عمرماموریت های این گروه شامل تصویر برداری / فیلم برداری و گسترش آنتن در كلاس آزاد می باشد. در ماموریت تصویر برداری / فیلم برداری می بایست از لحظه ی سقوط كن ست از ارتفاع 500 متری به زمین (كه به وسیله ی بالن به هوا فرستاده شده) فیلم برداری را آغاز نموده و نتایج را در هر لحظه، به ایستگاه زمینی ارسال نماید. برای شروع فیلم برداری توسط دوربین در زمان مناسب، از سیستم GPS با مشخص نمودن ارتفاع و سایر مشخصات موقعیت کن ست استفاده شده است. ایستگاه زمینی توسط گروه و در رنج فركانسی 2400 مگا هرتز ساخته می شود. برای ارسال سیگنال ها نیز، از ماژول هایی با فركانس كاری 2400 مگا هرتز و محدوده ی ارسال دیتا از 2 تا 5000 متر استفاده شده است.در ماموریت گسترش آنتن لازم است سازه ی مورد نظر در لحظه ی برخورد با زمین، آنتن خود را گسترش داده و اقدام به ارسال لوگوی تیم به ایستگاه زمینی نماید. در لحظه فرود، چتر نجات و همچنین فوم ضربه گیر، با كاهش سرعت ، مانع از آسیب دیدن سازه در هنگام برخورد به زمین می شود؛ که این خود، سیستم فرود است.

5. تغییرات بعد از طراحی اولیهپس از بررسی مجدد گزارش طراحی اولیه، تغییراتی جهت بهبود کارایی برنامه های کن ست اعمال گردید. تغییرات مربوطه در هر زیر سیستم بدین شرح است:محموله (PAY) از آنجایی که برخی از قطعات همچون OSD و آنتن Di pol مناسب دیده نشدند ترتیب قرارگیری اجزا تغییر و در این گزارش بیان شده است.مدیریت داده و فرمان (CDH) بیان شده بود از یک سنسور فشارسنج برای تشخیص ارتفاع اوج استفاده می شود اما از آنجایی که تغییرات فشار در ارتفاعات کمتر از هزار متر قابل اغماض است به کارگیری سیستم GPS مناسب تر دیده شد.مخابرات (COM) در ابتدا قرار بر این بود که در بخش گسترش آنتن، با کمک مدار OSD اقدام به ارسال لوگوی تیم روی تصویر آنالوگ در ایستگاه زمینی نماییم. طبق اطلاعات تیم، OSD های موجود در ایران تنها قابلیت ارسال نوشته برروی تصویر را دارند؛ لذا تصمیم بر آن شد تا با استفاده از ذخیره ی تصویر در کارت حافظه و بازخوانی آن توسط میکروکنترلر عملیات مربوطه انجام شود.همچنین در این بخش، آنتن Di pole 2.4 GHz بلا استفاده است چراکه ماژول فرستنده ی تصویر، خود، مجهز به آنتن با فرکانس انتخابی گروه می باشد.در گزارش طراحی اولیه بیان شد از یک آنتن جهت ارسال تصاویر و همچنین گسترش نمایشی استفاده می شود اما پس از بررسی مجدد تیم، از دو آنتن جداگانه برای اجرای ماموریت های خود استفاده می کنیم.

6. توان (EPS) ذکر شده بود تنها از یک باتری برای تامین توان استفاده می شود ولی در صورت استفاده از یک باتری، احتمال خالی شدن آن در طول مسیرمی باشد بنابراین از چند باتری کمک می گیریم تا توان سیستم را در مدت زمان چهل و پنج دقیقه تامین نماید.بازیابی ( (RCVتا قبل از انجام تست های اولیه، تنها یک چتر نجات برای سلامت سازه در نظر گرفته بودیم اما پس از چند آزمون صلاح بر آن شد تا از پوششی ضربه گیر بر روی بدنه کن ست بهره گیریم .سازه (STR) به دلیل استفاده از فوم ضربه گیر، قطر سازه نسبت به قبل کمتر شده است تا ابعاد مطلوب مسابقات حاصل گردد.ایستگاه زمینی (GS) همانطور که گفته شد آنتن Di pole 2.4 GHz بلا استفاده است.در این مرحله، از نرم افزار طراحی شده نیز، جهت دسته بندی داده ها استفاده می کنیم که در گزارش اولیه بدان اشاره نشده بود.

7. ویژگیهای سیستمآنتن مربوط به ماموریت گسترش آنتن،تلسکوپی است که توسط مکانیزم ساده،عوامل باز شدن آنتن درDC ویک موتورRack-pinionمکانیکی زمان مقتضی را تشکیل می دهد.هم چنین برای حصول اطمینان از توان دستگاه برای انجام ماموریت، چند باتری سری وموازی، قرار داده شده است ، تا در صورت عدم توانایی،باتری اصلی برای تامین توان سازه،باتری دیگر فعال شود.

8. زیرسیستم ها و اجزای آنهامحموله (PAY)زیرسیستم محموله بخشی است که در آن الزامات ماموریت ارضا خواهند شد. زوپیرا شامل طبقاتی است که هر کدام محل قرار گرفتن بخشی از مدارها و سایر قطعات الکترونیکی است.پایین ترین طبقه مربوط به دوربین، به منظور تسلط بهتر بر محیط است. چتر نیز در بالاترین طبقه قرار گرفته و سایر قطعات، در طبقات مابین تعبیه شده اند. همچنین توزیع جرم به گونه ای است که مرکز ثقل در قسمت پایین سازه قرار گیرد تا فرود سازه در مسیری نزدیک به خط عمود اتفاق افتد.

9. مدیریت داده و فرمان(CDH) این بخش شامل ارسال اطلاعات، در حین سقوط و لحظه ی برخورد با زمین است. مدیریت اطلاعات، شامل میکروکنترلر و سیستم GPS جهت تعیین موقعیت از جمله ارتفاع می باشد. سیستم GPS را به یک میکروکنترلر متصل کرده و با انتقال داده های GPS به میکروکنترلر، موقعیت لحظه ای کن ست مشخص شده و بنابر برنامه ی داده شده به میکروکنترلر، دستور آغاز فیلم برداری به ماژول متصل به دوربین ارسال می شود؛ به همین منوال، در ارتفاع نزدیک به زمین، دستور گسترش آنتن و ارسال لوگو به زیر سیستم های مربوطه فرستاده می شود. برای ذخیره ی تصاویر نیز، از یک میکروکنترلر و کارت های MMC استفاده می کنیم.GT-723fATMEGA64

10. مخابرات (COM) در سیستم تصویربرداری، ماژول استفاده شده باید دارای برد مناسب (طبق قوانین مسابقه حداقل 500 متر) و در بازه ی فرکانس کاری 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز باشد. باتوجه به اینکه تیم ما قصد ساخت ایستگاه زمینی را دارد، ماژول انتخابی زوپیرا XBee-Pro و دوربین مورد استفاده، C328-7640 است که ویژگی های بالا را پوشش می دهد. در بخش گسترش آنتن، آنتن باید از قابلیت باز شدن در زمان مناسب، برخوردار باشد. بخش از یک آنتن تلسکوپی، برای باز شدن استفاده شده است ،راه اندازی آن با استفاده ازمکانیزم چرخ دنده ها و رله الکتریکی می باشد. آنتنXBee-ProC328-7640

11. توان (EPS)زیرسیستم توان، شامل بخش تامین کننده ی ولتاژ و یا جریان خاص یک قطعه یا بخش می شود. با توجه به جریان و توان مصرفی قطعات زوپیرا، از چند باتری با مشخصات زیر استفاده می شود که حداکثر انرژی و توان را برای مدار فراهم می کند.TP20-800-3

12. بازیابی ((RCV در زوپیرا، جهت کاهش سرعت و فرود ایمن، بازیابی شامل چتر و اتصالات آن و فوم ضربه گیر می باشد. چتر فرود:طاقه چتر شامل هشت عدد قطعه سه گوش متصل به هم است که در نهایت شکل گنبدی را تشکیل می دهد.جنس چتر از" پارچه شمعی" و قطر آن،cm 64 است که به اشتباه در CDR شعاع ذکر شده است.اتصالات چتر:هشت ریسمان متصل به چتر، از جنس "پلی آمید - کولار" و به طول 115% قطر دهانه ی چتر می باشد. همچنین مهاری برای تحمل 50 برابر وزن سازه درنظر گرفته شده است.فوم ضربه گیر:برای جلوگیری از شکست سازه و سایر اجزای آن، از یک پوشش ضربه گیر با جنس "پلی اتیلن" روی کن ست استفاده شده است.

13. سازه (STR)با توجه به ابعاد مشخص شده در قوانین و شرکت در بخش آزاد مسابقات، شکل سازه ی مطلوب برای زوپیرا، یک استوانه به حجم 1 لیتر می باشد. بدین منظور از یک قوطی کوچک پلاستیکی به منظور کارکرد هرچه بهتر ماژول ها، کمک می گیریم.

14. ایستگاه زمینی (GS)این زیرسیستم شامل لپ تاپ، یک ماژول گیرنده و یک آنتن می باشد. عملیات دریافت نهایی داده ها و اطلاعات جمع آوری شده توسط کن ست، در این بخش صورت می گیرد. در ماموریت گسترش آنتن نیز، این ایستگاه وظیفه ی دریافت تصویر لوگوی ارسالی را برعهده دارد.ایستگاه زمینی

15. شرح نرم افزارمی توان با طراحی نرم افزار، تصاویر و اطلاعات دریافتی را ذخیره و بعد از فرود کن ست از آن استفاده نمود. نرم افزار طراحی شده، قابلیت ضبط و ذخیره فیلم ، گرفتن عکس و همچنین نمایش موقعیت جغرافیایی "زوپیرا" را دارد.از نرم افزارهایی که برای شبیه سازی کن ست استفاده شده است شامل نرم افزارهای طراحی مکانیکی کتیا و سالیدورک و طراحی الکترونیکی پروتیوس وهم چنین نرم افزار تحلیلی متلب است.

16. شرح ساخت و آزمونهابیان روشهای ساخت و تکنیک های به کار گرفته شدهزیر محفظه چتر، یک صفحه با تعدادی سوراخ برای عبور هوا و باز شدن چتر است. این ویژگی مانع از افتادن آن می شود.اتصال هشت قطعه سه گوش چتر، برای ایجاد گنبد آن با تودوزی خاصی همراه است تا چتر در بهترین حالت ممکن باز شود.برای تسلط بیشتر دوربین بر محیط،آخرین طبقه سازه به آن اختصاص داده شده است.

17. معرفی آزمون های انجام شده بر روی کن ستدر خلال آزمایشات انجام شده در ابتدا بدون راه اندازی قطعات برای اطمینان از کارکرد درست چتر با ابعاد در نظر گرفته شده، چتر متصل به وزنه 1 کیلوگرمی را از ارتفاع 20 متری و در شرایط متعادل هوا رها کردیم. در هر بار آزمایش از جنس های مختلف همچون پارچه ساتن، برزنت سبک و پارچه شمعی استفاده کردیم.پارچه ی شمعی بهترین حالت فرود را برای وزنه فراهم آورد. به طور همزمان وزنه با پوشش هایی همچون اسفنج نرم، پلاستیک فشرده و فوم های مختلف امتحان نمودیم تا میزان ضربه گیری هرکدام را بررسی کنیم.

18. بودجه بندیبودجه بندی توان بودجه بندی جرم

19. بودجه بندی داده ها بودجه بندی هزینه ها

20. نتیجه گیرینتیجه فعالیت ها و درصد پیشرفت

21. درصد همکاری اعضا 25 25 25 25

22. برنامه آینده