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vista SBM lato componenti |
vista SBM lato rame |
telecamera+SBM+Tx |
La scheda a
bordo missile (SBM) , alloggiata nella sezione strumentale (SS) ha due compiti fondamentali: gestire le due telecamere che
trasmettono a terra mediante trasmettitore interno alla sezione strumentale ed
acquisire l’accelerazione assiale.
In
questa pagina troverete lo schema elettrico della scheda a bordo missile, il suo
master ed il manualetto che spiega il suo funzionamento ed il percorso seguito
durante la sua progettazione. La sezione software comprende il sorgente del
programma su microcontrollore ed il programma MATLAB per graficare i risultati
del campionamento accelerazione.
La
gestione delle telecamere consiste nel tenere sempre in funzione quella laterale
fino al distacco delle due sezioni, in quel momento un fotoaccoppiatore informa
il microcontrollore e questo commuta il segnale video sulla
telecamera applicata
al fondo della sezione strumentale per circa 4 secondi ed infine ritorna alla
telecamera laterale per la ripresa panoramica della discesa. Dunque abbiamo modo
di registrare anche l’istante del distacco sezioni con l’apertura dei
paracadute, momento particolarmente difficile del volo.
L’acquisizione
dell’accelerazione avviene prendendo il segnale in uscita al sensore di
accelerazione integrato, convertendolo in digitale e memorizzandolo, al momento,
nella piccola memoria interna al microcontrollore. Successivamente trasferiremo
i campioni sul PC, mediante seriale, per darli “in pasto” ad un programma
MATLAB che graficherà l’accelerazione, la velocità e la posizione.
Dai grafici e dalle liste
numeriche avremo modo di capire la dinamica del volo ed in particolare potremo
estrarre i dati per il calcolo dei coefficienti di attrito, comparandoli con
quelli teorici del simulatore di volo.
Oltre a
ciò, abbiamo anche la sezione che si occupa di commutare l’alimentazione da
esterna ( cioè prelevata dalla
batteria su rampa, mentre il razzo è in attesa del lancio ) a quella interna (
generata da un pacco batterie NiMH ) e la sezione che preleva il segnale audio
di un microfono e lo invia al trasmettitore. Come
per tutta l’altra elettronica, si è seguito il principio di minimo costo
cercando di semplificare al massimo la componentistica.
UPDATE 2005
Successivamente ai lanci eseguiti con il sistema a bordo missile
descritto precedentemente, abbiamo riutilizzato la stessa scheda per potenziare
l’acquisizione. Mantenendo lo stesso hardware, si è aggiunta una memoria I2C
esterna ( prevista nel progetto originale ma non utilizzata nella prima versione
della SBM ) che ci consente di aumentare la capacita di memorizzazione
portandola attualmente a 64 Kbyte contro i 512 byte della eeprom interna al
microcontrollore. Data l’elevata capacità, abbiamo pensato di aumentare anche la
risoluzione utilizzando tutti i 10 bit del convertitore AD interno al
microcontrollore e quindi riscrivendo il programma per gestire dati su due byte.
Benché la memoria esterna risulti più lenta, portando il periodo di
campionamento a 3,7 ms, abbiamo comunque guadagnato in velocità in quanto non si
ha la necessità di rallentare l’esecuzione del programma con pause di 33 ms onde
evitare il rapido riempimento della memoria stessa; grazie alla maggior capacità
adesso possiamo acquisire col tempo di scrittura di 3,7 ms per quasi due minuti,
più che sufficienti per memorizzare il periodo di maggior interesse del volo da
un punto di vista dinamico.
scarica manuale
sbm2005
UPDATE 2005_6
La SBM2005 avvia la registrazione dati
mediante una comparazione fra il livello di accelerazione ed una soglia
costruita ad hoc, in modo da tenere sotto controllo le fluttuazioni
dovute a disturbi non troppo veloci. Sebbene questa tecnica sia stata
provata con successo nei test ed abbia fornito almeno una registrazione
di volo, si è dimostrata troppo vulnerabile e bisognosa di continui
controlli e messe a punto per non consentire l’avvio anzitempo o la
mancata registrazione. Si è così cercata una soluzione meno raffinata ma
più sicura e semplice, ossia considerare un consenso esterno. Senza
stravolgere l’architettura possiamo utilizzare la tensione 12V che
preleviamo dalla rampa, difatti questo livello di tensione viene
sicuramente a mancare alla partenza e per tuta la durata del volo, per
cui è un ottimo consenso alla registrazione. Dall’ultimo volo della
SBM2005 si è potuto constatare che un volo in caduta libera può
provocare il riavvio della registrazione distruggendo i dati, con questo
nuovo sistema, ovvero SBM 2005_6, il problema non sussiste poiché la
tensione esterna è assente a maggior ragione quando il razzo tocca terra
( qualunque sia la modalità di atterraggio….. ) e poiché la
registrazione è riavviata solo con un fronte in discesa dei 12V i dati
sono protetti.
scarica manuale sbm2005_6
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Dati tecnici
strumentali-elettronici
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