/Designs/Measuring_instruments/ABL01A/DOC/src/zprava.cs.tex
93,6 → 93,10
 
\subsection{Potřebné parametry}
 
Vypouštěcí box musí být konstruovaný tak, aby jeho součásti měly vysokou spolehlivost umožnil snadné připojení do sítě, umožňoval zároveň příjem telemetrie z vypuštěných sond.
 
\subsection{Elektronika pozemní stanice}
 
Většina řídící elektroniky je složena z modulů
\href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}
 
109,7 → 113,6
Jako hlavní řídící MCU této jednotky byl vybrán ARM STM32F103R8T v modulu
\href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}.
 
\subsection{Elektronika pozemní stanice}
 
\subsubsection{Napájení elektronických subsystémů}
 
120,14 → 123,9
 
\subsection{Mechanická konstrukce}
 
<<<<<<< .mine
Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v IKEI a bočnice a střecha z polykarbonátu. Výsledné uspořádání připomíná psí boudu a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy.
Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se kvůli dešti navzájem trochu překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, sjedou samovolně střešní desky po bočnicích na zem. Celý systém je znázorněn na obrázku.
=======
Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v obchodním řetězci IKEA. Bočnice a střecha jsou vyřezány z dutinkového polykarbonátu (menší zátěž, dostatečně pevný). Výsledné uspořádání je vidět na obrázku \ref{fig:box} a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy.
Základem vypouštěče je polypropylenová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, z obchodního řetězce IKEA. Bočnice a střecha jsou vyřezány z dutinkového polykarbonátu (má dobrý poměr hmotnosti a pevnosti). Výsledné uspořádání je vidět na obrázku \ref{fig:box} a bylo takto navrženo za účelem snadného a spolehlivého otevírání střechy.
 
Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se z důvodu vodotěsnosti navzájem překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, se spustí vlivem gravitační síly po bočnicích na zem.
>>>>>>> .r3032
 
\subsubsection{Akční členy}
 
148,7 → 146,7
\begin{figure}[hbtp]
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg}
\caption{Prototyp pojišťovacího mechanismu}
\caption{Prototyp zajišťovacího mechanismu}
\label{fig:odpalovac}
\end{figure}
 
155,7 → 153,7
\begin{figure}[hbtp]
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg}
\caption{Vodící článek pro stuhu}
\caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)}
\label{fig:3Dtiskarna}
\end{figure}
 
163,11 → 161,7
Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond.
 
<<<<<<< .mine
Jiná možnost otevření střechy je použít panty. Tyto panty by, držely střešní desky v zavřené poloze a po přepálení pásky rezistorem, by se tyto desky vyklopily do stran, jak je znázorněno na obrázku. Pohyb, který by střešní desky musely vykonat, by byl zajištěn pružinami. Nejvhodnější řešení by bylo použít zkrutnou pružinu, u každého pantu.
=======
Dalším možným řešením otevírání střechy jsou panty. Tyto panty by držely střešní desky v zavřené poloze a po přepálení pásky rezistorem by se tyto desky vyklopily do stran, jak je znázorněno na obrázku \ref{fig:oteviraniStrechy}. Pohyb, který by střešní desky musely vykonat, by byl zajištěn pružinami. Nejvhodnějším řešením je použití zkrutné pružinu u každého pantu.
>>>>>>> .r3032
 
\begin{figure}[hbtp]
\centering
217,8 → 211,9
\label{fig:helium}
\end{figure}
 
V originálním uspořádání je tlačný kuželový ventil otevírán redukčním ventilem, který je vidět na obrázku \ref{fig:ventil_autogen}.
V originálním uspořádání je tlačný kuželový ventil otevírán redukčním ventilem, který je vidět na obrázku \ref{fig:ventil_autogen}. Ten kromě kuželu a přítlačné pružiny obsahuje ještě i zpětný ventil s hadičníkem, který lze z těla redukčního ventilu odšroubovat.
 
 
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png}
226,12 → 221,9
\label{fig:ventil_autogen}
\end{figure}
 
Ten kromě kuželu a přítlačné pružiny obsahuje ještě i zpětný ventil s hadičníkem, který lze z těla redukčního ventilu odšroubovat.
Pro konstrukci prototypu napouštěče balónu bylo potřeba opakovaně experimentovat s procesem napouštění a problém opakovaného naplnění plynové kartuše a otevírání kuželového ventilu se nepodařilo z časových důvodů vhodně vyřešit. Z toho důvodu byla použita opakovatelně plnitelná tlaková nádoba v kombinaci s klasickým redukčním ventilem na kyslík. Helium je pak dávkováno elektromagnetickým ventilem \ref{fig:elmag_ventil}.
 
Pro konstrukci prototypu napouštěče balónu bylo potřeba opakovaně experimentovat s procesem napouštění a problém opakovaného naplnění plynové kartuše a otevírání kuželového ventilu se nepodařilo z časových důvodů vhodně vyřešit.
 
Z toho důvodu byla použita opakovatelně plnitelná tlaková nádoba v kombinaci s klasickým redukčním ventilem na kyslík.
 
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg}
253,9 → 245,6
\label{fig:redukcni_ventil_kyslik}
\end{figure}
 
 
Helium je pak dávkováno elektromagnetickým ventilem.
 
\begin{figure}
\centering
\includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg}
263,10 → 252,8
\label{fig:elmag_ventil}
\end{figure}
 
Toto uspořádání má značnou nevýhodu. Helium je pod stálým tlakem ve značném objemu aparatury. Vlivem netěsností a difuze skrz materiály s nízkou hustotou, jako jsou například hadice, nebo pryžová těsnění z ní tak postupně uniká.
Toto uspořádání má značnou nevýhodu. Helium je pod stálým tlakem ve značném objemu aparatury. Vlivem netěsností a difuze skrz materiály s nízkou hustotou, jako jsou například hadice, nebo pryžová těsnění helium postupně uniká. Toto chování bylo demonstrováno při zkouškách prototypu natlakováním asi 1m dlouhé hadice s průměrem 6 mm přes redukční ventil na jejím druhém konci pak byl připojený manometr, na kterém bylo možné sledovat klesání tlaku v hadici. Tlak z původních 0,4 MPa klesl během několika desítek minut na 0,2 MPa. Dále přes noc klesl až k nule. Hadice byla k regulačnímu ventilu a manometru připojena kvalitními nástrčnými šroubeními pro technické plyny se závity těsněnými teflonovou páskou.
 
Toto chování bylo demonstrováno při zkouškách prototypu natlakováním asi 1m dlouhé hadice s průměrem 6 mm přes redukční ventil na jejím druhém konci pak byl připojený manometr, na kterém bylo možné sledovat klesání tlaku v hadici. Tlak z původních 0,4 MPa klesl během několika desítek minut na 0,2 MPa. Dále přes noc klesl až k nule. Hadice byla k regulačnímu ventilu a manometru připojena kvalitními nástrčnými šroubeními pro technické plyny se závity těsněnými teflonovou páskou.
 
Je tedy zřejmé, že systém se stále otevřenou tlakovou lahví a regulačním ventilem nemůže být použit v produkční verzi zařízení, neboť nelze zaručit trvanlivost náplně v tlakové nádobě po delší dobu.
 
 
278,15 → 265,13
\item
Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu.
\item
Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením víka a
podobně)
Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy)
\end{itemize}
 
\subsubsection{Meteorologická data}
 
Základní meteorologické veličiny nutné pro rozhodnutí o startu jsou snímány lokálně (teplota, tlak, relativní vlhkost, směr rychlost větru) jsou snímány meteostanicí \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:aws}{AWS01B} a lokálně zaznamenáván společně s údaji z \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} (pozice stanice a přesný čas) logu a reportu o průběhu startu.
Základní meteorologické veličiny nutné pro rozhodnutí o startu jsou měřeny lokálně (teplota, tlak, relativní vlhkost, směr rychlost větru) automatickou meteostanicí \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:aws}{AWS01B} a lokálně zaznamenávány společně s údaji z \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} (pozice stanice a přesný čas) logu a reportu o průběhu startu.
 
 
\subsection{Firmware pozemní stanice}
\label{Box_firmware}
 
326,12 → 311,12
 
Při spuštění terminálu se po resetu programu procesoru vypíše úvodní zpráva s nápovědou, na kterých výstupních pinech procesoru jsou připojeny jednotlivé akční členy. Poté program přechází do pohotovostního režimu a čeká na příkaz od uživatele. Tyto příkazy jsou:
 
\begin{enumerate}
\begin{itemize}
\item odpal
\item zrus (nebo písmeno "s")
\item help
\item check
\end{enumerate}
\end{itemize}
 
Příkaz \textbf{odpal} spustí vypouštěcí sekvenci probuzením daného vlákna pro vypouštění. Příkaz \textbf{zrus} zastaví vypouštěcí sekvenci, pokud byla zahájena a informuje o tom výpisem o ukončení vypouštění. Zároveň jde vypouštění zrušit okamžitě stisknutím "s" bez nutnosti potvrzovat příkaz enterem. Příkaz \textbf{help} vypíše stejnou úvodní zprávu jako po resetu programu. Poslední příkaz \textbf{check}, lze použít pro kontrolu stavu vypouštěče před začátkem vypouštění. Po zadání tohoto příkazu jsou na terminál vypsány informace o aktuálních stavech použitých senzorů. Lze tak například zkontrolovat, že střecha není zajištěna, nebo že je lis již spuštěn.
 
355,9 → 340,7
 
\section{Balónová sonda}
 
Hlavním úkolem meteorologické sondy je v případě použití systému ke zpřesnění dráhy dopadu meteoru změření směrů a rychlostí větru. Z tohoto hlediska jde proto o meteorologickou sondu označovanou jako \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Rawinsonde}{Rawinsonde}.
 
Neletový prototyp sondy bude vyvinut za použití modulů stavebnice
Hlavním úkolem meteorologické sondy je v případě použití systému ke zpřesnění dráhy dopadu meteoru změření směrů a rychlostí větru. Z tohoto hlediska jde proto o meteorologickou sondu označovanou jako \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Rawinsonde}{Rawinsonde}. Neletový prototyp sondy byl experimentálně sestaven z modulů stavebnice
\href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB}
 
\href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
366,8 → 349,7
 
\subsection{Potřebné parametry}
 
GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke
zpoždění v důsledku čekání na fix.
GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke zpoždění vypuštění v důsledku čekání na fix.
 
\subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)}
 
515,6 → 497,7
 
\subsubsection{Svařování balónu}
 
Vzhledem k nestandardním požadavkům proto bylo potřeba si svařit vlastní balón z PE fólie. K tomu byl využit polotovar známý jako hadice. Na balonu jsou pak pouze dva svařované spoje na spodní a horní části.
 
 
 
592,7 → 575,7
Dále bude potřeba vylepšit firmware tak, aby časování sekvence fungovalo korektním způsobem.
 
\subsection{Doporučení pro další cvičení}
U tohoto konkrétního projektu byla největším nedostatkem výbava fakultních laboratoří. Balón byl svařován v dílně Fakulty strojní a finální box byl sestavován ve velice dobře vybavené dílně bloku IX na Strahově. Velký dík patří především provozovatelům právě této Strahovské dílny, která byla týmu k dispozici bez jakýchkoli komplikací včetně celé její výbavy.
U tohoto konkrétního projektu byla největším nedostatkem výbava fakultních laboratoří. Balón byl svařován v dílně Fakulty strojní a finální box byl sestavován ve velice dobře vybavené \href{http://macgyver.sh.cvut.cz/}{bastlírně} bloku 9 na Strahově. Poděkování patří především provozovatelům právě této Strahovské dílny, která byla týmu k dispozici bez jakýchkoli komplikací včetně kompletního vybavení.
\newpage