Rev 3064 Rev 3071
1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article} 1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article}
2 \usepackage[utf8]{inputenc} 2 \usepackage[utf8]{inputenc}
3 \usepackage[czech]{babel} 3 \usepackage[czech]{babel}
4 \usepackage[colorlinks=true,unicode]{hyperref} 4 \usepackage[colorlinks=true,unicode]{hyperref}
5 \usepackage{graphicx} 5 \usepackage{graphicx}
6 \usepackage{fancyhdr} 6 \usepackage{fancyhdr}
7 \usepackage{fullpage} 7 \usepackage{fullpage}
8 \usepackage[top=5cm, bottom=10cm, left=2.5cm, right=2.5cm]{geometry} 8 \usepackage[top=5cm, bottom=10cm, left=2.5cm, right=2.5cm]{geometry}
9   9  
10 % vzdy trash aux files potom latex, bibtex zprava.cs.aux, potom makeglossaries zprava.cs.glo (z command line) potom latex 10 % vzdy trash aux files potom latex, bibtex zprava.cs.aux, potom makeglossaries zprava.cs.glo (z command line) potom latex
11 \usepackage[nonumberlist,toc,numberedsection=autolabel,shortcuts]{glossaries} % list of acronyms 11 \usepackage[nonumberlist,toc,numberedsection=autolabel,shortcuts]{glossaries} % list of acronyms
12 \makeglossaries 12 \makeglossaries
13   13  
14 \input{glossaries} 14 \input{glossaries}
15   15  
16 \textwidth 16cm \textheight 20cm 16 \textwidth 16cm \textheight 20cm
17 \topmargin 0cm 17 \topmargin 0cm
18 \oddsidemargin 0cm 18 \oddsidemargin 0cm
19 \pagestyle{fancy} 19 \pagestyle{fancy}
20 \addtolength{\headsep}{30 pt} 20 \addtolength{\headsep}{30 pt}
21 \addtolength{\footskip}{50 pt} 21 \addtolength{\footskip}{50 pt}
22   22  
23 \setlength{\headheight}{17pt} 23 \setlength{\headheight}{17pt}
24   24  
25 \fancyfoot{} 25 \fancyfoot{}
26 \fancyfoot[L] 26 \fancyfoot[L]
27 {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[width=1.5cm]{./img/datamatrix.png}} \tiny{ \begin{tabular}{c} 27 {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[width=1.5cm]{./img/datamatrix.png}} \tiny{ \begin{tabular}{c}
28 pomiceva \\ 28 pomiceva \\
29 kakonjak \\ 29 kakonjak \\
30 hanuson1 \\ 30 hanuson1 \\
31 poskozby \\ 31 poskozby \\
32 jichapav \\ 32 jichapav \\
33 \end{tabular}} 33 \end{tabular}}
34 } 34 }
35 \fancyfoot[C] {\thepage} 35 \fancyfoot[C] {\thepage}
36 \fancyfoot[R] {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[height=1.0cm]{./img/Logo_UST.png}}} 36 \fancyfoot[R] {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[height=1.0cm]{./img/Logo_UST.png}}}
37   37  
38   38  
39 \begin{document} 39 \begin{document}
40 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A} 40 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A}
41 \author{Eva Pomíchalová, Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz),\\ Ondřej Hanus, Pavel Jícha, Zbyněk Poskočil} 41 \author{Eva Pomíchalová, Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz),\\ Ondřej Hanus, Pavel Jícha, Zbyněk Poskočil}
42 \maketitle 42 \maketitle
43   43  
44 \begin{figure} [h!] 44 \begin{figure} [h!]
45 \begin{center} 45 \begin{center}
46 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG} 46 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG}
47 \end{center} 47 \end{center}
48 \end{figure} 48 \end{figure}
49   49  
50 \thispagestyle{fancy} 50 \thispagestyle{fancy}
51 \newpage 51 \newpage
52 \begin{abstract} 52 \begin{abstract}
53 \input{abstrakt.txt} 53 \input{abstrakt.txt}
54 \end{abstract} 54 \end{abstract}
55 \newpage 55 \newpage
56   56  
57   57  
58   58  
59 \tableofcontents 59 \tableofcontents
60 \newpage 60 \newpage
61   61  
62 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon} 62 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon}
63   63  
64 Účelem vývoje celého systému je plná automatizace procesu vypuštění balónu a jeho začlenění do složitější sítě měřících přístrojů. 64 Účelem vývoje celého systému je plná automatizace procesu vypuštění balónu a jeho začlenění do složitější sítě měřících přístrojů.
65   65  
66 \subsection{Cíle konstrukce systému} 66 \subsection{Cíle konstrukce systému}
67   67  
68 Jde o inovativní přístroj, který může být využit v několika aplikacích vyžadujících přesná meteorologická měření sondou přímo v místě události. 68 Jde o inovativní přístroj, který může být využit v několika aplikacích vyžadujících přesná meteorologická měření sondou přímo v místě události.
69   69  
70 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů} 70 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů}
71   71  
72 \begin{figure} 72 \begin{figure}
73 \centering 73 \centering
74 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png} 74 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png}
75 \caption{Schéma celé sítě} 75 \caption{Schéma celé sítě}
76 \label{fig:blokcelasit} 76 \label{fig:blokcelasit}
77 \end{figure} 77 \end{figure}
78   78  
79 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě 79 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě
80 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i 80 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i
81 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery). 81 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery).
82   82  
83 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v 83 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v
84 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A 84 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A
85 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch. 85 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch.
86   86  
87 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou 87 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou
88 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění 88 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění
89 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy 89 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy
90 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti. 90 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti.
91   91  
92 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice 92 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice
93 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez 93 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez
94 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení 94 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení
95 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických 95 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických
96 meteorologických 96 meteorologických
97 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}. 97 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}.
98   98  
99 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond} 99 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond}
100   100  
101 Meteorologické sondy jsou dnes prakticky výhradně vypouštěny ručně nafouknutím balonu vodíkem, jeho uvázáním na na sondu a vypuštěním. Již dříve však bylo učiněno několik pokusů o automatizaci tohoto procesu \cite{automacic_balloon_launcher}. Avšak zatím žádný nedosáhl praktického nasazení. Což je pravděpodobně způsobeno komplikovaností procesu a zajištěním spolehlivosti tohoto řešení. Náročnost úlohy se podstatně zjednodušuje v případě, že vypouštěcí systém bude konstruován na jednorázové použití, jako je tomu v případě aplikace v síti pro detekci dopadu meteorů. 101 Meteorologické sondy jsou dnes prakticky výhradně vypouštěny ručně nafouknutím balonu vodíkem, jeho uvázáním na na sondu a vypuštěním. Již dříve však bylo učiněno několik pokusů o automatizaci tohoto procesu \cite{automacic_balloon_launcher}. Avšak zatím žádný nedosáhl praktického nasazení. Což je pravděpodobně způsobeno komplikovaností procesu a zajištěním spolehlivosti tohoto řešení. Náročnost úlohy se podstatně zjednodušuje v případě, že vypouštěcí systém bude konstruován na jednorázové použití, jako je tomu v případě aplikace v síti pro detekci dopadu meteorů.
102   102  
103 V jiných meteorologických aplikacích může být přínosem jednak absence obsluhy a tím i možnost umístění přístroje do odlehlých oblastí. Ale i možnost mít měřící přístroj připravený pro některou speciální meteorologickou událost. 103 V jiných meteorologických aplikacích může být přínosem jednak absence obsluhy a tím i možnost umístění přístroje do odlehlých oblastí. Ale i možnost mít měřící přístroj připravený pro některou speciální meteorologickou událost.
104   104  
105 \section{Pozemní vypouštěcí box} 105 \section{Pozemní vypouštěcí box}
106   106  
107 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující 107 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující
108 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je 108 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je
109 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v 109 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v
110 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy. 110 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy.
111   111  
112 \subsection{Potřebné parametry} 112 \subsection{Potřebné parametry}
113   113  
114 Vypouštěcí box musí být konstruovaný tak, aby jeho součásti měly vysokou spolehlivost umožnil snadné připojení do sítě, umožňoval zároveň příjem telemetrie z vypuštěných sond. 114 Vypouštěcí box musí být konstruovaný tak, aby jeho součásti měly vysokou spolehlivost umožnil snadné připojení do sítě, umožňoval zároveň příjem telemetrie z vypuštěných sond.
115   115  
116 \subsection{Elektronika pozemní stanice} 116 \subsection{Elektronika pozemní stanice}
117   117  
118 Většina řídící elektroniky je složena z modulů 118 Většina řídící elektroniky je složena z modulů
119 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB} 119 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}
120   120  
121 Komunikace s řídícím systémem sítě stanic je aktuálně řešena terminálem na RS232 tvořeného modulem \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/RS232SINGLE01A}{RS232SINGLE01A} respektive jeho \gls{USB} variantou \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/USB232R01B}{USB232R01B}. Další možnosti připojení jsou následující: 121 Komunikace s řídícím systémem sítě stanic je aktuálně řešena terminálem na RS232 tvořeného modulem \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/RS232SINGLE01A}{RS232SINGLE01A} respektive jeho \gls{USB} variantou \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/USB232R01B}{USB232R01B}. Další možnosti připojení jsou následující:
122   122  
123 \begin{itemize} 123 \begin{itemize}
124 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A} 124 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A}
125 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici \gls{CAN} \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLCAN01B}{TTLCAN01B} 125 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici \gls{CAN} \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLCAN01B}{TTLCAN01B}
126 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici RS485. \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLRS48501A}{TTLRS48501A} 126 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici RS485. \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLRS48501A}{TTLRS48501A}
127 \item \gls{GSM} výhodné pro odlehlé oblasti a odesílání informací o poruchách. 127 \item \gls{GSM} výhodné pro odlehlé oblasti a odesílání informací o poruchách.
128 \item \gls{USB} - je přímo osazeno na použitém řídícím modulu a lze jej použít jako servisní terminál a k aktualizaci firmwaru pomocí bootloaderu. 128 \item \gls{USB} - je přímo osazeno na použitém řídícím modulu a lze jej použít jako servisní terminál a k aktualizaci firmwaru pomocí bootloaderu.
129 \end{itemize} 129 \end{itemize}
130   130  
131 Jako hlavní řídící \gls{MCU} této jednotky byl vybrán \gls{ARM} STM32F103R8T v modulu 131 Jako hlavní řídící \gls{MCU} této jednotky byl vybrán \gls{ARM} STM32F103R8T v modulu
132 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}. 132 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}.
133   133  
134   134  
135 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů} 135 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů}
136   136  
137 Ve vývojové fázi funkčního vzoru je napájení systému řešeno PC ATX zdrojem, ze kterého jsou využity +5 V a +12 V větve. Toto řešení se neukázalo jako příliš optimální vzhledem ke špatné spolehlivosti PC zdrojů při provozu s nízkou zátěží v dalším prototypu bude proto ATX zdroj pravděpodobně nahrazen jiným spínaným zdrojem určeným pro tento druh aplikace. 137 Ve vývojové fázi funkčního vzoru je napájení systému řešeno PC ATX zdrojem, ze kterého jsou využity +5 V a +12 V větve. Toto řešení se neukázalo jako příliš optimální vzhledem ke špatné spolehlivosti PC zdrojů při provozu s nízkou zátěží v dalším prototypu bude proto ATX zdroj pravděpodobně nahrazen jiným spínaným zdrojem určeným pro tento druh aplikace.
138   138  
139 Výhodným řešením by také mohlo být využití fotovoltaických článků, které by v případě umístění na odsuvné střeše bylo možné využít k detekci zakrytí střechy. 139 Výhodným řešením by také mohlo být využití fotovoltaických článků, které by v případě umístění na odsuvné střeše bylo možné využít k detekci zakrytí střechy.
140   140  
141   141  
142 \subsection{Mechanická konstrukce} 142 \subsection{Mechanická konstrukce}
143   143  
144 Základem prototypu 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. 144 Základem prototypu 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.
145   145  
146 \begin{figure}[hbtp] 146 \begin{figure}[hbtp]
147 \centering 147 \centering
148 \includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG} 148 \includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG}
149 \caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu} 149 \caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu}
150 \label{fig:box} 150 \label{fig:box}
151 \end{figure} 151 \end{figure}
152   152  
153 Bočnice mají tvar obdélníku zkombinovaného s přesahujícím rovnoramenným troj\-úhelníkem. Obdélníková část bočnic je přišroubována ke krabici a na trojúhelníkové části je položena střecha, složená ze dvou desek. V produkční verzi by mela být konstrukce spodní části řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou z \gls{PE} desek. Krabice musí být dostatečně utěsněna, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond. Boční profil krabice by pravděpodobně mohl být modifikován do trojúhelníku, což by umožnilo lepší kontrolu nad odpadávajícími díly střechy. Šikmé stěny přes které by se měla sesouvat střecha by navíc mohly být pokryty fotovoltaickými články, které by v zavřeném vyčkávacím stavu sloužily k výrobě elektrické energie pro napájení stanice a při otevření střechy by posloužily, jako zpětná vazba sesunutí desek. 153 Bočnice mají tvar obdélníku zkombinovaného s přesahujícím rovnoramenným troj\-úhelníkem. Obdélníková část bočnic je přišroubována ke krabici a na trojúhelníkové části je položena střecha, složená ze dvou desek. V produkční verzi by měla být konstrukce spodní části řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou z \gls{PE} desek. Krabice musí být dostatečně utěsněna, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond. Boční profil krabice by pravděpodobně mohl být modifikován do trojúhelníku, což by umožnilo lepší kontrolu nad odpadávajícími díly střechy. Šikmé stěny přes které by se měla sesouvat střecha by navíc mohly být pokryty fotovoltaickými články, které by v zavřeném vyčkávacím stavu sloužily k výrobě elektrické energie pro napájení stanice a při otevření střechy by posloužily, jako zpětná vazba sesunutí desek.
154   154  
155   155  
156 \subsubsection{Akční členy} 156 \subsubsection{Akční členy}
157   157  
158 Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální spolehlivost. Konstrukce akčních členů je převzata z kosmických technologií používaných na družicích Magion, proto jsou použity pružiny s přepalovacími PES pojistkami\footnote{silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem} Při testování byly zkoušeny různé plastické materiály a jako nejlepší se jeví polyesterové vázací pásky. Viz obrázek~\ref{fig:odpalovac} Ke spínání proudu do topných rezistorů je využit modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/NFET4X01B}{NFET4X01B} Nejdříve byl vyroben prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Na kterém byla demonstrována funkčnost takového řešení. Tento pokus nejlépe ilustruje \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{dokumentační video}. 158 Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální spolehlivost. Konstrukce akčních členů je převzata z kosmických technologií používaných na družicích Magion, proto jsou použity pružiny s přepalovacími PES pojistkami\footnote{silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem} Při testování byly zkoušeny různé plastické materiály a jako nejlepší se jeví polyesterové vázací pásky. Viz obrázek~\ref{fig:odpalovac} Ke spínání proudu do topných rezistorů je využit modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/NFET4X01B}{NFET4X01B} Nejdříve byl vyroben prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Na kterém byla demonstrována funkčnost takového řešení. Tento pokus nejlépe ilustruje \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{dokumentační video}.
159   159  
160 U tohoto prototypu bylo zjištěno, že doba přepalování je poměrně dlouhá, v důsledku nízkého topného výkonu rezistoru (47 $\Omega$ @ 12 V) což nebylo vhodné. Bylo to důsledkem snahy zachovat cermetový rezistor pro opakované použití. V dalším experimentu byl rezistor nahrazen \href{http://www.tme.eu/cz/details/m0.4w-10r/metalizovane-rezistory-tht-04w/royal-ohm/mff04ff0100a5/#}{miniaturní verzí} s odporem 10 $\Omega$, avšak v tomto případě došlo při napájení 12 V k okamžitému přepálení odporu bez poškození zajišťovacího pásku. Při použití 5 V napájení již odpor vydržel a zároveň k přepálení zajišťovacího pásku došlo do 3 s. 160 U tohoto prototypu bylo zjištěno, že doba přepalování je poměrně dlouhá, v důsledku nízkého topného výkonu rezistoru (47 $\Omega$ @ 12 V) což nebylo vhodné. Bylo to důsledkem snahy zachovat cermetový rezistor pro opakované použití. V dalším experimentu byl rezistor nahrazen \href{http://www.tme.eu/cz/details/m0.4w-10r/metalizovane-rezistory-tht-04w/royal-ohm/mff04ff0100a5/#}{miniaturní verzí} s odporem 10 $\Omega$, avšak v tomto případě došlo při napájení 12 V k okamžitému přepálení odporu bez poškození zajišťovacího pásku. Při použití 5 V napájení již odpor vydržel a zároveň k přepálení zajišťovacího pásku došlo do 3 s.
161   161  
162 \begin{figure}[hbtp] 162 \begin{figure}[hbtp]
163 \centering 163 \centering
164 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg} 164 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg}
165 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu} 165 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu}
166 \label{fig:odpalovac} 166 \label{fig:odpalovac}
167 \end{figure} 167 \end{figure}
168   168  
169 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice} 169 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice}
170   170  
171 Během návrhu optimální konstrukce pozemního vypouštěcí\-ho boxu bylo uvažováno něko\-lik metod otevírání krabice, na konec byla vybrána sedlová střecha složena ze dvou desek, které mohou vlastní vahou sklouznout po bočnicích. 171 Během návrhu optimální konstrukce pozemního vypouštěcí\-ho boxu bylo uvažováno něko\-lik metod otevírání krabice, na konec byla vybrána sedlová střecha složena ze dvou desek, které mohou vlastní vahou sklouznout po bočnicích.
172   172  
173 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. 173 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.
174   174  
175 Při jednom z testovacích odpalů bylo zjištěno, že u tohoto řešení pro otevření střechy hrozí sesunutí pásku či silonu mimo rezistor. Tomuto bylo zabráněno vložením plastového dílu navrženého přímo pro tyto účely a vyrobeného pomocí 3D tiskárny. Tento článek fixuje pásek na rezistoru viz obrázek \ref{fig:3Dtiskarna}. 175 Při jednom z testovacích odpalů bylo zjištěno, že u tohoto řešení pro otevření střechy hrozí sesunutí pásku či silonu mimo rezistor. Tomuto bylo zabráněno vložením plastového dílu navrženého přímo pro tyto účely a vyrobeného pomocí 3D tiskárny. Tento článek fixuje pásek na rezistoru viz obrázek \ref{fig:3Dtiskarna}.
176   176  
177 \begin{figure}[hbtp] 177 \begin{figure}[hbtp]
178 \centering 178 \centering
179 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg} 179 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg}
180 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)} 180 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)}
181 \label{fig:3Dtiskarna} 181 \label{fig:3Dtiskarna}
182 \end{figure} 182 \end{figure}
183   183  
184 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií: 184 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií:
185   185  
186   186  
187 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. 187 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.
188   188  
189 \begin{figure}[hbtp] 189 \begin{figure}[hbtp]
190 \centering 190 \centering
191 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg} 191 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg}
192 \caption{Otevírání střechy} 192 \caption{Otevírání střechy}
193 \label{fig:oteviraniStrechy} 193 \label{fig:oteviraniStrechy}
194 \end{figure} 194 \end{figure}
195   195  
196 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu} 196 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu}
197   197  
198 Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Toto svařování je umístěno v lisovacím mechanismu, který má za úkol stisknout nohavici balónu, jež přivádí nosný plyn do balónu. V poslední fázi činnosti tohoto mechanismu je nohavice příčně přetavena. Tím dojde k uzavření přívodu do balónu a zároveň k odpoutání balónu od uzavíracího systému. K uvolnění balónu je potřeba dostatečný vztlak, jenž přetrhne natavený materiál a uzavřený balón pak začne stoupat. 198 Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Toto svařování je umístěno v lisovacím mechanismu, který má za úkol stisknout nohavici balónu, jež přivádí nosný plyn do balónu. V poslední fázi činnosti tohoto mechanismu je nohavice příčně přetavena. Tím dojde k uzavření přívodu do balónu a zároveň k odpoutání balónu od uzavíracího systému. K uvolnění balónu je potřeba dostatečný vztlak, jenž přetrhne natavený materiál a uzavřený balón pak začne stoupat.
199   199  
200 Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem.\footnote{KANTHAL 0,7 x 0,1 mm: R = 20,81 $\Omega/m$ od firmy ELCHEMCO spol. s.r.o.} Přítlačná plocha je schopna posuvného pohybu po kolejnicích s přírazem k pevné zarážce. O přítlak se starají dvě pružiny umístěné na kolejnicích za plošinou, jak je vidět na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. 200 Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem.\footnote{KANTHAL 0,7 x 0,1 mm: R = 20,81 $\Omega/m$ od firmy ELCHEMCO spol. s.r.o.} Přítlačná plocha je schopna posuvného pohybu po kolejnicích s přírazem k pevné zarážce. O přítlak se starají dvě pružiny umístěné na kolejnicích za plošinou, jak je vidět na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}.
201   201  
202 Pro snadnější rozevírání lisu a jeho spuštění je použit naviják, který přitahuje přítlač\-nou plošinu. Po dostatečném rozevření lisu, je naviják zajištěn páskou, která je vedena přes rezistor. Lis je aktivován tak, že rezistor přetaví pásku, zajišťující naviják. Naviják se uvolní a pružiny sevřou lis. 202 Pro snadnější rozevírání lisu a jeho spuštění je použit naviják, který přitahuje přítlač\-nou plošinu. Po dostatečném rozevření lisu, je naviják zajištěn páskou, která je vedena přes rezistor. Lis je aktivován tak, že rezistor přetaví pásku, zajišťující naviják. Naviják se uvolní a pružiny sevřou lis.
203   203  
204 Na pevné zarážce je natažen odporový drát, který má za úkol přetavit nohavici stisknutou lisem. Aby nedošlo k příliš rychlému přetavení nohavice, je přes odporový drát přetažen pauzovací papír. Pro lepší účinnost systému je pauzovacím papírem potažena i přítlačná plošina. Pauzovací papír se postará o lepší rozložení tepla a zároveň brání přitavení nohavice k lisu. V dalších experimentech by bylo zajímavé vyzkoušet použití papíru na pečení. 204 Na pevné zarážce je natažen odporový drát, který má za úkol přetavit nohavici stisknutou lisem. Aby nedošlo k příliš rychlému přetavení nohavice, je přes odporový drát přetažen pauzovací papír. Pro lepší účinnost systému je pauzovacím papírem potažena i přítlačná plošina. Pauzovací papír se postará o lepší rozložení tepla a zároveň brání přitavení nohavice k lisu. V dalších experimentech by bylo zajímavé vyzkoušet použití papíru na pečení.
205   205  
206 Pro správnou funkci lisu je důležitá poloha, ve které doléhá přítlačná plošina k zarážce. Přítlačná plošina musí doléhat tak, aby její horní hrana byla v zákrytu s horní hranou odporového drátu. Pokud by plošina byla posunuta výše, došlo by sice k přetavení, ale balón by se nedokázal vlastní silou odpoutat od systému, protože by byl stále držen lisem. Pokud by plošina byla posunuta níže, nedošlo by k správnému uzavření a odpoutání balónu. Při správném nastavení plošina doléhá přesně na hraně odporového drátu, dojde k uzavření balónu a jeho následnému odpoutání. Správné nastavení je znázorněno na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. 206 Pro správnou funkci lisu je důležitá poloha, ve které doléhá přítlačná plošina k zarážce. Přítlačná plošina musí doléhat tak, aby její horní hrana byla v zákrytu s horní hranou odporového drátu. Pokud by plošina byla posunuta výše, došlo by sice k přetavení, ale balón by se nedokázal vlastní silou odpoutat od systému, protože by byl stále držen lisem. Pokud by plošina byla posunuta níže, nedošlo by k správnému uzavření a odpoutání balónu. Při správném nastavení plošina doléhá přesně na hraně odporového drátu, dojde k uzavření balónu a jeho následnému odpoutání. Správné nastavení je znázorněno na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}.
207   207  
208 \begin{figure}[hbtp] 208 \begin{figure}[hbtp]
209 \centering 209 \centering
210 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg} 210 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg}
211 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu} 211 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu}
212 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres} 212 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}
213 \end{figure} 213 \end{figure}
214   214  
215 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu} 215 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu}
216   216  
217 Pneumatika napouštěče balónu řeší problém dávkování nosného plynu do balónu. Pro experimenty s funkčním vzorem přístroje bylo jako nosný plyn vybráno helium (bezpečný inertní plyn). 217 Pneumatika napouštěče balónu řeší problém dávkování nosného plynu do balónu. Pro experimenty s funkčním vzorem přístroje bylo jako nosný plyn vybráno helium (bezpečný inertní plyn).
218   218  
219 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty. 219 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty.
220   220  
221 \begin{enumerate} 221 \begin{enumerate}
222 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu. 222 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu.
223 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve 223 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve
224 \end{enumerate} 224 \end{enumerate}
225   225  
226 \paragraph{Tlaková nádoba} 226 \paragraph{Tlaková nádoba}
227   227  
228 Pro první případ uvažující jednorázovou plynovou náplň byla vybrána tlaková nádoba zobrazena na obrázku \ref{fig:helium}. Její původní plánované využití je pro miniautogeny a je plněna tlakem 100 bar. Výhodou je výstupní šroubení M10x1 a uzavírání tlačným kuželovým ventilem, který by mělo být možné uvolňovat šroubovacím mechanismem. Například s pružně uloženým trnem. 228 Pro první případ uvažující jednorázovou plynovou náplň byla vybrána tlaková nádoba zobrazena na obrázku \ref{fig:helium}. Její původní plánované využití je pro miniautogeny a je plněna tlakem 100 bar. Výhodou je výstupní šroubení M10x1 a uzavírání tlačným kuželovým ventilem, který by mělo být možné uvolňovat šroubovacím mechanismem. Například s pružně uloženým trnem.
229   229  
230 \begin{figure} 230 \begin{figure}
231 \centering 231 \centering
232 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png} 232 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png}
233 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem} 233 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem}
234 \label{fig:helium} 234 \label{fig:helium}
235 \end{figure} 235 \end{figure}
236   236  
237 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. 237 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.
238   238  
239   239  
240 \begin{figure} 240 \begin{figure}
241 \centering 241 \centering
242 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png} 242 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png}
243 \caption{Redukční ventil} 243 \caption{Redukční ventil}
244 \label{fig:ventil_autogen} 244 \label{fig:ventil_autogen}
245 \end{figure} 245 \end{figure}
246   246  
247 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}. 247 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}.
248   248  
249   249  
250 \begin{figure} 250 \begin{figure}
251 \centering 251 \centering
252 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg} 252 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg}
253 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny} 253 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny}
254 \label{fig:refillable_gas_cilinder} 254 \label{fig:refillable_gas_cilinder}
255 \end{figure} 255 \end{figure}
256   256  
257 \begin{figure} 257 \begin{figure}
258 \centering 258 \centering
259 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg} 259 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg}
260 \caption{Redukční ventil na vodík - tento ventil byl pořízen s očekáváním lepších parametrů, než ventil kyslíkový, má však ale levý závit. (Jako všechny ventily pro hořlavé plyny splňující normu)} 260 \caption{Redukční ventil na vodík - tento ventil byl pořízen s očekáváním lepších parametrů, než ventil kyslíkový, má však ale levý závit. (Jako všechny ventily pro hořlavé plyny splňující normu)}
261 \label{fig:redukcni_ventil_vodik} 261 \label{fig:redukcni_ventil_vodik}
262 \end{figure} 262 \end{figure}
263   263  
264 \begin{figure} 264 \begin{figure}
265 \centering 265 \centering
266 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg} 266 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg}
267 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem} 267 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem}
268 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik} 268 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik}
269 \end{figure} 269 \end{figure}
270   270  
271 \begin{figure} 271 \begin{figure}
272 \centering 272 \centering
273 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg} 273 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg}
274 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil} 274 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil}
275 \label{fig:elmag_ventil} 275 \label{fig:elmag_ventil}
276 \end{figure} 276 \end{figure}
277   277  
278 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. 278 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.
279   279  
280 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. 280 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.
281   281  
282   282  
283 \subsection{Diagnostika stavu systému} 283 \subsection{Diagnostika stavu systému}
284   284  
285 \begin{itemize} 285 \begin{itemize}
286 \item 286 \item
287 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu) 287 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu)
288 \item 288 \item
289 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu. 289 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu.
290 \item 290 \item
291 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy) 291 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy)
292 \end{itemize} 292 \end{itemize}
293   293  
294 \subsubsection{Meteorologická data} 294 \subsubsection{Meteorologická data}
295   295  
296 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. 296 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.
297   297  
298 \subsection{Firmware pozemní stanice} 298 \subsection{Firmware pozemní stanice}
299 \label{Box_firmware} 299 \label{Box_firmware}
300   300  
301 \subsubsection{Real-time operační systém} 301 \subsubsection{Real-time operační systém}
302 Pro ovládání celého systému byl zvolen \gls{RTOS}. Ten byl zvolen především pro zjednušení programování vypouštěče, konkrétně nastavování periférií procesoru a řízení vícevláknové aplikace na něm běžící.\\ 302 Pro ovládání celého systému byl zvolen \gls{RTOS}. Ten byl zvolen především pro zjednušení programování vypouštěče, konkrétně nastavování periférií procesoru a řízení vícevláknové aplikace na něm běžící.\\
303 Jako \gls{RTOS} pro tuto aplikaci tak byl zvolen \href{http://www.chibios.org/dokuwiki/doku.php}{ChibiOS}, který splňuje standardní požadavky na \gls{RTOS} a navíc s ním byly v týmu zkušenosti při programování jiných aplikací pod procesory \gls{ARM} a ovládání modulů \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}. 303 Jako \gls{RTOS} pro tuto aplikaci tak byl zvolen \href{http://www.chibios.org/dokuwiki/doku.php}{ChibiOS}, který splňuje standardní požadavky na \gls{RTOS} a navíc s ním byly v týmu zkušenosti při programování jiných aplikací pod procesory \gls{ARM} a ovládání modulů \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}.
304   304  
305 \subsubsection{Funkce firmwaru} 305 \subsubsection{Funkce firmwaru}
306   306  
307 Aplikaci pro ovládání odpalování je možné rozdělit na čtyři funkční bloky, které jsou realizovány pomocí vláken. Funkční diagram je zobrazen na obrázku \ref{fig:Diag_firmware}. V následujících odstavcích bude podrobněji rozebrána funkce jednotlivých vláken aplikace. 307 Aplikaci pro ovládání odpalování je možné rozdělit na čtyři funkční bloky, které jsou realizovány pomocí vláken. Funkční diagram je zobrazen na obrázku \ref{fig:Diag_firmware}. V následujících odstavcích bude podrobněji rozebrána funkce jednotlivých vláken aplikace.
308   308  
309 \paragraph{Blikání LED} 309 \paragraph{Blikání LED}
310 V tomto vlákně je realizované prosté blikání LED, které slouží pro signalizaci běhu programu. Mezi tím, kdy dioda svítí a nebo je vypnutá, je vlákno uspáno. Tím je vyřešeno jak časování, tak úspora prostředků procesoru. 310 V tomto vlákně je realizované prosté blikání LED, které slouží pro signalizaci běhu programu. Mezi tím, kdy dioda svítí a nebo je vypnutá, je vlákno uspáno. Tím je vyřešeno jak časování, tak úspora prostředků procesoru.
311   311  
312 \paragraph{Vypouštění} řeší kompletní sekvenci pro vypuštění balónu. Po spuštění a inicializaci proměnných spadne program do nekonečné smyčky, ve které je následně uspán a čeká na probuzení. To nastane ve třech případech: 312 \paragraph{Vypouštění} řeší kompletní sekvenci pro vypuštění balónu. Po spuštění a inicializaci proměnných spadne program do nekonečné smyčky, ve které je následně uspán a čeká na probuzení. To nastane ve třech případech:
313   313  
314 \begin{enumerate} 314 \begin{enumerate}
315 \item Příjem příkazu pro odpal 315 \item Příjem příkazu pro odpal
316 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu 316 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu
317 \item Probuzení od časovače 317 \item Probuzení od časovače
318 \end{enumerate} 318 \end{enumerate}
319   319  
320 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal} 320 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal}
321 Po příjmu příkazu, který zahajuje celou sekvenci odpalování se vypíše na terminál zpráva o zahájení vypouštění a sepne se pin, na kterém je připojen aktuátor, který otevírá víko krabice, ve které je balón uložen (v době vykonávání každého kroku je na terminál vypisována informace o tom, kolik procent z daného kroku je již vykonáno). Pomocí koncového spínače je snímána informace o tom, zda se střecha opravdu otevřela, pokud se tak nestalo, je celá sekvence ukončena. Pokud snímač 321 Po příjmu příkazu, který zahajuje celou sekvenci odpalování se vypíše na terminál zpráva o zahájení vypouštění a sepne se pin, na kterém je připojen aktuátor, který otevírá víko krabice, ve které je balón uložen (v době vykonávání každého kroku je na terminál vypisována informace o tom, kolik procent z daného kroku je již vykonáno). Pomocí koncového spínače je snímána informace o tom, zda se střecha opravdu otevřela, pokud se tak nestalo, je celá sekvence ukončena. Pokud snímač
322 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku. 322 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku.
323 Tím je otevření ventilu a následné zahájení napouštění balónu. Tento krok není v současné době nijak zpětnovazebně snímán - je dán pouze čas, kdy je ventil otevřen. Do budoucna by bylo vhodné použíti měření průtoku k získání informace, zda je balón opravdu napuštěn daným množstvím plynu.\\ 323 Tím je otevření ventilu a následné zahájení napouštění balónu. Tento krok není v současné době nijak zpětnovazebně snímán - je dán pouze čas, kdy je ventil otevřen. Do budoucna by bylo vhodné použíti měření průtoku k získání informace, zda je balón opravdu napuštěn daným množstvím plynu.\\
324 Třetím krokem celé sekvence je přepálení plastové pojistky, která spouští tavící lis. Po pevně dané časové prodlevě, která by měla být dostačující pro přetavení, je pomocí koncového spínače zjištěno, zda se pojistka přetavila. Pokud ano, pokračuje se posledním krokem, pokud ne, dochází opět k přerušení odpalovací sekvence a návrat do výchozího stavu.\\ 324 Třetím krokem celé sekvence je přepálení plastové pojistky, která spouští tavící lis. Po pevně dané časové prodlevě, která by měla být dostačující pro přetavení, je pomocí koncového spínače zjištěno, zda se pojistka přetavila. Pokud ano, pokračuje se posledním krokem, pokud ne, dochází opět k přerušení odpalovací sekvence a návrat do výchozího stavu.\\
325 Posledním krokem je zatavení naplněného balónu. V tomto kroku je opět nadefinován čas, po který dochází k zatavování balónu pomocí odporového drátu. Po uplynutí nadefinované doby je balón zataven, na terminál je vypsána informace o ukončení vypouštění a všechny výstupy jsou v neaktivním stavu. 325 Posledním krokem je zatavení naplněného balónu. V tomto kroku je opět nadefinován čas, po který dochází k zatavování balónu pomocí odporového drátu. Po uplynutí nadefinované doby je balón zataven, na terminál je vypsána informace o ukončení vypouštění a všechny výstupy jsou v neaktivním stavu.
326   326  
327 \subparagraph{Příjem příkazu pro zrušení odpalu} V případě příjmu zprávy, která přikazuje ukončení procesu odpalování, se deaktivují výstupy aktivní během vypouštění a uživatel je informován o úspěšném přerušení celé sekvence. 327 \subparagraph{Příjem příkazu pro zrušení odpalu} V případě příjmu zprávy, která přikazuje ukončení procesu odpalování, se deaktivují výstupy aktivní během vypouštění a uživatel je informován o úspěšném přerušení celé sekvence.
328   328  
329 \subparagraph{Probuzení od časovače} Pro přesné časování během celého procesu odpalování je využito funkce časovače. Ten se v každém kroku odpalování sepne na určitou dobu, která je celočíselným násobkem celkové doby, jež se čeká v daném kroku. Tento postup byl zvolen z toho důvodu, aby mohla být průběžně aktualizována zpráva pro uživatele vyjadřující čas, který zbývá do ukončení daného úkolu. 329 \subparagraph{Probuzení od časovače} Pro přesné časování během celého procesu odpalování je využito funkce časovače. Ten se v každém kroku odpalování sepne na určitou dobu, která je celočíselným násobkem celkové doby, jež se čeká v daném kroku. Tento postup byl zvolen z toho důvodu, aby mohla být průběžně aktualizována zpráva pro uživatele vyjadřující čas, který zbývá do ukončení daného úkolu.
330   330  
331 \subparagraph{Příjem příkazu od uživatele} 331 \subparagraph{Příjem příkazu od uživatele}
332   332  
333 Pro komunikaci s uživatelem je využito sériové linky. Ta se využívá jak pro informování uživatele o aktuálním stavu programu, tak zároveň k příjmu příkazů od uživatele. Celý algoritmus příjmu příkazu spočívá ve vyčítání znaků zadaných uživatelem znak za znakem až do té chvíle, kdy je stisknut ENTER a nebo je překročena maximální délka příkazu. Poté se buď zadaný příkaz dekóduje a následně provede a nebo je vypsána informace, že příkaz nebyl rozeznán. 333 Pro komunikaci s uživatelem je využito sériové linky. Ta se využívá jak pro informování uživatele o aktuálním stavu programu, tak zároveň k příjmu příkazů od uživatele. Celý algoritmus příjmu příkazu spočívá ve vyčítání znaků zadaných uživatelem znak za znakem až do té chvíle, kdy je stisknut ENTER a nebo je překročena maximální délka příkazu. Poté se buď zadaný příkaz dekóduje a následně provede a nebo je vypsána informace, že příkaz nebyl rozeznán.
334   334  
335 \subparagraph{Příjem dat z GPS modulu} 335 \subparagraph{Příjem dat z GPS modulu}
336   336  
337 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu 337 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu
338 \cite{GPS_ublox}. Každou vteřinu je vyčítána NMEA zpráva a z ní je vybrána GPRMC zpráva, ze které je následně získána informace o aktuálním čase, datu a poloze stanice. Tato informace slouží jednak pro přesné logování událostí a zároveň v budoucnu pro snadné lokalizování vypouštěcí stanice. 338 \cite{GPS_ublox}. Každou vteřinu je vyčítána NMEA zpráva a z ní je vybrána GPRMC zpráva, ze které je následně získána informace o aktuálním čase, datu a poloze stanice. Tato informace slouží jednak pro přesné logování událostí a zároveň v budoucnu pro snadné lokalizování vypouštěcí stanice.
339   339  
340 \subsubsection{Uživatelské rozhraní} 340 \subsubsection{Uživatelské rozhraní}
341   341  
342 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: 342 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:
343   343  
344 \begin{itemize} 344 \begin{itemize}
345 \item odpal 345 \item odpal
346 \item zrus (nebo písmeno "s") 346 \item zrus (nebo písmeno "s")
347 \item help 347 \item help
348 \item check 348 \item check
349 \end{itemize} 349 \end{itemize}
350   350  
351 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. 351 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.
352   352  
353 \begin{figure}[hbtp] 353 \begin{figure}[hbtp]
354 \centering 354 \centering
355 \includegraphics[height=20.5cm]{./img/program_flow.png} 355 \includegraphics[height=20.5cm]{./img/program_flow.png}
356 \caption{Procesní diagram firmwaru pozemní stanice} 356 \caption{Procesní diagram firmwaru pozemní stanice}
357 \label{fig:Diag_firmware} 357 \label{fig:Diag_firmware}
358 \end{figure} 358 \end{figure}
359   359  
360   360  
361 \begin{figure} 361 \begin{figure}
362 \centering 362 \centering
363 \includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png} 363 \includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png}
364 \caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu} 364 \caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu}
365 \label{fig:blokpozem} 365 \label{fig:blokpozem}
366 \end{figure} 366 \end{figure}
367   367  
368   368  
369 \section{Balónová sonda} 369 \section{Balónová sonda}
370   370  
371 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 371 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
372 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB} 372 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB}
373   373  
374 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A}, 374 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
375 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B}, 375 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B},
376 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}. 376 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}.
377   377  
378 \subsection{Potřebné parametry} 378 \subsection{Potřebné parametry}
379   379  
380 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke zpoždění vypuštění v důsledku čekání na fix. 380 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke zpoždění vypuštění v důsledku čekání na fix.
381   381  
382 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)} 382 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)}
383   383  
384 \begin{itemize} 384 \begin{itemize}
385 \item 385 \item
386 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech. 386 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech.
387 \item 387 \item
388 GPS údaje 10Hz, textový výstup 388 GPS údaje 10Hz, textový výstup
389 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA} 389 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA}
390 \item 390 \item
391 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné. 391 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné.
392 \item 392 \item
393 Radio maják a akustický maják 393 Radio maják a akustický maják
394 \item 394 \item
395 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních 395 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních
396 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10) 396 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10)
397 \item 397 \item
398 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz}, 398 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz},
399 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com} 399 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com}
400 \end{itemize} 400 \end{itemize}
401 GPS je potřeba vybrat tak, aby fungovala i ve větších výškáchp což je omezeno směrnicí \href{http://en.wikipedia.org/wiki/CoCom#Legacyi}{CoCom}. 401 GPS je potřeba vybrat tak, aby fungovala i ve větších výškáchp což je omezeno směrnicí \href{http://en.wikipedia.org/wiki/CoCom#Legacyi}{CoCom}.
402   402  
403 Při realizaci sondy se může stát, že \gls{UCL} bude zavrženo použití \gls{GPS} na palubě sondy a k měření pozice bude nutno využít jinou technologii. Například jednoduchý maják umístěný na sondě a Multilaterace \cite{TDOA} 403 Při realizaci sondy se může stát, že \gls{UCL} bude zavrženo použití \gls{GPS} na palubě sondy a k měření pozice bude nutno využít jinou technologii. Například jednoduchý maják umístěný na sondě a Multilaterace \cite{TDOA}
404   404  
405 \subsubsection{Napájení sondy během letu} 405 \subsubsection{Napájení sondy během letu}
406   406  
407 \begin{itemize} 407 \begin{itemize}
408 \item 408 \item
409 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek} 409 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek}
410 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C) 410 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C)
411 \item 411 \item
412 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky) 412 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky)
413 \item 413 \item
414 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový 414 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový
415 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný. 415 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný.
416 \item 416 \item
417 Ideální by bylo použití 417 Ideální by bylo použití
418 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů} 418 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů}
419 \end{itemize} 419 \end{itemize}
420   420  
421 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být 421 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být
422 předehřátí sondy při startu. 422 předehřátí sondy při startu.
423   423  
424 Komunikace a napájení za letu nebylo v rámci této fáze projektu finálně vyřešeno. 424 Komunikace a napájení za letu nebylo v rámci této fáze projektu finálně vyřešeno.
425   425  
426 \subsubsection{Konstrukce} 426 \subsubsection{Konstrukce}
427 \label{konstrukce} 427 \label{konstrukce}
428   428  
429 \begin{itemize} 429 \begin{itemize}
430 \item 430 \item
431 Balón - \gls{PE} pytel (má vysokou životnost - pryž časem degraduje) \cite{PE_balony_mogul} 431 Balón - \gls{PE} pytel (má vysokou životnost - pryž časem degraduje) \cite{PE_balony_mogul}
432 \item 432 \item
433 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání) 433 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání)
434 \item 434 \item
435 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem}, 435 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem},
436 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během 436 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během
437 vypuštění sondy. 437 vypuštění sondy.
438 \item 438 \item
439 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a 439 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a
440 personální) 440 personální)
441 \end{itemize} 441 \end{itemize}
442   442  
443 \paragraph{Návrat sondy} 443 \paragraph{Návrat sondy}
444   444  
445 Vzhledem k nákladnosti vybavení sondy by bylo výhodné, kdyby existovala možnost jejího návratu. Existuje několik návrhů návratových zařízení \cite{Parafoil_Return_Vehicle}, existují také lovci radiosond, kteří by mohli pomoci s hledáním \cite{radiosondy_lovci_EU} , \cite{radiosondy_lovci_SK} 445 Vzhledem k nákladnosti vybavení sondy by bylo výhodné, kdyby existovala možnost jejího návratu. Existuje několik návrhů návratových zařízení \cite{Parafoil_Return_Vehicle}, existují také lovci radiosond, kteří by mohli pomoci s hledáním \cite{radiosondy_lovci_EU} , \cite{radiosondy_lovci_SK}
446   446  
447 \subsubsection{Firmware} 447 \subsubsection{Firmware}
448   448  
449 \begin{itemize} 449 \begin{itemize}
450 \item 450 \item
451 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta 451 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta
452 \end{itemize} 452 \end{itemize}
453   453  
454 Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem. 454 Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem.
455   455  
456 \begin{figure} 456 \begin{figure}
457 \centering 457 \centering
458 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} 458 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png}
459 \caption{Blokové schéma balónové sondy} 459 \caption{Blokové schéma balónové sondy}
460 \label{fig:balon_sonda} 460 \label{fig:balon_sonda}
461 \end{figure} 461 \end{figure}
462   462  
463 \subsubsection{Legislativní požadavky} 463 \subsubsection{Legislativní požadavky}
464   464  
465 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých 465 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých
466 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R. 466 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R.
467   467  
468 \paragraph{Kategorie balónu} 468 \paragraph{Kategorie balónu}
469   469  
470 Balón by měl spadat do kategorie B2, která je definována jako volný 470 Balón by měl spadat do kategorie B2, která je definována jako volný
471 balón s objemem menším než 3,25~$m^{3}$, přičemž žádný z rozměrů balónu 471 balón s objemem menším než 3,25~$m^{3}$, přičemž žádný z rozměrů balónu
472 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním 472 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním
473 naplnění/roztažení. 473 naplnění/roztažení.
474   474  
475 \paragraph{Povolení vypuštění} 475 \paragraph{Povolení vypuštění}
476   476  
477 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě 477 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě
478 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky, 478 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky,
479 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o 479 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o
480 hmotnosti přesahující 0,1 kg. Vzhledem k této definici bude nutné mít 480 hmotnosti přesahující 0,1 kg. Vzhledem k této definici bude nutné mít
481 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je 481 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je
482 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny 482 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny
483 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních 483 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních
484 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit 484 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit
485 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy \gls{NOTAM}, která se musí 485 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy \gls{NOTAM}, která se musí
486 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu. 486 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu.
487   487  
488 \paragraph{Materiály} 488 \paragraph{Materiály}
489   489  
490 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení 490 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení
491 \gls{UCL}. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál 491 \gls{UCL}. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál
492 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti 492 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti
493 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti 493 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti
494 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb. 494 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb.
495 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší 495 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší
496 sílu než 230~N. 496 sílu než 230~N.
497   497  
498 \paragraph{Dostup} 498 \paragraph{Dostup}
499 Pro dostup nejsou právní omezení. 499 Pro dostup nejsou právní omezení.
500   500  
501 \paragraph{Místo vypuštění} 501 \paragraph{Místo vypuštění}
502   502  
503 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů, 503 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů,
504 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s 504 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s
505 výjimkou kdy tak povolí \gls{UCL} nebo kdy je prostor vyhrazen pro let 505 výjimkou kdy tak povolí \gls{UCL} nebo kdy je prostor vyhrazen pro let
506 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je 506 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je
507 problematický, nedoporučuje se. 507 problematický, nedoporučuje se.
508   508  
509 \paragraph{Řešení legislativních problémů} 509 \paragraph{Řešení legislativních problémů}
510   510  
511 \begin{itemize} 511 \begin{itemize}
512 \item 512 \item
513 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky \gls{UCL} pro kategorii B2. 513 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky \gls{UCL} pro kategorii B2.
514 \item Řízené stoupání a aktivní zabránění vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz 514 \item Řízené stoupání a aktivní zabránění vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz
515 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde}) 515 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde})
516 \item Autodestrukce při hrozící srážce. 516 \item Autodestrukce při hrozící srážce.
517 \end{itemize} 517 \end{itemize}
518   518  
519 Bylo zvoleno první řešení, a to navržení bezpečné sondy spadající do kategorie B2. Finální systém bude muset být předložen k posouzení komisi na \gls{UCL}. 519 Bylo zvoleno první řešení, a to navržení bezpečné sondy spadající do kategorie B2. Finální systém bude muset být předložen k posouzení komisi na \gls{UCL}.
520   520  
521 \subsection{Meteorologický balón} 521 \subsection{Meteorologický balón}
522   522  
523 Balón pro meteorologickou sondu je samostatný problém neboť sonda stoupá během letu do výšek až 30 km a dochází tak k namáhání balónu rychlou změnou teploty a nízkými teplotami (-60 $^\circ$). Zároveň se přibližně 13x zvětší objem balónu. 523 Balón pro meteorologickou sondu je samostatný problém neboť sonda stoupá během letu do výšek až 30 km a dochází tak k namáhání balónu rychlou změnou teploty a nízkými teplotami (-60 $^\circ$). Zároveň se přibližně 13x zvětší objem balónu.
524   524  
525 Nosné meteorologické balóny jsou proto obvykle vyráběny z latexu. Jsou používány jako tlakové, což znamená, že nosný plyn je uvnitř pod stálým tlakem mírně větším, než je tlak okolního prostředí. Důvod jejich používání je pravděpodobně jednak historický a také důsledkem faktu, že jiné meteorologické balony se běžně komerčně nevyrábějí. Jejich rozměry a parametry jsou však pro toto využití nevyhovující, protože jejich hmotnosti se pohybují v rozsahu stovek gramů až jednotek kilogramů, přičemž nosnost je přibližně srovnatelná s jejich hmotností. 525 Nosné meteorologické balóny jsou proto obvykle vyráběny z latexu. Jsou používány jako tlakové, což znamená, že nosný plyn je uvnitř pod stálým tlakem mírně větším, než je tlak okolního prostředí. Důvod jejich používání je pravděpodobně jednak historický a také důsledkem faktu, že jiné meteorologické balony se běžně komerčně nevyrábějí. Jejich rozměry a parametry jsou však pro toto využití nevyhovující, protože jejich hmotnosti se pohybují v rozsahu stovek gramů až jednotek kilogramů, přičemž nosnost je přibližně srovnatelná s jejich hmotností.
526   526  
527 \subsubsection{Svařování balónu} 527 \subsubsection{Svařování balónu}
528   528  
529 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. 529 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.
530   530  
531   531  
532   532  
533 \subsubsection{Zpětný ventil} 533 \subsubsection{Zpětný ventil}
534 Při jednom pokusu (původně neúspěšném) o nastavení nohavice pro nafukování a zatavování balónu se podařilo přijít na velice zajímavý, překvapivě jednoduchý a efektivní způsob řešení zpětného ventilu \ref{fig:ZpetVentilFoto}. Zatavovací mechanismus bude použit v každém případě, ale jako pojistku lze použít právě ventil popsaný v následujícím odstavci. 534 Při jednom pokusu (původně neúspěšném) o nastavení nohavice pro nafukování a zatavování balónu se podařilo přijít na velice zajímavý, překvapivě jednoduchý a efektivní způsob řešení zpětného ventilu \ref{fig:ZpetVentilFoto}. Zatavovací mechanismus bude použit v každém případě, ale jako pojistku lze použít právě ventil popsaný v následujícím odstavci.
535   535  
536 V podstatě jde o přerušení nohavice a následné napojení „nasunutím“ jedné části do druhé (obrázek \ref{fig:ZpetVentil}). Pokud je spodní část nasunuta do vrchní (připojené k balónu) a upevněna například pomocí lepicí pásky, bude možné balón bez problémů napustit. Ovšem při pokusu balón vypustit se zjistí, že je to téměř nemožné. Ta část nohavice, které je nasunutá uvnitř, se vlivem opačného tlaku vzduchu (nebo jiného plynu) zdeformuje a zablokuje průchod. Tímto způsobem lze velice levně, jednoduše a efektivně vytvořit zpětný ventil, který by měl být pro účely autovypouštěče naprosto dostačující. 536 V podstatě jde o přerušení nohavice a následné napojení „nasunutím“ jedné části do druhé (obrázek \ref{fig:ZpetVentil}). Pokud je spodní část nasunuta do vrchní (připojené k balónu) a upevněna například pomocí lepicí pásky, bude možné balón bez problémů napustit. Ovšem při pokusu balón vypustit se zjistí, že je to téměř nemožné. Ta část nohavice, které je nasunutá uvnitř, se vlivem opačného tlaku vzduchu (nebo jiného plynu) zdeformuje a zablokuje průchod. Tímto způsobem lze velice levně, jednoduše a efektivně vytvořit zpětný ventil, který by měl být pro účely autovypouštěče naprosto dostačující.
537   537  
538 \begin{figure} 538 \begin{figure}
539 \centering 539 \centering
540 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG} 540 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG}
541 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto} 541 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto}
542 \label{fig:ZpetVentilFoto} 542 \label{fig:ZpetVentilFoto}
543 \end{figure} 543 \end{figure}
544   544  
545 \begin{figure} 545 \begin{figure}
546 \centering 546 \centering
547 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png} 547 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png}
548 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu} 548 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu}
549 \label{fig:ZpetVentil} 549 \label{fig:ZpetVentil}
550 \end{figure} 550 \end{figure}
551   551  
552   552  
553   553  
554 \section{Řídící systém sítě} 554 \section{Řídící systém sítě}
555   555  
556 \subsection{Zpracování dostupných dat} 556 \subsection{Zpracování dostupných dat}
557   557  
558 \begin{itemize} 558 \begin{itemize}
559 \item 559 \item
560 Odhad vektoru meteoru v atmosféře 560 Odhad vektoru meteoru v atmosféře
561 \item Záznam dostupných meteorologických dat pro pozdější rekonstrukci meteorologické situace v průběhu události (družicové snímky, aktuálně měřené hodnoty ČHMÚ, radarové snímky) 561 \item Záznam dostupných meteorologických dat pro pozdější rekonstrukci meteorologické situace v průběhu události (družicové snímky, aktuálně měřené hodnoty ČHMÚ, radarové snímky)
562 \item 562 \item
563 Sběr dat z jednotlivých stanic 563 Sběr dat z jednotlivých stanic
564 \item 564 \item
565 Výpočet vektoru a výškových profilů větru 565 Výpočet vektoru a výškových profilů větru
566 \end{itemize} 566 \end{itemize}
567 \subsection{Rozhodovací proces} 567 \subsection{Rozhodovací proces}
568   568  
569 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu 569 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu
570 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS} 570 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS}
571   571  
572 \begin{itemize} 572 \begin{itemize}
573 \item 573 \item
574 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím. 574 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím.
575 \item 575 \item
576 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí 576 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí
577 stanicí. 577 stanicí.
578 \item 578 \item
579 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón na základě modelových předpovědí vycházejících z informací dostupných v době startu sondy. 579 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón na základě modelových předpovědí vycházejících z informací dostupných v době startu sondy.
580 \end{itemize} 580 \end{itemize}
581 \subsection{Správa systému} 581 \subsection{Správa systému}
582   582  
583 \begin{itemize} 583 \begin{itemize}
584 \item 584 \item
585 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s 585 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s
586 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor} 586 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor}
587 \end{itemize} 587 \end{itemize}
588   588  
589 V této fázi projektu nebyl Řídící systém podrobněji řešen, pouze počáteční návrhy. 589 V této fázi projektu nebyl Řídící systém podrobněji řešen, pouze počáteční návrhy.
590   590  
591 \section{Výsledky projektu} 591 \section{Výsledky projektu}
592   592  
593 Byl vyvinut funkční vzor pozemní stanice automatického vypouštěče a demonstrován jeho fungující stav. Tento prototyp poslouží pro další experimenty a k dalšímu zdokonalení konstrukce. Na tomto projektu lze pokračovat i v dalších fázích. První nástin toho, co bude třeba vylepšit obsahuje následující kapitola. 593 Byl vyvinut funkční vzor pozemní stanice automatického vypouštěče a demonstrován jeho fungující stav. Tento prototyp poslouží pro další experimenty a k dalšímu zdokonalení konstrukce. Na tomto projektu lze pokračovat i v dalších fázích. První nástin toho, co bude třeba vylepšit obsahuje následující kapitola.
594   594  
595 V průběhu vývoje nastalo několik technických problémů. Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly. 595 V průběhu vývoje nastalo několik technických problémů. Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly.
596   596  
597 Co se týká organizačních problémů v týmu, tak největší obtíží bylo poměrně dlouhodobé onemocnění jednoho člena týmu a následné zranění dalšího člena týmu. Vše se nakonec s pomocí moderních technologií podařilo vyřešit a prototyp boxu byl úspěšně sestaven. Prodlevy v práci byly řešeny společnými víkendovými workshopy. 597 Co se týká organizačních problémů v týmu, tak největší obtíží bylo poměrně dlouhodobé onemocnění jednoho člena týmu a následné zranění dalšího člena týmu. Vše se nakonec s pomocí moderních technologií podařilo vyřešit a prototyp boxu byl úspěšně sestaven. Prodlevy v práci byly řešeny společnými víkendovými workshopy.
598   598  
599 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení} 599 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení}
600   600  
601 V produkční verzi zařízení bude potřeba zejména vylepšit mechanickou konstrukci vypouštěcího boxu tak, aby byla odolnější proti povětrnostním vlivům. 601 V produkční verzi zařízení bude potřeba zejména vylepšit mechanickou konstrukci vypouštěcího boxu tak, aby byla odolnější proti povětrnostním vlivům.
602 Dále bude potřeba vylepšit firmware tak, aby časování sekvence fungovalo korektním způsobem. 602 Dále bude potřeba vylepšit firmware tak, aby časování sekvence fungovalo korektním způsobem.
603   603  
604 \subsection{Doporučení pro další cvičení} 604 \subsection{Doporučení pro další cvičení}
605 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. 605 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.
606   606  
607 \bibliographystyle{ieeetr} 607 \bibliographystyle{ieeetr}
608 \bibliography{zprava.cs} 608 \bibliography{zprava.cs}
609 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura} 609 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura}
610   610  
611 \printglossaries 611 \printglossaries
612 \glsaddall 612 \glsaddall
613   613  
614 \vfill 614 \vfill
615 Projekt byl realizován z prostředků firmy Universal Scientific Technologies s.r.o. 615 Projekt byl realizován z prostředků firmy Universal Scientific Technologies s.r.o.
616 616
617 \end{document} 617 \end{document}