Rev 3057 Rev 3060
1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article} 1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article}
2 \usepackage[colorlinks=true]{hyperref} -  
3 \usepackage[utf8]{inputenc} 2 \usepackage[utf8]{inputenc}
4 \usepackage[czech]{babel} 3 \usepackage[czech]{babel}
-   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}} \footnotesize { \begin{tabular}{cc} 27 {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[width=1.5cm]{./img/datamatrix.png}} \tiny{ \begin{tabular}{c}
28 pomiceva & jichapav \\ 28 pomiceva \\
29 kakonjak & poskozby\\ 29 kakonjak \\
30 hanuson1 & \\ 30 hanuson1 \\
-   31 poskozby \\
-   32 jichapav \\
31 \end{tabular}} 33 \end{tabular}}
32 } 34 }
33 \fancyfoot[C] {\thepage} 35 \fancyfoot[C] {\thepage}
34 \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}}}
35   37  
36   38  
37 \begin{document} 39 \begin{document}
38 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A} 40 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A}
39 \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}
40 \maketitle 42 \maketitle
41   43  
42 \begin{figure} [h!] 44 \begin{figure} [h!]
43 \begin{center} 45 \begin{center}
44 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG} 46 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG}
45 \end{center} 47 \end{center}
46 \end{figure} 48 \end{figure}
47   49  
48 \thispagestyle{fancy} 50 \thispagestyle{fancy}
49 \newpage 51 \newpage
50 \begin{abstract} 52 \begin{abstract}
51 \input{abstrakt.txt} 53 \input{abstrakt.txt}
52 \end{abstract} 54 \end{abstract}
53 \newpage 55 \newpage
54   56  
55   57  
56   58  
57 \tableofcontents 59 \tableofcontents
58 \newpage 60 \newpage
59   61  
60 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon} 62 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon}
61   63  
62 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.
63   65  
64 \subsection{Cíle konstrukce systému} 66 \subsection{Cíle konstrukce systému}
65   67  
66 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.
67   69  
68 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů} 70 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů}
69   71  
70 \begin{figure} 72 \begin{figure}
71 \centering 73 \centering
72 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png} 74 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png}
73 \caption{Schéma celé sítě} 75 \caption{Schéma celé sítě}
74 \label{fig:blokcelasit} 76 \label{fig:blokcelasit}
75 \end{figure} 77 \end{figure}
76   78  
77 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě 79 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě
78 \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
79 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery). 81 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery).
80   82  
81 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v 83 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v
82 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A 84 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A
83 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch. 85 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch.
84   86  
85 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou 87 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou
86 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění 88 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění
87 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy 89 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy
88 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti. 90 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti.
89   91  
90 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice 92 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice
91 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez 93 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez
92 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení 94 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení
93 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických 95 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických
94 meteorologických 96 meteorologických
95 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}. 97 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}.
96   98  
97 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond} 99 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond}
98   100  
99 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.
100   102  
101 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.
102   104  
103 \section{Pozemní vypouštěcí box} 105 \section{Pozemní vypouštěcí box}
104   106  
105 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující 107 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující
106 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je 108 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je
107 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v 109 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v
108 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy. 110 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy.
109   111  
110 \subsection{Potřebné parametry} 112 \subsection{Potřebné parametry}
111   113  
112 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.
113   115  
114 \subsection{Elektronika pozemní stanice} 116 \subsection{Elektronika pozemní stanice}
115   117  
116 Většina řídící elektroniky je složena z modulů 118 Většina řídící elektroniky je složena z modulů
117 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB} 119 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}
118   120  
119 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:
120   122  
121 \begin{itemize} 123 \begin{itemize}
122 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A} 124 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A}
123 \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}
124 \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}
125 \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.
126 \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.
127 \end{itemize} 129 \end{itemize}
128   130  
129 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
130 \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}.
131   133  
132   134  
133 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů} 135 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů}
134   136  
135 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.
136   138  
137 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.
138   140  
139   141  
140 \subsection{Mechanická konstrukce} 142 \subsection{Mechanická konstrukce}
141   143  
142 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.
143   145  
144 \begin{figure}[hbtp] 146 \begin{figure}[hbtp]
145 \centering 147 \centering
146 \includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG} 148 \includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG}
147 \caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu} 149 \caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu}
148 \label{fig:box} 150 \label{fig:box}
149 \end{figure} 151 \end{figure}
150   152  
151 Bočnice mají tvar obdélníku zkombinovaného přesahujícím rovnoramenným trojúhelníkem. 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. 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.
152   154  
153   155  
154 \subsubsection{Akční členy} 156 \subsubsection{Akční členy}
155   157  
156 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 \gls{PE} pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do 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 \gls{PE} pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do 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}.
157   159  
158 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 5V napájení již odpor vydržel a zároveň k přepálení zajišťovacího pásku došlo do 3s. 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 5V napájení již odpor vydržel a zároveň k přepálení zajišťovacího pásku došlo do 3s.
159   161  
160 \begin{figure}[hbtp] 162 \begin{figure}[hbtp]
161 \centering 163 \centering
162 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg} 164 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg}
163 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu} 165 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu}
164 \label{fig:odpalovac} 166 \label{fig:odpalovac}
165 \end{figure} 167 \end{figure}
166   168  
167 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice} 169 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice}
168   170  
169 Během návrhu optimální konstrukce pozemního vypouštěcího boxu bylo uvažováno několik 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.
170   172  
171 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.
172   174  
173 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}.
174   176  
175 \begin{figure}[hbtp] 177 \begin{figure}[hbtp]
176 \centering 178 \centering
177 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg} 179 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg}
178 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)} 180 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)}
179 \label{fig:3Dtiskarna} 181 \label{fig:3Dtiskarna}
180 \end{figure} 182 \end{figure}
181   183  
182 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií: 184 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií:
183   185  
184   186  
185 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.
186   188  
187 \begin{figure}[hbtp] 189 \begin{figure}[hbtp]
188 \centering 190 \centering
189 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg} 191 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg}
190 \caption{Otevírání střechy} 192 \caption{Otevírání střechy}
191 \label{fig:oteviraniStrechy} 193 \label{fig:oteviraniStrechy}
192 \end{figure} 194 \end{figure}
193   195  
194 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu} 196 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu}
195   197  
196 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.
197   199  
198 Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem. 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. 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}.
199   201  
200 Pro snadnější rozevírání lisu a jeho spuštění je použit naviják, který přitahuje přítlačnou 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.
201   203  
202 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. 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.
203   205  
204 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}.
205   207  
206 \begin{figure}[hbtp] 208 \begin{figure}[hbtp]
207 \centering 209 \centering
208 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg} 210 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg}
209 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu} 211 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu}
210 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres} 212 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}
211 \end{figure} 213 \end{figure}
212   214  
213 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu} 215 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu}
214   216  
215 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).
216   218  
217 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty. 219 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty.
218   220  
219 \begin{enumerate} 221 \begin{enumerate}
220 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu. 222 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu.
221 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve 223 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve
222 \end{enumerate} 224 \end{enumerate}
223   225  
224 \paragraph{Tlaková nádoba} 226 \paragraph{Tlaková nádoba}
225   227  
226 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.
227   229  
228 \begin{figure} 230 \begin{figure}
229 \centering 231 \centering
230 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png} 232 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png}
231 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem} 233 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem}
232 \label{fig:helium} 234 \label{fig:helium}
233 \end{figure} 235 \end{figure}
234   236  
235 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.
236   238  
237   239  
238 \begin{figure} 240 \begin{figure}
239 \centering 241 \centering
240 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png} 242 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png}
241 \caption{Redukční ventil} 243 \caption{Redukční ventil}
242 \label{fig:ventil_autogen} 244 \label{fig:ventil_autogen}
243 \end{figure} 245 \end{figure}
244   246  
245 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}.
246   248  
247   249  
248 \begin{figure} 250 \begin{figure}
249 \centering 251 \centering
250 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg} 252 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg}
251 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny} 253 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny}
252 \label{fig:refillable_gas_cilinder} 254 \label{fig:refillable_gas_cilinder}
253 \end{figure} 255 \end{figure}
254   256  
255 \begin{figure} 257 \begin{figure}
256 \centering 258 \centering
257 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg} 259 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg}
258 \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)}
259 \label{fig:redukcni_ventil_vodik} 261 \label{fig:redukcni_ventil_vodik}
260 \end{figure} 262 \end{figure}
261   263  
262 \begin{figure} 264 \begin{figure}
263 \centering 265 \centering
264 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg} 266 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg}
265 \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}
266 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik} 268 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik}
267 \end{figure} 269 \end{figure}
268   270  
269 \begin{figure} 271 \begin{figure}
270 \centering 272 \centering
271 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg} 273 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg}
272 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil} 274 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil}
273 \label{fig:elmag_ventil} 275 \label{fig:elmag_ventil}
274 \end{figure} 276 \end{figure}
275   277  
276 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.
277   279  
278 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.
279   281  
280   282  
281 \subsection{Diagnostika stavu systému} 283 \subsection{Diagnostika stavu systému}
282   284  
283 \begin{itemize} 285 \begin{itemize}
284 \item 286 \item
285 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu) 287 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu)
286 \item 288 \item
287 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu. 289 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu.
288 \item 290 \item
289 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy) 291 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy)
290 \end{itemize} 292 \end{itemize}
291   293  
292 \subsubsection{Meteorologická data} 294 \subsubsection{Meteorologická data}
293   295  
294 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.
295   297  
296 \subsection{Firmware pozemní stanice} 298 \subsection{Firmware pozemní stanice}
297 \label{Box_firmware} 299 \label{Box_firmware}
298   300  
299 \subsubsection{Real-time operační systém} 301 \subsubsection{Real-time operační systém}
300 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.\\
301 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}.
302   304  
303 \subsubsection{Funkce firmwaru} 305 \subsubsection{Funkce firmwaru}
304   306  
305 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.
306   308  
307 \paragraph{Blikání LED} 309 \paragraph{Blikání LED}
308 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.
309   311  
310 \paragraph{Vypouštění} -  
311 Toto vlákno se stará o 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:
312   313  
313 \begin{enumerate} 314 \begin{enumerate}
314 \item Příjem příkazu pro odpal 315 \item Příjem příkazu pro odpal
315 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu 316 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu
316 \item Probuzení od časovače 317 \item Probuzení od časovače
317 \end{enumerate} 318 \end{enumerate}
318   319  
319 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal} 320 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal}
320 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
321 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku. 322 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku.
322 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.\\
323 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.\\
324 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.
325   326  
326 \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.
327   328  
328 \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.
329   330  
330 \subparagraph{Příjem příkazu od uživatele} 331 \subparagraph{Příjem příkazu od uživatele}
331   332  
332 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.
333   334  
334 \subparagraph{Příjem dat z GPS modulu} 335 \subparagraph{Příjem dat z GPS modulu}
335   336  
336 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
337 \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.
338   339  
339 \subsubsection{Uživatelské rozhraní} 340 \subsubsection{Uživatelské rozhraní}
340   341  
341 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:
342   343  
343 \begin{itemize} 344 \begin{itemize}
344 \item odpal 345 \item odpal
345 \item zrus (nebo písmeno "s") 346 \item zrus (nebo písmeno "s")
346 \item help 347 \item help
347 \item check 348 \item check
348 \end{itemize} 349 \end{itemize}
349   350  
350 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.
351   352  
352 \begin{figure}[hbtp] 353 \begin{figure}[hbtp]
353 \begin{center} 354 \centering
354 \includegraphics[height=200mm]{./img/program_flow.png} 355 \includegraphics[height=20.5cm]{./img/program_flow.png}
355 \caption{Funkční diagram firmwaru Automatického vypouštěče} 356 \caption{Procesní diagram firmwaru pozemní stanice}
356 \label{fig:Diag_firmware} 357 \label{fig:Diag_firmware}
357 \end{center} -  
358 \end{figure} 358 \end{figure}
359   359  
360   360  
361 \begin{figure} 361 \begin{figure}
362 \begin{center} 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{center} -  
367 \end{figure} 366 \end{figure}
368   367  
369   368  
370 \section{Balónová sonda} 369 \section{Balónová sonda}
371   370  
372 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
373 \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}
374   373  
375 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A}, 374 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
376 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B}, 375 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B},
377 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}. 376 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}.
378   377  
379 \subsection{Potřebné parametry} 378 \subsection{Potřebné parametry}
380   379  
381 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.
382   381  
383 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)} 382 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)}
384   383  
385 \begin{itemize} 384 \begin{itemize}
386 \item 385 \item
387 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech. 386 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech.
388 \item 387 \item
389 GPS údaje 10Hz, textový výstup 388 GPS údaje 10Hz, textový výstup
390 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA} 389 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA}
391 \item 390 \item
392 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné. 391 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné.
393 \item 392 \item
394 Radio maják a akustický maják 393 Radio maják a akustický maják
395 \item 394 \item
396 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních 395 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních
397 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10) 396 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10)
398 \item 397 \item
399 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz}, 398 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz},
400 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com} 399 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com}
401 \end{itemize} 400 \end{itemize}
402 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}.
403   402  
404 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}
405   404  
406 \subsubsection{Napájení sondy během letu} 405 \subsubsection{Napájení sondy během letu}
407   406  
408 \begin{itemize} 407 \begin{itemize}
409 \item 408 \item
410 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek} 409 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek}
411 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C) 410 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C)
412 \item 411 \item
413 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky) 412 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky)
414 \item 413 \item
415 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový 414 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový
416 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný. 415 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný.
417 \item 416 \item
418 Ideální by bylo použití 417 Ideální by bylo použití
419 \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}
420 \end{itemize} 419 \end{itemize}
421   420  
422 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být 421 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být
423 předehřátí sondy při startu. 422 předehřátí sondy při startu.
424   423  
425 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.
426   425  
427 \subsubsection{Konstrukce} 426 \subsubsection{Konstrukce}
428 \label{konstrukce} 427 \label{konstrukce}
429   428  
430 \begin{itemize} 429 \begin{itemize}
431 \item 430 \item
432 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}
433 \item 432 \item
434 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání) 433 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání)
435 \item 434 \item
436 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem}, 435 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem},
437 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během 436 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během
438 vypuštění sondy. 437 vypuštění sondy.
439 \item 438 \item
440 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a 439 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a
441 personální) 440 personální)
442 \end{itemize} 441 \end{itemize}
443   442  
444 \paragraph{Návrat sondy} 443 \paragraph{Návrat sondy}
445   444  
446 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}
447   446  
448 \subsubsection{Firmware} 447 \subsubsection{Firmware}
449   448  
450 \begin{itemize} 449 \begin{itemize}
451 \item 450 \item
452 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta 451 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta
453 \end{itemize} 452 \end{itemize}
454   453  
455 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.
456   455  
457 \begin{figure} 456 \begin{figure}
458 \begin{center} 457 \centering
459 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} 458 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png}
460 \caption{Blokové schéma balónové sondy} 459 \caption{Blokové schéma balónové sondy}
461 \label{fig:balon_sonda} 460 \label{fig:balon_sonda}
462 \end{center} -  
463 \end{figure} 461 \end{figure}
464   462  
465 \subsubsection{Legislativní požadavky} 463 \subsubsection{Legislativní požadavky}
466   464  
467 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých 465 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých
468 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R. 466 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R.
469   467  
470 \paragraph{Kategorie balónu} 468 \paragraph{Kategorie balónu}
471   469  
472 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
473 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
474 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním 472 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním
475 naplnění/roztažení. 473 naplnění/roztažení.
476   474  
477 \paragraph{Povolení vypuštění} 475 \paragraph{Povolení vypuštění}
478   476  
479 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě 477 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě
480 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky, 478 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky,
481 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o 479 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o
482 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
483 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je 481 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je
484 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny 482 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny
485 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních 483 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních
486 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit 484 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit
487 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy \gls{NOTAM}, která se musí 485 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy \gls{NOTAM}, která se musí
488 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu. 486 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu.
489   487  
490 \paragraph{Materiály} 488 \paragraph{Materiály}
491   489  
492 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení 490 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení
493 \gls{UCL}. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál 491 \gls{UCL}. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál
494 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti 492 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti
495 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti 493 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti
496 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb. 494 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb.
497 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší 495 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší
498 sílu než 230~N. 496 sílu než 230~N.
499   497  
500 \paragraph{Dostup} 498 \paragraph{Dostup}
501 Pro dostup nejsou právní omezení. 499 Pro dostup nejsou právní omezení.
502   500  
503 \paragraph{Místo vypuštění} 501 \paragraph{Místo vypuštění}
504   502  
505 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů, 503 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů,
506 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s 504 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s
507 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
508 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je 506 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je
509 problematický, nedoporučuje se. 507 problematický, nedoporučuje se.
510   508  
511 \paragraph{Řešení legislativních problémů} 509 \paragraph{Řešení legislativních problémů}
512   510  
513 \begin{itemize} 511 \begin{itemize}
514 \item 512 \item
515 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky \gls{UCL} pro kategorii B2. 513 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky \gls{UCL} pro kategorii B2.
516 \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
517 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde}) 515 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde})
518 \item Autodestrukce při hrozící srážce. 516 \item Autodestrukce při hrozící srážce.
519 \end{itemize} 517 \end{itemize}
520   518  
521 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}.
522   520  
523 \subsection{Meteorologický balón} 521 \subsection{Meteorologický balón}
524   522  
525 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.
526   524  
527 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.
528   526  
529 \subsubsection{Svařování balónu} 527 \subsubsection{Svařování balónu}
530   528  
531 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.
532   530  
533   531  
534   532  
535 \subsubsection{Zpětný ventil} 533 \subsubsection{Zpětný ventil}
536 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.
537   535  
538 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.
539   537  
540 \begin{figure} 538 \begin{figure}
541 \centering 539 \centering
542 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG} 540 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG}
543 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto} 541 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto}
544 \label{fig:ZpetVentilFoto} 542 \label{fig:ZpetVentilFoto}
545 \end{figure} 543 \end{figure}
546   544  
547 \begin{figure} 545 \begin{figure}
548 \centering 546 \centering
549 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png} 547 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png}
550 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu} 548 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu}
551 \label{fig:ZpetVentil} 549 \label{fig:ZpetVentil}
552 \end{figure} 550 \end{figure}
553   551  
554   552  
555   553  
556 \section{Řídící systém sítě} 554 \section{Řídící systém sítě}
557   555  
558 \subsection{Zpracování dostupných dat} 556 \subsection{Zpracování dostupných dat}
559   557  
560 \begin{itemize} 558 \begin{itemize}
561 \item 559 \item
562 Odhad vektoru meteoru v atmosféře 560 Odhad vektoru meteoru v atmosféře
563 \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)
564 \item 562 \item
565 Sběr dat z jednotlivých stanic 563 Sběr dat z jednotlivých stanic
566 \item 564 \item
567 Výpočet vektoru a výškových profilů větru 565 Výpočet vektoru a výškových profilů větru
568 \end{itemize} 566 \end{itemize}
569 \subsection{Rozhodovací proces} 567 \subsection{Rozhodovací proces}
570   568  
571 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu 569 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu
572 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS} 570 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS}
573   571  
574 \begin{itemize} 572 \begin{itemize}
575 \item 573 \item
576 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím. 574 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím.
577 \item 575 \item
578 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí 576 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí
579 stanicí. 577 stanicí.
580 \item 578 \item
581 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.
582 \end{itemize} 580 \end{itemize}
583 \subsection{Správa systému} 581 \subsection{Správa systému}
584   582  
585 \begin{itemize} 583 \begin{itemize}
586 \item 584 \item
587 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s 585 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s
588 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor} 586 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor}
589 \end{itemize} 587 \end{itemize}
590   588  
591 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.
592   590  
593 \section{Výsledky projektu} 591 \section{Výsledky projektu}
594   592  
595 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.
596   594  
597 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.
598   596  
599 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.
600   598  
601 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení} 599 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení}
602   600  
603 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.
604 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.
605   603  
606 \subsection{Doporučení pro další cvičení} 604 \subsection{Doporučení pro další cvičení}
607 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.
608   606  
609 \bibliographystyle{ieeetr} 607 \bibliographystyle{ieeetr}
610 \bibliography{zprava.cs} 608 \bibliography{zprava.cs}
611 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura} 609 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura}
612   610  
613 \printglossaries 611 \printglossaries
614 \glsaddall 612 \glsaddall
615   613  
616 \vfill 614 \vfill
617 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.
618 616
619 \end{document} 617 \end{document}