Rev 3044 Rev 3057
1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article} 1 \documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article}
2 \usepackage[colorlinks=true]{hyperref} 2 \usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
3 \usepackage[utf8]{inputenc} 3 \usepackage[utf8]{inputenc}
4 \usepackage[czech]{babel} 4 \usepackage[czech]{babel}
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}
-   24  
23 \fancyfoot{} 25 \fancyfoot{}
24 \fancyfoot[L] 26 \fancyfoot[L]
25 {\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}} \footnotesize { \begin{tabular}{cc}
26 pomiceva & jichapav \\ 28 pomiceva & jichapav \\
27 kakonjak & poskozby\\ 29 kakonjak & poskozby\\
28 hanuson1 & \\ 30 hanuson1 & \\
29 \end{tabular}} 31 \end{tabular}}
30 } 32 }
31 \fancyfoot[R] {\thepage} 33 \fancyfoot[C] {\thepage}
-   34 \fancyfoot[R] {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[height=1.0cm]{./img/Logo_UST.png}}}
32   35  
33   36  
34 \begin{document} 37 \begin{document}
35 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A} 38 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů ABL01A}
36 \author{Eva Pomíchalová, Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz),\\ Ondřej Hanus, Pavel Jícha, Zbyněk Poskočil} 39 \author{Eva Pomíchalová, Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz),\\ Ondřej Hanus, Pavel Jícha, Zbyněk Poskočil}
37 \maketitle 40 \maketitle
38   41  
39 \begin{figure} [h!] 42 \begin{figure} [h!]
40 \begin{center} 43 \begin{center}
41 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG} 44 \includegraphics [width=160mm] {./img/box.JPG}
42 \end{center} 45 \end{center}
43 \end{figure} 46 \end{figure}
44   47  
45 \thispagestyle{fancy} 48 \thispagestyle{fancy}
46 \newpage 49 \newpage
47 \begin{abstract} 50 \begin{abstract}
48 \input{abstrakt.txt} 51 \input{abstrakt.txt}
49 \end{abstract} 52 \end{abstract}
50 \newpage 53 \newpage
51   54  
52   55  
53   56  
54 \tableofcontents 57 \tableofcontents
55 \newpage 58 \newpage
56   59  
57 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon} 60 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon}
58   61  
59 Účelem vývoje celého systému je plná automatizace procesu vypuštění balónu a jeho začlenění do složitější sítě měřících přístrojů. 62 Účelem vývoje celého systému je plná automatizace procesu vypuštění balónu a jeho začlenění do složitější sítě měřících přístrojů.
60   63  
61 \subsection{Cíle konstrukce systému} 64 \subsection{Cíle konstrukce systému}
62   65  
63 Jde o inovativní přístroj, který může být využit v několika aplikacích vyžadujících přesná meteorologická měření sondou přímo v místě události. 66 Jde o inovativní přístroj, který může být využit v několika aplikacích vyžadujících přesná meteorologická měření sondou přímo v místě události.
64   67  
65 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů} 68 \subsubsection{Síť pro detekci dopadu meteorů}
66   69  
67 \begin{figure} 70 \begin{figure}
68 \centering 71 \centering
69 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png} 72 \includegraphics[width=15cm, height=9cm]{img/SchemaCeleSite.png}
70 \caption{Schéma celé sítě} 73 \caption{Schéma celé sítě}
71 \label{fig:blokcelasit} 74 \label{fig:blokcelasit}
72 \end{figure} 75 \end{figure}
73   76  
74 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě 77 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě
75 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i 78 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i
76 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery). 79 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery).
77   80  
78 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v 81 Účel zařízení je zpřesnit odhad trajektorie temné dráhy meteoritu v
79 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A 82 atmosféře zavedením korekcí na proudění vzduchových mas během letu. A
80 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch. 83 tím v důsledku zmenšit plochu dopadové elipsy meteoritu na zemský povrch.
81   84  
82 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou 85 Údaje o proudech v atmosféře budou získány balónovou sondou vypuštěnou
83 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění 86 bezprostředně po detekci průletu bolidu atmosférou. Místo vypuštění
84 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy 87 balónové sondy by mělo být zvoleno automaticky na základě odhadu dráhy
85 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti. 88 meteoru a známých souřadnic balónových sil v síti.
86   89  
87 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice 90 Důležitou součástí systému je plně robotizovaná vypouštěcí stanice
88 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez 91 (balónové silo), která umožní vypuštění sondy ze známých souřadnic bez
89 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení 92 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení
90 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických 93 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických
91 meteorologických 94 meteorologických
92 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}. 95 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}.
93   96  
94 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond} 97 \subsubsection{Automatické vypouštění meteorologických radiosond}
95   98  
96 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. 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.
97   100  
98 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. 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.
99   102  
100 \section{Pozemní vypouštěcí box} 103 \section{Pozemní vypouštěcí box}
101   104  
102 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující 105 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující
103 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je 106 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je
104 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v 107 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v
105 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy. 108 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy.
106   109  
107 \subsection{Potřebné parametry} 110 \subsection{Potřebné parametry}
108   111  
109 Vypouštěcí box musí být konstruovaný tak, aby jeho součásti měly vysokou spolehlivost umožnil snadné připojení do sítě, umožňoval zároveň příjem telemetrie z vypuštěných sond. 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.
110   113  
111 \subsection{Elektronika pozemní stanice} 114 \subsection{Elektronika pozemní stanice}
112   115  
113 Většina řídící elektroniky je složena z modulů 116 Většina řídící elektroniky je složena z modulů
114 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB} 117 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}
115   118  
116 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: 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:
117   120  
118 \begin{itemize} 121 \begin{itemize}
119 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A} 122 \item Ethernet - modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/ETH01A}{ETH01A}
120 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici \gls{CAN} \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLCAN01B}{TTLCAN01B} 123 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici \gls{CAN} \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLCAN01B}{TTLCAN01B}
121 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici RS485. \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLRS48501A}{TTLRS48501A} 124 \item Konvertor z \gls{TTL} na sběrnici RS485. \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/TTLRS48501A}{TTLRS48501A}
122 \item \gls{GSM} výhodné pro odlehlé oblasti a odesílání informací o poruchách. 125 \item \gls{GSM} výhodné pro odlehlé oblasti a odesílání informací o poruchách.
123 \item \gls{USB} - je přímo osazeno na použitém řídícím modulu a lze jej použít jako servisní terminál a k aktualizaci firmwaru pomocí bootloaderu. 126 \item \gls{USB} - je přímo osazeno na použitém řídícím modulu a lze jej použít jako servisní terminál a k aktualizaci firmwaru pomocí bootloaderu.
124 \end{itemize} 127 \end{itemize}
125   128  
126 Jako hlavní řídící \gls{MCU} této jednotky byl vybrán \gls{ARM} STM32F103R8T v modulu 129 Jako hlavní řídící \gls{MCU} této jednotky byl vybrán \gls{ARM} STM32F103R8T v modulu
127 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}. 130 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}.
128   131  
129   132  
130 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů} 133 \subsubsection{Napájení elektronických subsystémů}
131   134  
132 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. 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.
133   136  
134 Výhodným řešením by také mohlo být využití fotovoltaických článků, které by v případě umístění na odsuvné střeše bylo možné využít k detekci zakrytí střechy. 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.
135   138  
136   139  
137 \subsection{Mechanická konstrukce} 140 \subsection{Mechanická konstrukce}
138   141  
139 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. 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.
140   143  
-   144 \begin{figure}[hbtp]
-   145 \centering
-   146 \includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG}
-   147 \caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu}
-   148 \label{fig:box}
-   149 \end{figure}
-   150  
141 Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. V produkční verzi by mela být konstrukce 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. 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.
142   152  
143   153  
144 \subsubsection{Akční členy} 154 \subsubsection{Akční členy}
145   155  
146 Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální -  
147 spolehlivost. Akční členy proto jsou pružiny s -  
148 přepalovacími \gls{PE} pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha -  
149 přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do rezistorů -  
150 je využit modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/NFET4X01B}{NFET4X01B} -  
151 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}. 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}.
152   157  
153 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. 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.
154   159  
155 \begin{figure}[hbtp] 160 \begin{figure}[hbtp]
156 \centering 161 \centering
157 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg} 162 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg}
158 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu} 163 \caption{Testovací prototyp zajišťovacího mechanismu}
159 \label{fig:odpalovac} 164 \label{fig:odpalovac}
160 \end{figure} 165 \end{figure}
161   166  
162 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice} 167 \subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice}
163   168  
164 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. 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.
165   170  
166 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. 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.
167   172  
168 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}. 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}.
169   174  
170 \begin{figure}[hbtp] 175 \begin{figure}[hbtp]
171 \centering 176 \centering
172 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg} 177 \includegraphics[width=10cm]{img/vodiciClanek.jpg}
173 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)} 178 \caption{Vodící článek pro vázací balíkový pásek (stuhu)}
174 \label{fig:3Dtiskarna} 179 \label{fig:3Dtiskarna}
175 \end{figure} 180 \end{figure}
176   181  
177 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií: 182 Sedlová střecha byla zvolena na základě následujících kritérií:
178   183  
179   184  
180 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. 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.
181   186  
182 \begin{figure}[hbtp] 187 \begin{figure}[hbtp]
183 \centering 188 \centering
184 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg} 189 \includegraphics[width=16cm]{img/otevirani_strechy2.jpg}
185 \caption{Otevírání střechy} 190 \caption{Otevírání střechy}
186 \label{fig:oteviraniStrechy} 191 \label{fig:oteviraniStrechy}
187 \end{figure} 192 \end{figure}
188   193  
189 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu} 194 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu}
190   195  
191 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. 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.
192   197  
193 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}. 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}.
194   199  
195 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. 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.
196   201  
197 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. 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.
198   203  
199 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}. 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}.
200   205  
201 \begin{figure}[hbtp] 206 \begin{figure}[hbtp]
202 \centering 207 \centering
203 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg} 208 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg}
204 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu} 209 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu}
205 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres} 210 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}
206 \end{figure} 211 \end{figure}
207   212  
208 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu} 213 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu}
209   214  
210 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). 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).
211   216  
212 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty. 217 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty.
213   218  
214 \begin{enumerate} 219 \begin{enumerate}
215 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu. 220 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu.
216 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve 221 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve
217 \end{enumerate} 222 \end{enumerate}
218   223  
219 \paragraph{Tlaková nádoba} 224 \paragraph{Tlaková nádoba}
220   225  
221 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. 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.
222   227  
223 \begin{figure} 228 \begin{figure}
224 \centering 229 \centering
225 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png} 230 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png}
226 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem} 231 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem}
227 \label{fig:helium} 232 \label{fig:helium}
228 \end{figure} 233 \end{figure}
229   234  
230 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. 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.
231   236  
232   237  
233 \begin{figure} 238 \begin{figure}
234 \centering 239 \centering
235 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png} 240 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png}
236 \caption{Redukční ventil} 241 \caption{Redukční ventil}
237 \label{fig:ventil_autogen} 242 \label{fig:ventil_autogen}
238 \end{figure} 243 \end{figure}
239   244  
240 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}. 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}.
241   246  
242   247  
243 \begin{figure} 248 \begin{figure}
244 \centering 249 \centering
245 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg} 250 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg}
246 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny} 251 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny}
247 \label{fig:refillable_gas_cilinder} 252 \label{fig:refillable_gas_cilinder}
248 \end{figure} 253 \end{figure}
249   254  
250 \begin{figure} 255 \begin{figure}
251 \centering 256 \centering
252 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg} 257 \includegraphics[width=10cm]{img/redukcni_ventil_vodik.jpeg}
253 \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)} 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)}
254 \label{fig:redukcni_ventil_vodik} 259 \label{fig:redukcni_ventil_vodik}
255 \end{figure} 260 \end{figure}
256   261  
257 \begin{figure} 262 \begin{figure}
258 \centering 263 \centering
259 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg} 264 \includegraphics[width=10cm]{./img/redukcni-ventil-autogen-kyslik.jpg}
260 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem} 265 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem}
261 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik} 266 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik}
262 \end{figure} 267 \end{figure}
263   268  
264 \begin{figure} 269 \begin{figure}
265 \centering 270 \centering
266 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg} 271 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg}
267 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil} 272 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil}
268 \label{fig:elmag_ventil} 273 \label{fig:elmag_ventil}
269 \end{figure} 274 \end{figure}
270   275  
271 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. 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.
272   277  
273 Je tedy zřejmé, že systém se stále otevřenou tlakovou lahví a regulačním ventilem nemůže být použit v produkční verzi zařízení, neboť nelze zaručit trvanlivost náplně v tlakové nádobě po delší dobu. 278 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.
274   279  
275   280  
276 \subsection{Diagnostika stavu systému} 281 \subsection{Diagnostika stavu systému}
277   282  
278 \begin{itemize} 283 \begin{itemize}
279 \item 284 \item
280 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu) 285 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu)
281 \item 286 \item
282 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu. 287 Měření teplot, tlaku plynové náplně, průtoku média do balónu.
283 \item 288 \item
284 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy) 289 Vlhkost uvnitř krabice (průsak a ztráta vodotěsnosti proražením, nebo netěsností střechy)
285 \end{itemize} 290 \end{itemize}
286   291  
287 \subsubsection{Meteorologická data} 292 \subsubsection{Meteorologická data}
288   293  
289 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. 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.
290   295  
291 \subsection{Firmware pozemní stanice} 296 \subsection{Firmware pozemní stanice}
292 \label{Box_firmware} 297 \label{Box_firmware}
293   298  
294 \subsubsection{Real-time operační systém} 299 \subsubsection{Real-time operační systém}
295 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.\\ 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.\\
296 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}. 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}.
297   302  
298 \subsubsection{Funkce firmwaru} 303 \subsubsection{Funkce firmwaru}
299   304  
300 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. 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.
301   306  
302 \paragraph{Blikání LED} 307 \paragraph{Blikání LED}
303 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. 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.
304   309  
305 \paragraph{Vypouštění} 310 \paragraph{Vypouštění}
306 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: 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:
307   312  
308 \begin{enumerate} 313 \begin{enumerate}
309 \item Příjem příkazu pro odpal 314 \item Příjem příkazu pro odpal
310 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu 315 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu
311 \item Probuzení od časovače 316 \item Probuzení od časovače
312 \end{enumerate} 317 \end{enumerate}
313   318  
314 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal} 319 \subparagraph{Příjem příkazu pro odpal}
315 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 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
316 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku. 321 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku.
317 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.\\ 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.\\
318 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.\\ 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.\\
319 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. 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.
320   325  
321 \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. 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.
322   327  
323 \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. 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.
324   329  
325 \paragraph{Příjem příkazu od uživatele} 330 \subparagraph{Příjem příkazu od uživatele}
326   331  
327 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. 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.
328   333  
329 \paragraph{Příjem dat z GPS modulu} 334 \subparagraph{Příjem dat z GPS modulu}
330   335  
331 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu 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
332 \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. 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.
333   338  
334 \subsubsection{Uživatelské rozhraní} 339 \subsubsection{Uživatelské rozhraní}
335   340  
336 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: 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:
337   342  
338 \begin{itemize} 343 \begin{itemize}
339 \item odpal 344 \item odpal
340 \item zrus (nebo písmeno "s") 345 \item zrus (nebo písmeno "s")
341 \item help 346 \item help
342 \item check 347 \item check
343 \end{itemize} 348 \end{itemize}
344   349  
345 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. 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.
346   351  
347 \begin{figure}[hbtp] 352 \begin{figure}[hbtp]
348 \begin{center} 353 \begin{center}
349 \includegraphics[height=200mm]{./img/program_flow.png} 354 \includegraphics[height=200mm]{./img/program_flow.png}
350 \caption{Funkční diagram firmwaru Automatického vypouštěče} 355 \caption{Funkční diagram firmwaru Automatického vypouštěče}
351 \label{fig:Diag_firmware} 356 \label{fig:Diag_firmware}
352 \end{center} 357 \end{center}
353 \end{figure} 358 \end{figure}
354   359  
355   360  
356 \begin{figure} 361 \begin{figure}
357 \begin{center} 362 \begin{center}
358 \includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png} 363 \includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png}
359 \caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu} 364 \caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu}
360 \label{fig:blokpozem} 365 \label{fig:blokpozem}
361 \end{center} 366 \end{center}
362 \end{figure} 367 \end{figure}
363   368  
364   369  
365 \section{Balónová sonda} 370 \section{Balónová sonda}
366   371  
367 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 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
368 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB} 373 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB}
369   374  
370 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A}, 375 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
371 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B}, 376 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B},
372 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}. 377 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}.
373   378  
374 \subsection{Potřebné parametry} 379 \subsection{Potřebné parametry}
375   380  
376 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke zpoždění vypuštění v důsledku čekání na fix. 381 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke zpoždění vypuštění v důsledku čekání na fix.
377   382  
378 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)} 383 \subsubsection{Komunikace (Telemetrické údaje)}
379   384  
380 \begin{itemize} 385 \begin{itemize}
381 \item 386 \item
382 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech. 387 Primárním cílem je měření rychlosti a směru větru ve známých bodech.
383 \item 388 \item
384 GPS údaje 10Hz, textový výstup 389 GPS údaje 10Hz, textový výstup
385 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA} 390 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA}
386 \item 391 \item
387 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné. 392 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné.
388 \item 393 \item
389 Radio maják a akustický maják 394 Radio maják a akustický maják
390 \item 395 \item
391 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních 396 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních
392 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10) 397 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10)
393 \item 398 \item
394 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz}, 399 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz},
395 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com} 400 \href{http://www.anaren.com}{http://www.anaren.com}
396 \end{itemize} 401 \end{itemize}
397 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 GPS je potřeba vybrat tak, aby fungovala i ve větších výškáchp což je omezeno směrnicí \href{http://en.wikipedia.org/wiki/CoCom#Legacyi}{CoCom}.
398   403  
-   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}
-   405  
399 \subsubsection{Napájení sondy během letu} 406 \subsubsection{Napájení sondy během letu}
400   407  
401 \begin{itemize} 408 \begin{itemize}
402 \item 409 \item
403 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek} 410 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium\_battery}{Lithiový článek}
404 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C) 411 (negeneruje teplo, minimální provozní teplota je -60 $^\circ$C)
405 \item 412 \item
406 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky) 413 Hořčíková baterie (generuje teplo pro temperování elektroniky)
407 \item 414 \item
408 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový 415 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Silver-oxide\_battery}{Stříbro-oxidový
409 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný. 416 článek} Vydrží nižší provozní teploty a je ekologicky nezávadný.
410 \item 417 \item
411 Ideální by bylo použití 418 Ideální by bylo použití
412 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů} 419 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů}
413 \end{itemize} 420 \end{itemize}
414   421  
415 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být 422 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být
416 předehřátí sondy při startu. 423 předehřátí sondy při startu.
417   424  
418 Komunikace a napájení za letu nebylo v rámci této fáze projektu finálně vyřešeno. 425 Komunikace a napájení za letu nebylo v rámci této fáze projektu finálně vyřešeno.
419   426  
420 \subsubsection{Konstrukce} 427 \subsubsection{Konstrukce}
421 \label{konstrukce} 428 \label{konstrukce}
422   429  
423 \begin{itemize} 430 \begin{itemize}
424 \item 431 \item
425 Balón - \gls{PE} pytel (má vysokou životnost - pryž časem degraduje) \cite{PE_balony_mogul} 432 Balón - \gls{PE} pytel (má vysokou životnost - pryž časem degraduje) \cite{PE_balony_mogul}
426 \item 433 \item
427 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání) 434 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání)
428 \item 435 \item
429 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem}, 436 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem},
430 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během 437 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během
431 vypuštění sondy. 438 vypuštění sondy.
432 \item 439 \item
433 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a 440 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a
434 personální) 441 personální)
435 \end{itemize} 442 \end{itemize}
436   443  
437 \paragraph{Návrat sondy} 444 \paragraph{Návrat sondy}
438   445  
439 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 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}
440   447  
441 \subsubsection{Firmware} 448 \subsubsection{Firmware}
442   449  
443 \begin{itemize} 450 \begin{itemize}
444 \item 451 \item
445 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta 452 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta
446 \end{itemize} 453 \end{itemize}
447   454  
448 Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem. 455 Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem.
449   456  
450 \begin{figure} 457 \begin{figure}
451 \begin{center} 458 \begin{center}
452 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} 459 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png}
453 \caption{Blokové schéma balónové sondy} 460 \caption{Blokové schéma balónové sondy}
454 \label{fig:blokpozem} 461 \label{fig:balon_sonda}
455 \end{center} 462 \end{center}
456 \end{figure} 463 \end{figure}
457   464  
458 \subsubsection{Legislativní požadavky} 465 \subsubsection{Legislativní požadavky}
459   466  
460 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých 467 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých
461 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R. 468 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R.
462   469  
463 \paragraph{Kategorie balónu} 470 \paragraph{Kategorie balónu}
464   471  
465 Balón by měl spadat do kategorie B2, která je definována jako volný 472 Balón by měl spadat do kategorie B2, která je definována jako volný
466 balón s objemem menším než 3,25~$m^{3}$, přičemž žádný z rozměrů balónu 473 balón s objemem menším než 3,25~$m^{3}$, přičemž žádný z rozměrů balónu
467 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním 474 nepřekračuje 2~m. Rozměr 2~m je rozměr při jeho maximálním
468 naplnění/roztažení. 475 naplnění/roztažení.
469   476  
470 \paragraph{Povolení vypuštění} 477 \paragraph{Povolení vypuštění}
471   478  
472 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě 479 Užitečné zatížení představují předměty a materiály, které by v případě
473 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky, 480 střetu s letadlem mohly způsobit poškození letadla (zejména prskavky,
474 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o 481 svítící tyčinky, lámací světla, LED diody apod.) a jakékoliv zatížení o
475 hmotnosti přesahující 0,1 kg. Vzhledem k této definici bude nutné mít 482 hmotnosti přesahující 0,1 kg. Vzhledem k této definici bude nutné mít
476 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je 483 pro provoz balónu povolení. Všechny informace ohledně letu (jako je
477 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny 484 datum, čas, místo vypuštění, užitečné zatížení atp.) musí být zveřejněny
478 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních 485 v Letecké informační příručce (AIP). Pro vypuštění ve zvláštních
479 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit 486 případech, jako je mimořádné pozorování, je potřeba upozornit
480 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy NOTAM, která se musí 487 prostřednictvím navigační výstrahy formou zprávy \gls{NOTAM}, která se musí
481 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu. 488 podat minimálně 24 hodin před vzletem balónu.
482   489  
483 \paragraph{Materiály} 490 \paragraph{Materiály}
484   491  
485 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení 492 Balón nesmí být plněn hořlavými a výbušnými plyny s výjimkou povolení
486 ÚCL. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál 493 \gls{UCL}. Omezení pro materiál antény ani baterií nejsou definovány. Materiál
487 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti 494 balónu také není definován, ale při použití balónu o vysoké svítivosti
488 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti 495 nebo zhotoveného z materiálů o velké světelné nebo radarové odrazivosti
489 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb. 496 musí být oznámeno vypuštění balónu nejbližšímu stanovišti letových provozních služeb.
490 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší 497 Materiál (lano, provázek) spojující balón se sondou nesmí vydržet větší
491 sílu než 230~N. 498 sílu než 230~N.
492   499  
493 \hyperdef{}{dostup}{\paragraph{Dostup}\label{dostup}} 500 \paragraph{Dostup}
494   -  
495 Pro dostup nejsou omezení. 501 Pro dostup nejsou právní omezení.
496   502  
497 \paragraph{Místo vypuštění} 503 \paragraph{Místo vypuštění}
498   504  
499 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů, 505 Omezení se týká všech Zakázaných, Nebezpečných a Omezených prostorů,
500 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s 506 stejně jako dočasně aktivovaných prostorů v době jejich používaní, s
501 výjimkou kdy tak povolí ÚCL nebo kdy je prostor vyhrazen pro let 507 výjimkou kdy tak povolí \gls{UCL} nebo kdy je prostor vyhrazen pro let
502 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je 508 předmětného balónu. Provoz balónu blízko hranic a letišť je
503 problematický, nedoporučuje se. 509 problematický, nedoporučuje se.
504   510  
505 \paragraph{Řešení legislativních problémů} 511 \paragraph{Řešení legislativních problémů}
506   512  
507 \begin{itemize} 513 \begin{itemize}
508 \item 514 \item
509 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky ÚCL pro kategorii B2. 515 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky \gls{UCL} pro kategorii B2.
510 \item Řízené stoupání a aktivní zabránění vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz 516 \item Řízené stoupání a aktivní zabránění vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz
511 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde}) 517 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde})
512 \item Autodestrukce při hrozící srážce. 518 \item Autodestrukce při hrozící srážce.
513 \end{itemize} 519 \end{itemize}
514   520  
515 Bylo zvoleno první řešení, a to navržení bezpečné sondy spadající do kategorie B2. Finální systém bude muset být předložen k posouzení komisi na ÚCL. 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}.
516   522  
517 \subsection{Meteorologický balón} 523 \subsection{Meteorologický balón}
518   524  
519 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. 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.
520   526  
521 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. 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.
522   528  
523 \subsubsection{Svařování balónu} 529 \subsubsection{Svařování balónu}
524   530  
525 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. 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.
526   532  
527   533  
528   534  
529 \subsubsection{Zpětný ventil} 535 \subsubsection{Zpětný ventil}
530 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. 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.
531   537  
532 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. 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.
533   539  
534 \begin{figure} 540 \begin{figure}
535 \centering 541 \centering
536 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG} 542 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG}
537 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto} 543 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto}
538 \label{fig:ZpetVentilFoto} 544 \label{fig:ZpetVentilFoto}
539 \end{figure} 545 \end{figure}
540   546  
541 \begin{figure} 547 \begin{figure}
542 \centering 548 \centering
543 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png} 549 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png}
544 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu} 550 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu}
545 \label{fig:ZpetVentil} 551 \label{fig:ZpetVentil}
546 \end{figure} 552 \end{figure}
547   553  
548   554  
549   555  
550 \section{Řídící systém sítě} 556 \section{Řídící systém sítě}
551   557  
552 \subsection{Zpracování dostupných dat} 558 \subsection{Zpracování dostupných dat}
553   559  
554 \begin{itemize} 560 \begin{itemize}
555 \item 561 \item
556 Odhad vektoru meteoru v atmosféře 562 Odhad vektoru meteoru v atmosféře
557 \item -  
558 Záznam dostupných meteorologických dat pro pozdější rekonstrukci -  
559 (družicové snímky, aktuálně měřené hodnoty ČHMÚ, radarové snímky) 563 \item Záznam dostupných meteorologických dat pro pozdější rekonstrukci meteorologické situace v průběhu události (družicové snímky, aktuálně měřené hodnoty ČHMÚ, radarové snímky)
560 \item 564 \item
561 Sběr dat z jednotlivých stanic 565 Sběr dat z jednotlivých stanic
562 \item 566 \item
563 Výpočet vektoru a výškových profilů větru 567 Výpočet vektoru a výškových profilů větru
564 \end{itemize} 568 \end{itemize}
565 \subsection{Rozhodovací proces} 569 \subsection{Rozhodovací proces}
566   570  
567 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu 571 Použití přesněji nedefinovaného skriptovacího jazyka pro popis procesu
568 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS} 572 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS}
569   573  
570 \begin{itemize} 574 \begin{itemize}
571 \item 575 \item
572 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím. 576 Přidělení příkazu ke startu jednotlivým stanicím.
573 \item 577 \item
574 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí 578 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí
575 stanicí. 579 stanicí.
576 \item 580 \item
577 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón. 581 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón na základě modelových předpovědí vycházejících z informací dostupných v době startu sondy.
578 \end{itemize} 582 \end{itemize}
579 \subsection{Správa systému} 583 \subsection{Správa systému}
580   584  
581 \begin{itemize} 585 \begin{itemize}
582 \item 586 \item
583 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s 587 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s
584 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor} 588 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor}
585 \end{itemize} 589 \end{itemize}
586   590  
587 V této fázi projektu nebyl Řídící systém podrobněji řešen, pouze počáteční návrhy. 591 V této fázi projektu nebyl Řídící systém podrobněji řešen, pouze počáteční návrhy.
588   592  
589 \section{Výsledky projektu} 593 \section{Výsledky projektu}
590   594  
591 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. 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.
592   596  
593 V průběhu vývoje nastalo několik technických problémů. Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly. 597 V průběhu vývoje nastalo několik technických problémů. Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly.
594   598  
595 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. 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.
596   600  
597 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení} 601 \subsection{Možnosti budoucího vývoje zařízení}
598   602  
599 V produkční verzi zařízení bude potřeba zejména vylepšit mechanickou konstrukci vypouštěcího boxu tak, aby byla odolnější proti povětrnostním vlivům. 603 V produkční verzi zařízení bude potřeba zejména vylepšit mechanickou konstrukci vypouštěcího boxu tak, aby byla odolnější proti povětrnostním vlivům.
600 Dále bude potřeba vylepšit firmware tak, aby časování sekvence fungovalo korektním způsobem. 604 Dále bude potřeba vylepšit firmware tak, aby časování sekvence fungovalo korektním způsobem.
601   605  
602 \subsection{Doporučení pro další cvičení} 606 \subsection{Doporučení pro další cvičení}
603 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. 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.
604   608  
605 http://www.chibios.org/dokuwiki/doku.php -  
606 \bibliographystyle{ieeetr} 609 \bibliographystyle{ieeetr}
607 \bibliography{zprava.cs} 610 \bibliography{zprava.cs}
608 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura} 611 \addcontentsline{toc}{section}{Literatura}
609   612  
610 \printglossaries 613 \printglossaries
611 \glsaddall 614 \glsaddall
-   615  
-   616 \vfill
-   617 Projekt byl realizován z prostředků firmy Universal Scientific Technologies s.r.o.
612 618
613 \end{document} 619 \end{document}