Rev 3031 Rev 3032
Line 28... Line 28...
28 \begin{document} 28 \begin{document}
29 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů} 29 \title{Technická zpráva - Automatický vypouštěč meteobalónů}
30 \author{Eva Pomíchalová\\ Jakub Kákona\\ Ondřej Hanus\\ Pavel Jícha\\ Zbyněk Poskočil} 30 \author{Eva Pomíchalová\\ Jakub Kákona\\ Ondřej Hanus\\ Pavel Jícha\\ Zbyněk Poskočil}
31 \maketitle 31 \maketitle
32   32  
33   -  
34 \thispagestyle{fancy} 33 \thispagestyle{fancy}
35 \newpage 34 \newpage
36 \begin{abstract} 35 \begin{abstract}
37 \input{abstrakt.txt} 36 \input{abstrakt.txt}
38   37  
39 \end{abstract} 38 \end{abstract}
40 \newpage 39 \newpage
41   40  
42 %%\begin{figure} [htbp] 41 \begin{figure} [htbp]
43 %%\begin{center} 42 \begin{center}
44 %%\includegraphics [width=80mm] {SDRX01B_Top_Big.JPG} 43 \includegraphics [width=80mm] {box.JPG}
45 %%\end{center} 44 \end{center}
46 %%\end{figure} 45 \end{figure}
47   46  
48 \tableofcontents 47 \tableofcontents
49 \newpage 48 \newpage
50   49  
51 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon} 50 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon}
Line 121... Line 120...
121 Výhodným řešením by také mohlo být využití fotovoltaických článků, které by v případě umístění na odsuvné střeše bylo možné využít k detekci zakrytí střechy. 120 Výhodným řešením by také mohlo být využití fotovoltaických článků, které by v případě umístění na odsuvné střeše bylo možné využít k detekci zakrytí střechy.
122   121  
123   122  
124 \subsection{Mechanická konstrukce} 123 \subsection{Mechanická konstrukce}
125   124  
126 Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v obchodním řetězci IKEA. Bočnice a střecha jsou vyřezány z dutinkového polykarbonátu (menší zátěž, dostatečně pevný). Výsledné uspořádání je vidět na obrázku [\ref{fig:box}] a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy. 125 Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v obchodním řetězci IKEA. Bočnice a střecha jsou vyřezány z dutinkového polykarbonátu (menší zátěž, dostatečně pevný). Výsledné uspořádání je vidět na obrázku \ref{fig:box} a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy.
-   126  
127 Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se z důvodu vodotěsnosti navzájem překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, se spustí vlivem gravitační síly po bočnicích na zem. 127 Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se z důvodu vodotěsnosti navzájem překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, se spustí vlivem gravitační síly po bočnicích na zem.
128   128  
129 \begin{figure}[hbtp] 129 \begin{figure}[hbtp]
130 \centering 130 \centering
131 \includegraphics[width=14cm]{img/box.jpg} 131 \includegraphics[width=14cm]{img/box.jpg}
Line 156... Line 156...
156   156  
157 V produkční verzi by měla být kosntrukce řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou dostatečně těsnou, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. 157 V produkční verzi by měla být kosntrukce řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou dostatečně těsnou, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť.
158 158
159 Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond. 159 Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond.
160   160  
161 Jiná možnost otevření střechy, je použít panty. Tyto panty by držely střešní desky v zavřené poloze a po přepálení pásky rezistorem by se tyto desky vyklopily do stran, jak je znázorněno na obrázku. Pohyb, který by střešní desky musely vykonat, by byl zajištěn pružinami. Nejvhodnější řešení by bylo použít zkrutnou pružinu, u každého pantu. 161 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:DOPLNIT}. Pohyb, který by střešní desky musely vykonat, by byl zajištěn pružinami. Nejvhodnějším řešením je použití zkrutné pružinu u každého pantu.
162   162  
163 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu} 163 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu}
164   164  
165 Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Umístěné v lisovacím mechanismu to má za úkol scvaknout nohavici balónu, která přivádí nosný plyn do balónu a následně ji příčně přetavit. 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. 165 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.
-   166  
166 Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem. Přítlačná plocho 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. 167 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:DOPLNIT}.
-   168  
167 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. 169 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.
-   170  
168 Na pevné zarážce je natažen odporový dráty, který má za úkol přetavit nohavici scvaknutou 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 přilepení nohavice k lisu. 171 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.
-   172  
169 Pro správnou funkci lisu je důležitá poloha, ve které dosedá přítlačná plošina k zarážce. Přítlačná plošina musí dosedat tak, aby její horní hrana byla v zákrytu s horní hranou odporového drátu. Pokud by plošina dosedala 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 dosedala níže, nedošlo by k správnému uzavření a odpoutání balónu. Z těchto důvodů je nutné, aby plošina dosedala přesně na hraně odporového drátu a mohlo tak dojít k správnému uzavření balónu a jeho následnému odpoutání. Správné dosednutí je znázorněno na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. 173 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}.
170   174  
171 \begin{figure}[hbtp] 175 \begin{figure}[hbtp]
172 \centering 176 \centering
173 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg} 177 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg}
174 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu} 178 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu}
175 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres} 179 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}
176 \end{figure} 180 \end{figure}
177   181  
178 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu} 182 \subsubsection{Napouštěcí systém balónu}
179   183  
180 Pneumatika napouštěče balónu řeší problém dávkování nosného plynu do balónu. Pro experimenty s funkčním vzorem přístroje byl jako nosný plyn vybráno helium, jako bezpečný inertní plyn. 184 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).
181   185  
182 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty. 186 Pro dávkování nosného plynu do balónu byly uvažovány dva koncepty.
183   187  
184 \begin{enumerate} 188 \begin{enumerate}
185 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu. 189 \item Použití jednorázové plynové kartuše naplněné právě potřebným množstvím plynu.
186 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve 190 \item Použití opakovaně plnitelné tlakové lahve
187 \end{enumerate} 191 \end{enumerate}
188   192  
189 \paragraph{Tlaková nádoba} 193 \paragraph{Tlaková nádoba}
190   194  
191 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 195 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.
192   196  
193 \begin{figure} 197 \begin{figure}
194 \centering 198 \centering
195 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png} 199 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/Kartuse_s_heliem.png}
196 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem} 200 \caption{Konstrukce ventilu plynové kartuše s héliem}
197 \label{fig:helium} 201 \label{fig:helium}
198 \end{figure} 202 \end{figure}
199   203  
200 V originálním uspořádání je tlačný kuželový ventil otevírán redukčním ventilem, který je vidět na obrázku \ref{fig:ventil_autogen} 204 V originálním uspořádání je tlačný kuželový ventil otevírán redukčním ventilem, který je vidět na obrázku \ref{fig:ventil_autogen}.
201   205  
202 \begin{figure} 206 \begin{figure}
203 \centering 207 \centering
204 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png} 208 \includegraphics[width=10cm]{img/Redukcni_ventil.png}
205 \caption{Redukční ventil} 209 \caption{Redukční ventil}
206 \label{fig:ventil_autogen} 210 \label{fig:ventil_autogen}
207 \end{figure} 211 \end{figure}
208   212  
209 Ten kromě kuželu a přítlačné pružiny obsahuje ještě i zpětný ventil s hadičníkem, který lze z těla redukčního ventilu odšroubovat. 213 Ten kromě kuželu a přítlačné pružiny obsahuje ještě i zpětný ventil s hadičníkem, který lze z těla redukčního ventilu odšroubovat.
210   214  
211 Pro konstrukci prototypu napouštěče balónu jsme ale potřebovali opakovaně experimentovat s procesem napouštění a problém opakovaného naplnění plynové kartuše a otevírání kuželového ventilu se nepodařilo z časových důvodů vhodně vyřešit. 215 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.
212   216  
213 Z toho důvodu byla použita opakovatelně plnitelná tlaková nádoba v kombinaci s klasickým redukčním ventilem na kyslík. 217 Z toho důvodu byla použita opakovatelně plnitelná tlaková nádoba v kombinaci s klasickým redukčním ventilem na kyslík.
214   218  
215 \begin{figure} 219 \begin{figure}
216 \centering 220 \centering
217 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg} 221 \includegraphics[width=10cm]{img/Lahev_helium.jpg}
218 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny} 222 \caption{Znovuplnitelná lahev na technické plyny}
Line 232... Line 236...
232 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem} 236 \caption{Redukční ventil na kyslík sloužící jako náhrada za vodíkový redukční ventil s levým závitem}
233 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik} 237 \label{fig:redukcni_ventil_kyslik}
234 \end{figure} 238 \end{figure}
235   239  
236   240  
237 Helium je pak dávkováno elektromagnetickým ventilem 241 Helium je pak dávkováno elektromagnetickým ventilem.
238   242  
239 \begin{figure} 243 \begin{figure}
240 \centering 244 \centering
241 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg} 245 \includegraphics[width=10cm]{img/elektromagneticky_ventil.jpg}
242 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil} 246 \caption{Elektromagnetický dávkovací ventil}
243 \label{fig:elmag_ventil} 247 \label{fig:elmag_ventil}
244 \end{figure} 248 \end{figure}
245   249  
246 Toto uspořádání má značnou nevýhodu, že helium je pod stálým tlakem ve značném objemu aparatury a vlivem netěsností a difuze skrz materiály s nízkou hustotou, jako jsou například hadice, nebo pryžová těsnění z ní tak postupně uniká. 250 Toto uspořádání má značnou nevýhodu. Helium je pod stálým tlakem ve značném objemu aparatury. Vlivem netěsností a difuze skrz materiály s nízkou hustotou, jako jsou například hadice, nebo pryžová těsnění z ní tak postupně uniká.
247   251  
248 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. Kdy tlak z původních 0,4 MPa klesl během několika desítek minut na 0,2 MPa. A pak dále přes noc až k nule. Hadice byla k regulačnímu ventilu a manometru připojena kvalitními nástrčnými šroubeními pro technické plyny se závity těsněnými teflonovou páskou. 252 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.
249   253  
250 Je tedy jasné, 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. 254 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.
251   255  
252   256  
253 \subsection{Diagnostika stavu systému} 257 \subsection{Diagnostika stavu systému}
254   258  
255 \begin{itemize} 259 \begin{itemize}
Line 270... Line 274...
270 \subsection{Firmware pozemní stanice} 274 \subsection{Firmware pozemní stanice}
271 \label{Box_firmware} 275 \label{Box_firmware}
272   276  
273 \subsubsection{Real-time operační systém} 277 \subsubsection{Real-time operační systém}
274 Pro ovládání celého systému byl zvolen real-time operační systém (RTOS). Ten byl zvolen především pro zjednušení programování vypouštěče, konkrétně nastavování periférií procesoru a řízení vícevláknové aplikace na něm běžící.\\ 278 Pro ovládání celého systému byl zvolen real-time operační systém (RTOS). Ten byl zvolen především pro zjednušení programování vypouštěče, konkrétně nastavování periférií procesoru a řízení vícevláknové aplikace na něm běžící.\\
275 Jako RTOS pro tuto aplikaci tak byl zvolen ChibiOS, který splňuje standardní požadavky na RTOS a také s ním máme zkušenosti s programováním jiných aplikací pod procesory ARM a ovládáním modulů \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}. 279 Jako RTOS pro tuto aplikaci tak byl zvolen ChibiOS, který splňuje standardní požadavky na RTOS a navíc s ním byly v týmu zkušenosti při programování jiných aplikací pod procesory ARM a ovládání modulů \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}.
276   280  
277 \subsubsection{Funkce firmwaru} 281 \subsubsection{Funkce firmwaru}
278   282  
279 Aplikace pro ovládání odpalování se dá rozdělit na čtyři funkční bloky, které jsou realizovány pomocí vláken. Funkční diagram je zobrazen na Obr. \ref{fig:Diag_firmware}. V následujících kapitolách bude podrobněji rozebrána funkce jednotlivých vláken aplikace. 283 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.
280 \paragraph{Blikání LED} 284 \paragraph{Blikání LED}
281 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. 285 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.
282 \paragraph{Vypouštění} 286 \paragraph{Vypouštění}
283 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:\\ 287 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:\\
284 \begin{enumerate} 288 \begin{enumerate}
285 \item Příjem příkazu pro odpal 289 \item Příjem příkazu pro odpal
286 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu 290 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu
287 \item Probuzení od časovače 291 \item Probuzení od časovače
288 \end{enumerate} 292 \end{enumerate}
289 Ad. 1. 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 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku.\\ 293 Ad. 1. 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 indikuje otevření střechy, přistupuje se k dalším kroku.\\
290 Tím je otevření ventilu a tím pádem zahájení napouštění balónu. Tento krok není nijak v současné chvíli zpětnovazebně snímán - je dán pouze čas kdy je ventil otevřen. Do budoucna bychom rádi použili měření průtoku k získání informace, zda je balón opravdu napuštěn daným množstvím plynu.\\ 294 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.\\
291 Třetím krokem celé sekvence je přepálení plastové pojistky, která spouští tavící lis. Po pevně dané časové prodlevě, která by měla stačit 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.\\ 295 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.\\
292 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 a na terminál je vypsána informace o ukončení vypouštění a všechny výstupy jsou v neaktivním stavu.\\ 296 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.\\
293 Ad. 2. V případě příjmu zprávy, která přikazuje ukončení procesu odpalování, se deaktivují výstupy aktivní během vypouštění a uživatel je informován o úspěšném přerušení celé sekvence.\\ 297 Ad. 2. V případě příjmu zprávy, která přikazuje ukončení procesu odpalování, se deaktivují výstupy aktivní během vypouštění a uživatel je informován o úspěšném přerušení celé sekvence.\\
294 Ad. 3. 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, kterou 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. 298 Ad. 3. 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.
295   299  
296 \paragraph{Příjem příkazu od uživatele} 300 \paragraph{Příjem příkazu od uživatele}
297   301  
298 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. 302 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.
299   303  
300 \paragraph{Příjem dat z GPS modulu} 304 \paragraph{Příjem dat z GPS modulu}
301   305  
302 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu 306 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu
303 \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. 307 \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.
Line 333... Line 337...
333 \end{figure} 337 \end{figure}
334   338  
335   339  
336 \section{Balónová sonda} 340 \section{Balónová sonda}
337   341  
338 Hlavním úkolem meteorologické sondy je v případě použití systému ke zpřesnění dráhy o dopadu meteoritu změření směru a rychlostí větru. Z tohoto hlediska jde proto o meteorologickou sondu označovanou jako \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Rawinsonde}{Rawinsonde}. 342 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}.
339   343  
340 Neletový prototyp sondy bude vyvinut za použití modulů stavebnice 344 Neletový prototyp sondy bude vyvinut za použití modulů stavebnice
341 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB} 345 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB}
342   346  
343 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A}, 347 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
344 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B}, 348 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B},
345 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} 349 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}.
346   350  
347 \subsection{Potřebné parametry} 351 \subsection{Potřebné parametry}
348   352  
349 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke 353 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke
350 zpoždění v důsledku čekání na fix. 354 zpoždění v důsledku čekání na fix.
Line 358... Line 362...
358 GPS údaje 10Hz, textový výstup 362 GPS údaje 10Hz, textový výstup
359 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA} 363 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/NMEA\_0183}{NMEA}
360 \item 364 \item
361 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné. 365 další veličiny jako teploty, tlaky atd. jsou volitelné.
362 \item 366 \item
363 Radio maják a akustický maják? 367 Radio maják a akustický maják
364 \item 368 \item
365 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních 369 Radiový přenos telemetrie v pásmu 27-450 MHz: možnost bezlicenčních
366 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10) 370 pásem (SVN: VO-R-16, VO-R-10)
367 \item 371 \item
368 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz}, 372 Radiomoduly: \href{http://www.artbrno.cz}{http://www.artbrno.cz},
Line 387... Line 391...
387 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů} 391 \href{https://www.youtube.com/watch?feature=player\_embedded\&v=OtM6XJlynkk}{superkapacitorů}
388 \end{itemize} 392 \end{itemize}
389 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být 393 Řešením problému s nízkou teplotou ve vyšších výškách by mohlo být
390 předehřátí sondy při startu. 394 předehřátí sondy při startu.
391   395  
-   396 Komunikace a napájení za letu nebylo v rámci této fáze projektu finálně vyřešeno.
-   397  
392 \hyperdef{}{konstrukce}{\paragraph{Konstrukce}\label{konstrukce}} 398 \hyperdef{}{konstrukce}{\paragraph{Konstrukce}\label{konstrukce}}
393   399  
394 \begin{itemize} 400 \begin{itemize}
395 \item 401 \item
396 Balón - \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Polyethylen}{PE} pytel 402 Balón - \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Polyethylen}{PE} pytel
397 (kvůli životnosti v zabaleném stavu - guma s časem degraduje) 403 (životnost v zabaleném stavu - pryž časem degraduje)
398 \textsuperscript{\href{\#fn\_\_4}{4)}} 404 \textsuperscript{\href{\#fn\_\_4}{4)}}
399 \item 405 \item
400 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání) 406 Možnost dálkového odpojení balónu od sondy (ukončení stoupání)
401 \item 407 \item
402 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem}, 408 Prototyp plněný \href{http://cs.wikipedia.org/wiki/Helium}{heliem},
403 i ekologičtější. A vodík navíc lze vyrábět chemicky přímo během 409 ekologičtější. Další možností byl vodík, který lze vyrábět chemicky přímo během
404 vypuštění sondy). 410 vypuštění sondy.
405 \item 411 \item
406 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a 412 Splnění požadavků na bezpečnost provozu (letovou, majetkovou a
407 personální) 413 personální)
408 \end{itemize} 414 \end{itemize}
409 \paragraph{Firmware} 415 \paragraph{Firmware}
Line 411... Line 417...
411 \begin{itemize} 417 \begin{itemize}
412 \item 418 \item
413 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta 419 Záznam dat v gondole balónu mikroSD karta
414 \end{itemize} 420 \end{itemize}
415   421  
-   422 Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem.
-   423  
416 \begin{figure} 424 \begin{figure}
417 \begin{center} 425 \begin{center}
418 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} 426 \includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png}
419 \caption{Blokové schéma balónové sondy} 427 \caption{Blokové schéma balónové sondy}
420 \label{fig:blokpozem} 428 \label{fig:blokpozem}
Line 470... Line 478...
470   478  
471 \paragraph{Řešení legislativních problémů} 479 \paragraph{Řešení legislativních problémů}
472   480  
473 \begin{itemize} 481 \begin{itemize}
474 \item 482 \item
475 Navrhnout bezpečnou sondu, která splní požadavky ÚCL na bezpečnost 483 Navržení bezpečné sondy, která splní požadavky ÚCL pro kategorii B2.
476 letu. -  
477 \item Řídit stoupání a aktivně zabránit vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz 484 \item Řízené stoupání a aktivní zabránění vzniku kolize. Takový systém by mohl zároveň zjednodušit návrat sondy viz
478 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde}) 485 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde})
479 \item Autodestrukce při hrozící srážce. 486 \item Autodestrukce při hrozící srážce.
480 \end{itemize} 487 \end{itemize}
481   488  
-   489 Bylo zvoleno první řešení, a to navržení bezpečné sondy spadající do kategorie B2. Finální systém bude muset být předložen k posouzení komisi na ÚCL.
-   490  
482 \subsection{Meteorologický balón} 491 \subsection{Meteorologický balón}
483 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 $^\circ$). Zárověň se přibližně 13x zvětší objem balónu. 492 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 $^\circ$). Zárověň se přibližně 13x zvětší objem balónu.
484   493  
485 Nosné meteorologické balóny jsou proto obvykle vyráběny z latexu. A 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 značně mizerné, protože jejich hmotnosti se pohybují v rozsahu stovek gramů, až jednotek kilogramů přičemž nosnost je přibližně srovnatelná s jejich hmotností. 494 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.
486   495  
487 \subsubsection{Svařování balónu} 496 \subsubsection{Svařování balónu}
488   497  
489   498  
490   499