Rev 3024 Rev 3025
Line 40... Line 40...
40 %%\end{figure} 40 %%\end{figure}
41   41  
42 \tableofcontents 42 \tableofcontents
43 \newpage 43 \newpage
44   44  
45 \section{Automatický vypouštěč meteobalónů} 45 \section{Automaticky vypouštěný sondážní balon}
-   46  
-   47 \subsection{Cíle využití systému}
46   48  
47 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě 49 Celý systém by měl být robotizovaným doplňkem sítě
48 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i 50 \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:rmds}{radiových detektorů meteorů}, případně pak i
49 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery). 51 její vizuální varianty (video pozorování a bolidové kamery).
50   52  
Line 62... Line 64...
62 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení 64 zásahu lidské obsluhy. Vedlejším produktem takového vývoje bude zařízení
63 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických 65 schopné v budoucnu automatizovat i vypouštění klasických
64 meteorologických 66 meteorologických
65 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}. 67 \href{http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosonde}{radiosond}.
66   68  
-   69 \subsection{Automotické vypouštění meteobalónů}
-   70  
-   71  
67 \subsection{Pozemní vypouštěcí box} 72 \section{Pozemní vypouštěcí box}
68   73  
69 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující 74 Pozemní stanici balónové sítě tvoří kompaktní krabice obsahující
70 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je 75 techniku potřebnou k vypuštění balónové sondy. Zařízení je
71 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v 76 konstruováno tak, aby bylo schopné vydržet řádově několik roků v
72 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy. 77 pohotovostním režimu, a čekat na příkaz k vypouštění sondy.
73   78  
74 \subsubsection{Technické parametry} 79 \subsection{Technické parametry}
75   80  
76 Většina řídící elektroniky je složena z modulů 81 Většina řídící elektroniky je složena z modulů
77 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB} 82 \href{http://www.mlab.cz/}{stavebnice MLAB}
78   83  
79 Komunikace s řídícím systémem sítě stanic je aktuálně řešena terminálem na RS232 tvořeného modulem \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/RS232SINGLE01A}{RS232SINGLE01A} respektive jeho USB variantou \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/USB232R01B}{USB232R01B}. Další možnosti připojení jsou následující: 84 Komunikace s řídícím systémem sítě stanic je aktuálně řešena terminálem na RS232 tvořeného modulem \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/RS232SINGLE01A}{RS232SINGLE01A} respektive jeho USB variantou \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/USB232R01B}{USB232R01B}. Další možnosti připojení jsou následující:
Line 87... Line 92...
87 \end{itemize} 92 \end{itemize}
88   93  
89 Jako hlavní řídící MCU této jednotky byl vybrán ARM STM32F103R8T v modulu 94 Jako hlavní řídící MCU této jednotky byl vybrán ARM STM32F103R8T v modulu
90 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}. 95 \href{/doku.php?id=cs:stm32f10xrxt}{STM32F10xRxT01A}. Firmware je pak dále popsán v kapitole \ref{Box_firmware}.
91   96  
92 \paragraph{Napájení systému} 97 \subsection{Napájení elektronických subsystémů}
93   98  
94 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. 99 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.
95   100  
96 \subsubsection{Diagnostika poruch} 101 \subsection{Diagnostika stavu systému}
97   102  
98 \begin{itemize} 103 \begin{itemize}
99 \item 104 \item
100 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu) 105 Kontrola úspěšného startu (měření vztlaku balónu)
101 \item 106 \item
Line 108... Line 113...
108 \subsubsection{Meteorologická data} 113 \subsubsection{Meteorologická data}
109   114  
110 Základní meteorologické veličiny nutné pro rozhodnutí o startu jsou snímány lokálně (teplota, tlak, relativní vlhkost, směr rychlost větru) jsou snímány meteostanicí \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:aws}{AWS01B} a lokálně zaznamenáván společně s údaji z \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} (pozice stanice a přesný čas) logu a reportu o průběhu startu. 115 Základní meteorologické veličiny nutné pro rozhodnutí o startu jsou snímány lokálně (teplota, tlak, relativní vlhkost, směr rychlost větru) jsou snímány meteostanicí \href{http://wiki.mlab.cz/doku.php?id=cs:aws}{AWS01B} a lokálně zaznamenáván společně s údaji z \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} (pozice stanice a přesný čas) logu a reportu o průběhu startu.
111   116  
112   117  
113 \subsubsection{Mechanická konstrukce} 118 \subsection{Mechanická konstrukce}
114   119  
115 Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v IKEI a bočnice a střecha z polykarbonátu. Výsledné uspořádání připomíná psí boudu a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy. 120 Box tvoří plastová krabice o rozměrech 57x39x42 cm, zakoupená v IKEI a bočnice a střecha z polykarbonátu. Výsledné uspořádání připomíná psí boudu a bylo takto navrženo za účelem snadného otevírání střechy.
116 Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se kvůli dešti navzájem trochu překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, sjedou samovolně střešní desky po bočnicích na zem. Celý systém je znázorněn na obrázku. 121 Bočnice mají tvar obdélníku, na kterém je posazen přesahující rovnoramenný trojúhelník. Obdélníková část je přichycena ke krabici a na trojúhelníkové části je posazena střecha, která je tvořena ze dvou desek. Tyto střešní desky, které se kvůli dešti navzájem trochu překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, sjedou samovolně střešní desky po bočnicích na zem. Celý systém je znázorněn na obrázku.
117   122  
118 \paragraph{Akční členy} 123 \subsubsection{Akční členy}
119   124  
120 Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální 125 Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální
121 spolehlivost. Akční členy proto jsou pružiny s 126 spolehlivost. Akční členy proto jsou pružiny s
122 přepalovacími PE pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha 127 přepalovacími PE pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha
123 přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do rezistorů 128 přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do rezistorů
Line 126... Line 131...
126 Dále se nám podařilo sestrojit prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Tento pokus nejlépe ilustruje toto 131 Dále se nám podařilo sestrojit prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Tento pokus nejlépe ilustruje toto
127   132  
128 \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{video}. 133 \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{video}.
129   134  
130 U tohoto prototypu bylo zjištěno, že doba přepalování je poměrně dlouhá, což není vhodné. Jedním ze záměrů zhotovitele bylo nezničit odpor, což pravděpodobně nebude možné, aby doba spouštění nebyla příliš dlouhá. 135 U tohoto prototypu bylo zjištěno, že doba přepalování je poměrně dlouhá, což není vhodné. Jedním ze záměrů zhotovitele bylo nezničit odpor, což pravděpodobně nebude možné, aby doba spouštění nebyla příliš dlouhá.
-   136  
131 \begin{figure}[hbtp] 137 \begin{figure}[hbtp]
132 \centering 138 \centering
133 \includegraphics[width=10cm, height=8cm]{img/odpalovac2.jpg} 139 \includegraphics[width=10cm]{img/odpalovac2.jpg}
134 \caption{Odpalovač víka} 140 \caption{Prototyp pojišťovacího mechanismu}
135 \label{fig:odpalovac} 141 \label{fig:odpalovac}
136 \end{figure} 142 \end{figure}
137   143  
138 V produkční vepSvařovaná plastová bedna Dostatečně těsná, aby 144 V produkční verzi by mela být kosntrukce řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou dostatečně těsnou, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť.
139 nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. -  
-   145
140 Konstrukce navržená tak, aby umožnila vypouštění i současných 146 Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond.
141 profesionálních balónových sond. -  
142 Aktivace mechanických prvků přepálením vlákna -  
143 uzavření balónu zatavením hrdla -  
144   147  
145 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. 148 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.
146   149  
147 \section{Uzavírací mechanismus balónu} 150 \subsubsection{Uzavírací mechanismus balónu}
148   151  
149 Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Umístěné v lisovacím mechanismu to má za úkol secvaknout 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. 152 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.
150 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 2 pružiny umístěné na kolejnicích za plošinou, jak je vidět na obrázku. 153 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.
151 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. 154 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.
152 Na pevné zarážce je natažen odporový dráty, který má za úkol přetavit nohavici secvaknutou 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. 155 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.
153 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. 156 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}.
154   -  
155   157  
-   158 \begin{figure}[hbtp]
-   159 \centering
-   160 \includegraphics[width=15cm]{./img/uzaviraci_mechanismus.jpg}
-   161 \caption{Nákres uzavíracího mechanismu balónu}
-   162 \label{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}
-   163 \end{figure}
156   164  
157 \section{Firmware pozemní stanice} 165 \subsection{Firmware pozemní stanice}
158 \label{Box_firmware} 166 \label{Box_firmware}
159   167  
160 \subsection{Real-time operační systém} 168 \subsubsection{Real-time operační systém}
161 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.\\ 169 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.\\
162 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}. 170 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}.
163   171  
164 \subsection{Vysvětlení funkce firmwaru} 172 \subsubsection{Funkce firmwaru}
165   173  
166 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. 174 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.
167 \subsubsection{Blikání LED} 175 \paragraph{Blikání LED}
168 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. 176 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.
169 \subsubsection{Vypouštění} 177 \paragraph{Vypouštění}
170 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:\\ 178 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:\\
171 \begin{enumerate} 179 \begin{enumerate}
172 \item Příjem příkazu pro odpal 180 \item Příjem příkazu pro odpal
173 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu 181 \item Příjem příkazu pro zrušení odpalu
174 \item Probuzení od časovače 182 \item Probuzení od časovače
Line 178... Line 186...
178 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.\\ 186 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.\\
179 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.\\ 187 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.\\
180 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.\\ 188 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.\\
181 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. 189 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.
182   190  
183 \subsubsection{Příjem příkazu od uživatele} 191 \paragraph{Příjem příkazu od uživatele}
184   192  
185 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. 193 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.
186   194  
187 \subsubsection{Příjem dat z GPS modulu} 195 \paragraph{Příjem dat z GPS modulu}
188   196  
189 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu 197 Posledním vláknem využívaném ve firmwaru vypouštěče je vlákno, které se stará o příjem a dekódování NMEA zprávy posílané po sériové lince z GPS modulu
190 \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.\subsection{Uživatelské rozhraní terminálu} 198 \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.
-   199  
-   200 \subsubsection{Uživatelské rozhraní terminálu}
191 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: 201 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:
192   202  
193 \begin{enumerate} 203 \begin{enumerate}
194 \item odpal 204 \item odpal
195 \item zrus (nebo písmeno "s") 205 \item zrus (nebo písmeno "s")
Line 215... Line 225...
215 \label{fig:blokpozem} 225 \label{fig:blokpozem}
216 \end{center} 226 \end{center}
217 \end{figure} 227 \end{figure}
218   228  
219   229  
220 \subsection{Balónová sonda} 230 \section{Balónová sonda}
221   231  
222 Neletový prototyp sondy bude vyvinut za použití modulů stavebnice 232 Neletový prototyp sondy bude vyvinut za použití modulů stavebnice
223 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB} 233 \href{http://www.mlab.cz/Server/GenIndex/GenIndex.php?lang=cs\&path=/Modules}{MLAB}
224   234  
225 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A}, 235 \href{/doku.php?id=cs:atmegatq32}{ATmegaTQ3201A},
226 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B}, 236 \href{/doku.php?id=cs:sdcard}{SDcard01B},
227 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A} 237 \href{/doku.php?id=cs:gps}{GPS01A}
228   238  
229 \subsubsection{Technické parametry} 239 \subsection{Technické parametry}
230   240  
231 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke 241 GPS na sondě by měla být udržovaná ve stavu FIX, aby pak nedocházelo ke
232 zpoždění v důsledku čekání na fix. 242 zpoždění v důsledku čekání na fix.
233   243  
234 \paragraph{Komunikace (Telemetrické údaje)} 244 \paragraph{Komunikace (Telemetrické údaje)}
Line 301... Line 311...
301 \caption{Blokové schéma balónové sondy} 311 \caption{Blokové schéma balónové sondy}
302 \label{fig:blokpozem} 312 \label{fig:blokpozem}
303 \end{center} 313 \end{center}
304 \end{figure} 314 \end{figure}
305   315  
306 \subsubsection{Legislativní požadavky} 316 \subsection{Legislativní požadavky}
307   317  
308 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých 318 Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých
309 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R. 319 předpisech L-2 Pravidla létaní, dodatek 5 a R.
310   320  
311 \paragraph{Kategorie balónu} 321 \paragraph{Kategorie balónu}
Line 361... Line 371...
361 mohl zároveň zjednodušit návrat sondy podobně jako 371 mohl zároveň zjednodušit návrat sondy podobně jako
362 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde}) 372 \href{http://www.youtube.com/watch?v=rpBnurznFio}{zde})
363 \item 373 \item
364 Autodestrukce při hrozící srážce. 374 Autodestrukce při hrozící srážce.
365 \end{itemize} 375 \end{itemize}
366 \subsection{Řídící systém sítě} -  
367   376  
-   377 \subsection{Meteorologický balón}
-   378  
-   379 \subsubsection{Svařování balónu}
-   380 nutno doplnit
-   381  
-   382 \subsubsection{Evči zpětný ventil}
-   383 Při jednom pokusu (původně neúspěšném) o nastavení nohavice pro nafukování a zatavování balónu se nám 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 tento ventil.
-   384  
-   385 V podstatě jde o přerušení nohavice a následné napojení „nasunutím“ jedné části do druhé (obrázek \ref{fig:ZpetVentil}). Pokud nasuneme spodní část do vrchní (připojené k balónu) a upevníme například pomocí lepicí pásky. Budeme schopni balón bez problémů napustit. Ovšem při pokusu balón vypustit zjistíme, že je to téměř nemožné. Ta část nohavice, které je nasunutá uvnitř, se totiž vlivem opačného tlaku vzduchu (nebo jiného plynu) zdeformuje a zablokuje průchod. Tímto způsobem můžeme velice levně, jednoduše a efektivně vytvořit zpětný ventil, který by měl být pro naše účely naprosto dostačující.
-   386  
-   387 \begin{figure}
-   388 \centering
-   389 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG}
-   390 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto}
-   391 \label{fig:ZpetVentilFoto}
-   392 \end{figure}
-   393  
-   394 \begin{figure}
-   395 \centering
-   396 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png}
-   397 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu}
-   398 \label{fig:ZpetVentil}
-   399 \end{figure}
-   400  
-   401  
-   402  
-   403 \section{Řídící systém sítě}
-   404  
368 \subsubsection{Zpracování dostupných dat} 405 \subsection{Zpracování dostupných dat}
369   406  
370 \begin{itemize} 407 \begin{itemize}
371 \item 408 \item
372 Odhad vektoru meteoru v atmosféře 409 Odhad vektoru meteoru v atmosféře
373 \item 410 \item
Line 376... Line 413...
376 \item 413 \item
377 Sběr dat z jednotlivých stanic 414 Sběr dat z jednotlivých stanic
378 \item 415 \item
379 Výpočet vektoru a výškových profilů větru 416 Výpočet vektoru a výškových profilů větru
380 \end{itemize} 417 \end{itemize}
381 \subsubsection{Rozhodovací proces} 418 \subsection{Rozhodovací proces}
382   419  
383 Použití nějakého skriptovacího jazyka pro popis procesu 420 Použití nějakého skriptovacího jazyka pro popis procesu
384 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS}? 421 \href{http://www.ros.org/wiki/}{ROS}?
385   422  
386 \begin{itemize} 423 \begin{itemize}
Line 390... Line 427...
390 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí 427 Přeplánování startu v důsledku neúspěšného vypuštění nebo zamítnutí
391 stanicí. 428 stanicí.
392 \item 429 \item
393 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón. 430 Kontrola potenciálního narušení vzdušného prostoru a zakázaných zón.
394 \end{itemize} 431 \end{itemize}
395 \subsubsection{Správa systému} 432 \subsection{Správa systému}
396   433  
397 \begin{itemize} 434 \begin{itemize}
398 \item 435 \item
399 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s 436 Registrace jednotlivých stanic a správa uživatelů v kooperaci s
400 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor} 437 projektem \href{http://www.astrozor.cz/}{Astrozor}
401 \end{itemize} 438 \end{itemize}
402   439  
403 \section{Problémy a jejich řešení} -  
404   440  
405 Dosud jsme narazili hned na několik problémů, které ovlivnili naše další rozhodování a realizaci. Mezi ně patří: -  
406 \begin{itemize} -  
407 \item -  
408 Potíže s legislativou - omezení týkající se povolení vypuštění balónu. Jedná se předně o omezení váhová a materiálová. -  
409 \item -  
410 Nemožnost použití vodíku - tato možnost byla jednoduše vyloučena. -  
411 \item -  
412 Baterie a jejich odolnost vůči mrazu - navrhováno několik variant, v současné době ještě nemáme vybránu jednu konkrétní. 441 Baterie a jejich odolnost vůči mrazu - navrhováno několik variant, v současné době ještě nemáme vybránu jednu konkrétní.
413 \item 442  
414 Dostupnost materiálů - aktuálně potíže s dopravou tlakových lahví s héliem. 443 Dostupnost materiálů - aktuálně potíže s dopravou tlakových lahví s héliem.
415 \end{itemize} -  
416 Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly. 444 Navrhovaná řešení jednotlivých problémů jsou uvedena v technické části vždy u příslušné kapitoly.
417   445  
418 \section{Pneumatická část napouštěcího systému} 446 \section{Pneumatická část napouštěcího systému}
419   447  
420 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. 448 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.
Line 487... Line 515...
487   515  
488 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. 516 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.
489   517  
490 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. 518 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.
491   519  
492 \subsection{Meteorologický balón} -  
493   -  
494 \subsubsection{Svařování balónu} -  
495 nutno doplnit -  
496   -  
497 \subsubsection{Evči zpětný ventil} -  
498 Při jednom pokusu (původně neúspěšném) o nastavení nohavice pro nafukování a zatavování balónu se nám 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 tento ventil. 520 \section{Dosažené výsledky}
499   -  
500 V podstatě jde o přerušení nohavice a následné napojení „nasunutím“ jedné části do druhé (obrázek \ref{fig:ZpetVentil}). Pokud nasuneme spodní část do vrchní (připojené k balónu) a upevníme například pomocí lepicí pásky. Budeme schopni balón bez problémů napustit. Ovšem při pokusu balón vypustit zjistíme, že je to téměř nemožné. Ta část nohavice, které je nasunutá uvnitř, se totiž vlivem opačného tlaku vzduchu (nebo jiného plynu) zdeformuje a zablokuje průchod. Tímto způsobem můžeme velice levně, jednoduše a efektivně vytvořit zpětný ventil, který by měl být pro naše účely naprosto dostačující. -  
501   -  
502 \begin{figure} -  
503 \centering -  
504 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentilFoto.JPG} -  
505 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu - foto} -  
506 \label{fig:ZpetVentilFoto} -  
507 \end{figure} -  
508   -  
509 \begin{figure} -  
510 \centering -  
511 \includegraphics[width=10cm]{./img/ZpetnyVentil.png} -  
512 \caption{Zpětný ventil v nohavici balónu} -  
513 \label{fig:ZpetVentil} -  
514 \end{figure} -  
515   -  
516   -  
517   521  
518 \newpage 522 \newpage
519   523  
520 \begin{thebibliography}{99} 524 \begin{thebibliography}{99}
521 \bibitem{cement}{například síť CEMeNt} 525 \bibitem{cement}{například síť CEMeNt}