| Line 1... |
Line 1... |
| 1 |
\documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article} |
1 |
\documentclass[12pt,a4paper,twoside]{article} |
| 2 |
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref} |
- |
|
| 3 |
\usepackage[utf8]{inputenc} |
2 |
\usepackage[utf8]{inputenc} |
| 4 |
\usepackage[czech]{babel} |
3 |
\usepackage[czech]{babel} |
| - |
|
4 |
\usepackage[colorlinks=true,unicode]{hyperref} |
| 5 |
\usepackage{graphicx} |
5 |
\usepackage{graphicx} |
| 6 |
\usepackage{fancyhdr} |
6 |
\usepackage{fancyhdr} |
| 7 |
\usepackage{fullpage} |
7 |
\usepackage{fullpage} |
| 8 |
\usepackage[top=5cm, bottom=10cm, left=2.5cm, right=2.5cm]{geometry} |
8 |
\usepackage[top=5cm, bottom=10cm, left=2.5cm, right=2.5cm]{geometry} |
| 9 |
|
9 |
|
| Line 22... |
Line 22... |
| 22 |
|
22 |
|
| 23 |
\setlength{\headheight}{17pt} |
23 |
\setlength{\headheight}{17pt} |
| 24 |
|
24 |
|
| 25 |
\fancyfoot{} |
25 |
\fancyfoot{} |
| 26 |
\fancyfoot[L] |
26 |
\fancyfoot[L] |
| 27 |
{\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[width=1.5cm]{./img/datamatrix.png}} \footnotesize { \begin{tabular}{cc} |
27 |
{\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[width=1.5cm]{./img/datamatrix.png}} \tiny{ \begin{tabular}{c} |
| 28 |
pomiceva & jichapav \\ |
28 |
pomiceva \\ |
| 29 |
kakonjak & poskozby\\ |
29 |
kakonjak \\ |
| 30 |
hanuson1 & \\ |
30 |
hanuson1 \\ |
| - |
|
31 |
poskozby \\ |
| - |
|
32 |
jichapav \\ |
| 31 |
\end{tabular}} |
33 |
\end{tabular}} |
| 32 |
} |
34 |
} |
| 33 |
\fancyfoot[C] {\thepage} |
35 |
\fancyfoot[C] {\thepage} |
| 34 |
\fancyfoot[R] {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[height=1.0cm]{./img/Logo_UST.png}}} |
36 |
\fancyfoot[R] {\raisebox{-0.75cm}{\includegraphics[height=1.0cm]{./img/Logo_UST.png}}} |
| 35 |
|
37 |
|
| Line 146... |
Line 148... |
| 146 |
\includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG} |
148 |
\includegraphics[width=10cm]{./img/domecek.JPG} |
| 147 |
\caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu} |
149 |
\caption{Konstrukční díly pozemního vypouštěcího boxu} |
| 148 |
\label{fig:box} |
150 |
\label{fig:box} |
| 149 |
\end{figure} |
151 |
\end{figure} |
| 150 |
|
152 |
|
| 151 |
Bočnice mají tvar obdélníku zkombinovaného přesahujícím rovnoramenným trojúhelníkem. Obdélníková část bočnic je přišroubována ke krabici a na trojúhelníkové části je položena střecha, složená ze dvou desek. V produkční verzi by mela být konstrukce spodní části řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou z \gls{PE} desek. Krabice musí být dostatečně utěsněna, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond. Boční profil krabice by pravděpodobně mohl být modifikován do trojúhelníku, což by umožnilo lepší kontrolu nad odpadávajícími díly střechy. |
153 |
Bočnice mají tvar obdélníku zkombinovaného s přesahujícím rovnoramenným troj\-úhelníkem. Obdélníková část bočnic je přišroubována ke krabici a na trojúhelníkové části je položena střecha, složená ze dvou desek. V produkční verzi by mela být konstrukce spodní části řešena polyfúzně svařovanou plastovou bednou z \gls{PE} desek. Krabice musí být dostatečně utěsněna, aby nebyla zajímavá pro hlodavce a další havěť. Rozměry by měly být upraveny tak, aby umožnila vypouštění i současných profesionálních balónových sond. Boční profil krabice by pravděpodobně mohl být modifikován do trojúhelníku, což by umožnilo lepší kontrolu nad odpadávajícími díly střechy. Šikmé stěny přes které by se měla sesouvat střecha by navíc mohly být pokryty fotovoltaickými články, které by v zavřeném vyčkávacím stavu sloužily k výrobě elektrické energie pro napájení stanice a při otevření střechy by posloužily, jako zpětná vazba sesunutí desek. |
| 152 |
|
154 |
|
| 153 |
|
155 |
|
| 154 |
\subsubsection{Akční členy} |
156 |
\subsubsection{Akční členy} |
| 155 |
|
157 |
|
| 156 |
Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální spolehlivost. Konstrukce akčních členů je převzata z kosmických technologií používaných na družicích Magion, proto jsou použity pružiny s přepalovacími \gls{PE} pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do rezistorů je využit modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/NFET4X01B}{NFET4X01B} Nejdříve byl vyroben prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Na kterém byla demonstrována funkčnost takového řešení. Tento pokus nejlépe ilustruje \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{dokumentační video}. |
158 |
Většina akčních členů je konstruována s důrazem na maximální spolehlivost. Konstrukce akčních členů je převzata z kosmických technologií používaných na družicích Magion, proto jsou použity pružiny s přepalovacími \gls{PE} pojistkami (silonové vlákno, nebo stuha přepalovaná výkonovým rezistorem) ke spínáni proudu do rezistorů je využit modul \href{http://www.mlab.cz/PermaLink/NFET4X01B}{NFET4X01B} Nejdříve byl vyroben prototyp odpalování pružiny pro otevírání víka pozemní vypouštěcí stanice. Na kterém byla demonstrována funkčnost takového řešení. Tento pokus nejlépe ilustruje \href{http://www.mlab.cz/redmine/attachments/download/3/video-2013-03-09-23-43-33.mp4}{dokumentační video}. |
| Line 164... |
Line 166... |
| 164 |
\label{fig:odpalovac} |
166 |
\label{fig:odpalovac} |
| 165 |
\end{figure} |
167 |
\end{figure} |
| 166 |
|
168 |
|
| 167 |
\subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice} |
169 |
\subsubsection{Otevírání střechy pozemní stanice} |
| 168 |
|
170 |
|
| 169 |
Během návrhu optimální konstrukce pozemního vypouštěcího boxu bylo uvažováno několik metod otevírání krabice, na konec byla vybrána sedlová střecha složena ze dvou desek, které mohou vlastní vahou sklouznout po bočnicích. |
171 |
Během návrhu optimální konstrukce pozemního vypouštěcí\-ho boxu bylo uvažováno něko\-lik metod otevírání krabice, na konec byla vybrána sedlová střecha složena ze dvou desek, které mohou vlastní vahou sklouznout po bočnicích. |
| 170 |
|
172 |
|
| 171 |
Tyto střešní desky, které se z důvodu vodotěsnosti navzájem překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, se spustí vlivem gravitační síly po bočnicích na zem. |
173 |
Tyto střešní desky, které se z důvodu vodotěsnosti navzájem překrývají, jsou uvnitř ve vrcholu střechy spojeny páskou. Při přetavení pásky rezistorem, se spustí vlivem gravitační síly po bočnicích na zem. |
| 172 |
|
174 |
|
| 173 |
Při jednom z testovacích odpalů bylo zjištěno, že u tohoto řešení pro otevření střechy hrozí sesunutí pásku či silonu mimo rezistor. Tomuto bylo zabráněno vložením plastového dílu navrženého přímo pro tyto účely a vyrobeného pomocí 3D tiskárny. Tento článek fixuje pásek na rezistoru viz obrázek \ref{fig:3Dtiskarna}. |
175 |
Při jednom z testovacích odpalů bylo zjištěno, že u tohoto řešení pro otevření střechy hrozí sesunutí pásku či silonu mimo rezistor. Tomuto bylo zabráněno vložením plastového dílu navrženého přímo pro tyto účely a vyrobeného pomocí 3D tiskárny. Tento článek fixuje pásek na rezistoru viz obrázek \ref{fig:3Dtiskarna}. |
| 174 |
|
176 |
|
| Line 195... |
Line 197... |
| 195 |
|
197 |
|
| 196 |
Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Toto svařování je umístěno v lisovacím mechanismu, který má za úkol stisknout nohavici balónu, jež přivádí nosný plyn do balónu. V poslední fázi činnosti tohoto mechanismu je nohavice příčně přetavena. Tím dojde k uzavření přívodu do balónu a zároveň k odpoutání balónu od uzavíracího systému. K uvolnění balónu je potřeba dostatečný vztlak, jenž přetrhne natavený materiál a uzavřený balón pak začne stoupat. |
198 |
Jako uzavírací a vypouštěcí systém balónu je použito odporové svařování. Toto svařování je umístěno v lisovacím mechanismu, který má za úkol stisknout nohavici balónu, jež přivádí nosný plyn do balónu. V poslední fázi činnosti tohoto mechanismu je nohavice příčně přetavena. Tím dojde k uzavření přívodu do balónu a zároveň k odpoutání balónu od uzavíracího systému. K uvolnění balónu je potřeba dostatečný vztlak, jenž přetrhne natavený materiál a uzavřený balón pak začne stoupat. |
| 197 |
|
199 |
|
| 198 |
Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem. Přítlačná plocha je schopna posuvného pohybu po kolejnicích s přírazem k pevné zarážce. O přítlak se starají dvě pružiny umístěné na kolejnicích za plošinou, jak je vidět na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. |
200 |
Lis je tvořen pohyblivou přítlačnou plochou a pevnou zarážkou s odporovým drátem. Přítlačná plocha je schopna posuvného pohybu po kolejnicích s přírazem k pevné zarážce. O přítlak se starají dvě pružiny umístěné na kolejnicích za plošinou, jak je vidět na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. |
| 199 |
|
201 |
|
| 200 |
Pro snadnější rozevírání lisu a jeho spuštění je použit naviják, který přitahuje přítlačnou plošinu. Po dostatečném rozevření lisu, je naviják zajištěn páskou, která je vedena přes rezistor. Lis je aktivován tak, že rezistor přetaví pásku, zajišťující naviják. Naviják se uvolní a pružiny sevřou lis. |
202 |
Pro snadnější rozevírání lisu a jeho spuštění je použit naviják, který přitahuje přítlač\-nou plošinu. Po dostatečném rozevření lisu, je naviják zajištěn páskou, která je vedena přes rezistor. Lis je aktivován tak, že rezistor přetaví pásku, zajišťující naviják. Naviják se uvolní a pružiny sevřou lis. |
| 201 |
|
203 |
|
| 202 |
Na pevné zarážce je natažen odporový drát, který má za úkol přetavit nohavici stisknutou lisem. Aby nedošlo k příliš rychlému přetavení nohavice, je přes odporový drát přetažen pauzovací papír. Pro lepší účinnost systému je pauzovacím papírem potažena i přítlačná plošina. Pauzovací papír se postará o lepší rozložení tepla a zároveň brání přitavení nohavice k lisu. |
204 |
Na pevné zarážce je natažen odporový drát, který má za úkol přetavit nohavici stisknutou lisem. Aby nedošlo k příliš rychlému přetavení nohavice, je přes odporový drát přetažen pauzovací papír. Pro lepší účinnost systému je pauzovacím papírem potažena i přítlačná plošina. Pauzovací papír se postará o lepší rozložení tepla a zároveň brání přitavení nohavice k lisu. V dalších experimentech by bylo zajímavé vyzkoušet použití papíru na pečení. |
| 203 |
|
205 |
|
| 204 |
Pro správnou funkci lisu je důležitá poloha, ve které doléhá přítlačná plošina k zarážce. Přítlačná plošina musí doléhat tak, aby její horní hrana byla v zákrytu s horní hranou odporového drátu. Pokud by plošina byla posunuta výše, došlo by sice k přetavení, ale balón by se nedokázal vlastní silou odpoutat od systému, protože by byl stále držen lisem. Pokud by plošina byla posunuta níže, nedošlo by k správnému uzavření a odpoutání balónu. Při správném nastavení plošina doléhá přesně na hraně odporového drátu, dojde k uzavření balónu a jeho následnému odpoutání. Správné nastavení je znázorněno na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. |
206 |
Pro správnou funkci lisu je důležitá poloha, ve které doléhá přítlačná plošina k zarážce. Přítlačná plošina musí doléhat tak, aby její horní hrana byla v zákrytu s horní hranou odporového drátu. Pokud by plošina byla posunuta výše, došlo by sice k přetavení, ale balón by se nedokázal vlastní silou odpoutat od systému, protože by byl stále držen lisem. Pokud by plošina byla posunuta níže, nedošlo by k správnému uzavření a odpoutání balónu. Při správném nastavení plošina doléhá přesně na hraně odporového drátu, dojde k uzavření balónu a jeho následnému odpoutání. Správné nastavení je znázorněno na obrázku \ref{fig:uzaviraci_mechanismus_nakres}. |
| 205 |
|
207 |
|
| 206 |
\begin{figure}[hbtp] |
208 |
\begin{figure}[hbtp] |
| 207 |
\centering |
209 |
\centering |
| Line 305... |
Line 307... |
| 305 |
Aplikaci pro ovládání odpalování je možné rozdělit na čtyři funkční bloky, které jsou realizovány pomocí vláken. Funkční diagram je zobrazen na obrázku \ref{fig:Diag_firmware}. V následujících odstavcích bude podrobněji rozebrána funkce jednotlivých vláken aplikace. |
307 |
Aplikaci pro ovládání odpalování je možné rozdělit na čtyři funkční bloky, které jsou realizovány pomocí vláken. Funkční diagram je zobrazen na obrázku \ref{fig:Diag_firmware}. V následujících odstavcích bude podrobněji rozebrána funkce jednotlivých vláken aplikace. |
| 306 |
|
308 |
|
| 307 |
\paragraph{Blikání LED} |
309 |
\paragraph{Blikání LED} |
| 308 |
V tomto vlákně je realizované prosté blikání LED, které slouží pro signalizaci běhu programu. Mezi tím, kdy dioda svítí a nebo je vypnutá, je vlákno uspáno. Tím je vyřešeno jak časování, tak úspora prostředků procesoru. |
310 |
V tomto vlákně je realizované prosté blikání LED, které slouží pro signalizaci běhu programu. Mezi tím, kdy dioda svítí a nebo je vypnutá, je vlákno uspáno. Tím je vyřešeno jak časování, tak úspora prostředků procesoru. |
| 309 |
|
311 |
|
| 310 |
\paragraph{Vypouštění} |
- |
|
| 311 |
Toto vlákno se stará o kompletní sekvenci pro vypuštění balónu. Po spuštění a inicializaci proměnných spadne program do nekonečné smyčky, ve které je následně uspán a čeká na probuzení. To nastane ve třech případech: |
312 |
\paragraph{Vypouštění} řeší kompletní sekvenci pro vypuštění balónu. Po spuštění a inicializaci proměnných spadne program do nekonečné smyčky, ve které je následně uspán a čeká na probuzení. To nastane ve třech případech: |
| 312 |
|
313 |
|
| 313 |
\begin{enumerate} |
314 |
\begin{enumerate} |
| 314 |
\item Příjem příkazu pro odpal |
315 |
\item Příjem příkazu pro odpal |
| 315 |
\item Příjem příkazu pro zrušení odpalu |
316 |
\item Příjem příkazu pro zrušení odpalu |
| 316 |
\item Probuzení od časovače |
317 |
\item Probuzení od časovače |
| Line 348... |
Line 349... |
| 348 |
\end{itemize} |
349 |
\end{itemize} |
| 349 |
|
350 |
|
| 350 |
Příkaz \textbf{odpal} spustí vypouštěcí sekvenci probuzením daného vlákna pro vypouštění. Příkaz \textbf{zrus} zastaví vypouštěcí sekvenci, pokud byla zahájena a informuje o tom výpisem o ukončení vypouštění. Zároveň jde vypouštění zrušit okamžitě stisknutím "s" bez nutnosti potvrzovat příkaz enterem. Příkaz \textbf{help} vypíše stejnou úvodní zprávu jako po resetu programu. Poslední příkaz \textbf{check}, lze použít pro kontrolu stavu vypouštěče před začátkem vypouštění. Po zadání tohoto příkazu jsou na terminál vypsány informace o aktuálních stavech použitých senzorů. Lze tak například zkontrolovat, že střecha není zajištěna, nebo že je lis již spuštěn. |
351 |
Příkaz \textbf{odpal} spustí vypouštěcí sekvenci probuzením daného vlákna pro vypouštění. Příkaz \textbf{zrus} zastaví vypouštěcí sekvenci, pokud byla zahájena a informuje o tom výpisem o ukončení vypouštění. Zároveň jde vypouštění zrušit okamžitě stisknutím "s" bez nutnosti potvrzovat příkaz enterem. Příkaz \textbf{help} vypíše stejnou úvodní zprávu jako po resetu programu. Poslední příkaz \textbf{check}, lze použít pro kontrolu stavu vypouštěče před začátkem vypouštění. Po zadání tohoto příkazu jsou na terminál vypsány informace o aktuálních stavech použitých senzorů. Lze tak například zkontrolovat, že střecha není zajištěna, nebo že je lis již spuštěn. |
| 351 |
|
352 |
|
| 352 |
\begin{figure}[hbtp] |
353 |
\begin{figure}[hbtp] |
| 353 |
\begin{center} |
354 |
\centering |
| 354 |
\includegraphics[height=200mm]{./img/program_flow.png} |
355 |
\includegraphics[height=20.5cm]{./img/program_flow.png} |
| 355 |
\caption{Funkční diagram firmwaru Automatického vypouštěče} |
356 |
\caption{Procesní diagram firmwaru pozemní stanice} |
| 356 |
\label{fig:Diag_firmware} |
357 |
\label{fig:Diag_firmware} |
| 357 |
\end{center} |
- |
|
| 358 |
\end{figure} |
358 |
\end{figure} |
| 359 |
|
359 |
|
| 360 |
|
360 |
|
| 361 |
\begin{figure} |
361 |
\begin{figure} |
| 362 |
\begin{center} |
362 |
\centering |
| 363 |
\includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png} |
363 |
\includegraphics[width=10cm] {./img/Schema_ARM.png} |
| 364 |
\caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu} |
364 |
\caption{Blokové schéma pozemního vypouštěcího boxu} |
| 365 |
\label{fig:blokpozem} |
365 |
\label{fig:blokpozem} |
| 366 |
\end{center} |
- |
|
| 367 |
\end{figure} |
366 |
\end{figure} |
| 368 |
|
367 |
|
| 369 |
|
368 |
|
| 370 |
\section{Balónová sonda} |
369 |
\section{Balónová sonda} |
| 371 |
|
370 |
|
| Line 453... |
Line 452... |
| 453 |
\end{itemize} |
452 |
\end{itemize} |
| 454 |
|
453 |
|
| 455 |
Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem. |
454 |
Toto řešení bylo zavrženo jako nevhodné z důvodu malé šance nalezení a návratu gondoly. Data bude nutné přenášet online na zem. |
| 456 |
|
455 |
|
| 457 |
\begin{figure} |
456 |
\begin{figure} |
| 458 |
\begin{center} |
457 |
\centering |
| 459 |
\includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} |
458 |
\includegraphics[width=10cm]{img/Schema_ATmega.png} |
| 460 |
\caption{Blokové schéma balónové sondy} |
459 |
\caption{Blokové schéma balónové sondy} |
| 461 |
\label{fig:balon_sonda} |
460 |
\label{fig:balon_sonda} |
| 462 |
\end{center} |
- |
|
| 463 |
\end{figure} |
461 |
\end{figure} |
| 464 |
|
462 |
|
| 465 |
\subsubsection{Legislativní požadavky} |
463 |
\subsubsection{Legislativní požadavky} |
| 466 |
|
464 |
|
| 467 |
Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých |
465 |
Pravidla pro lety volných balónů bez pilota jsou definovány v leteckých |