AAU CANSAT - Cansat Shield

always under construction

Vi har valgt at benytte en standard Arduino (UNO size) som basis computer for vores Cansat kit. Arduino løsningen er valgt grundet dens store udbredelse og meget enkle programmeringsværktøj. Hvis man mangler RAM, flere porte kan cansat shield sagtens benyttes på Arduino/Seeduino Mega - bare den oprindelige formfaktor er iorden.

Der benyttes følgende sensorer på aau cansat shield (mulige forhandlere angivet - der er flere - så spørg din lokale først)

AAU Cansat shield v2 bestykket med radio, openlogger, trykmåler , temperatur og accelerometer

Sensorerne er opkoblet som :

Mere om de enkelte sensorer længere nede på siden.

GPS

GPS er en mulighed der kræver lidt ekstra integrationsarbejde, idet der ikke er plads til den på shield umiddelbart. GPS antennen er integreret på modtageren og skal ses kunne se/ ud i de fri.

GPS modtager med serielt interface. Den kan benyttes med en standard Arduino hvor den skal have sin egen serielle port.

Fås bla hos Let Elektronik

Kommunikation

Der er plads til log(Sd kort) og radiokommunikation på cansat shield:

Radiolink og logger unit

Der er er valgt at bruge et komplet radiomodul system APC220 samt openlogger. Manual her.

Årsagen til dette er at begge enheder blot skal tilsluttes en seriel port og så kan man sende og modtage over radio linket og data bliver gemt på sd kort på openlogger enheden.

Sættet består af to ens radiomoduler samt et USB interface. USB interfacet er for at kunne benytte USB-serial på en PC.

Pris ca £33

Radiosættet kan bla købes :

• drobotsonline

• dfrobot

Fordelen ved dette radiosæt er at der intet skal gøres i SW, idet radiomodulet benytter af den serielle port så Serial.print osv virker helt gennemsigtigt. Så man kan teste sin SW over den normale USB forbindelse og dernæst blot erstatte den med radiolinket.

Ved kommunikation over radio skal man dog tage hensyn til , at radioen sender ca dobbelt så mange karakterer som man selv sender til den, så selvom man har en hastighed på 9600 baud som er ca 800 karakterer/sekund skal man ikke regne med at kunne sende mere end 400 karakterer/sekund.

Årsagen til at der sendes dobbelt så meget information(som derfor også tager dobbelt så lang tid at sende) er for at være robust imod støj og dårlig forbindelse sendes al information groft sagt to gange så modtager kan reparere på evt dårlig karakterer.

Så en god tommelfingerregel er højst at sende med 1/3 af hvad radioen kan. Dette er helt normalt for denne slags radioer og ikke et specielt vagt punkt ved denne radio.

Radioen kan bringes til at sende hurtigere, man så nedsætter man rækkevidden rimelig meget.

Om brug af radioerne.

Se shield

Accelerometer

Der er valgt et 3 akses accelerometer der kan sætte op til enten +/- 1.5 g eller +/-6g i opløsning. Bemærk at sensoren kan tåle langt mere så 20g slår den ikke ihjel. Typen er MMA7361L datasheet her

Accelerometer. Bemærk at man på bagsiden af printet kan se benforbindelserne. Accelerometer er forsynet med 3,3V dvs at output ligger i intervallet 0.. 3.3V.

Bemærk at nogle steder er det kun den rå chip man køber. Vi bruger en version monteret på lille print der kan monteres på cansat kit.

Accelerometeret har 2 følsomheder +- 1.5g og +- 6g. Uden jumper w1 er det 1.5g mens jumper på w1 skifter til 6g følsomhed.

Husk at der skal laves en kalibrering da der kan være ret store variationer på data.

Husk at hvis chippen forsynes med 5V er chancen for at den er ødelagt stor.

fra datablad

På figuren kan man se min, middel og maks værdier for hhv maks acceleration hver vej samt ro (0g).

Feks vil man ved 1.5g følsomhed have fra 700mV/g til 860 mV/g altså ret store variationer.

Kalibrering udføres ved at måle 9.82g i begge retninger hvor hhv x,y og z og måle 0g for x,y og z. Derefter kan man lave en lineær model for mV til g.

MPX4115

MPX4115 er en tryksensor der er rimelig nem at håndtere.

Som det ses på figuren er output spænding givet som en funktion af forsynningsspænding og tryk. Det er derfor relativt let at regne baglæns…

• datasheet

Den kan købes bla her:

• MPX4115 v Farnell

LM35

En lille temperaturmåler i plastik hus

Da det er et plastikhus af en vis størrelse må man forvente en vis træghed ved pludselige temperaturændringer.

Forslag til opkoblinger. Vi anbefaler FIGURE 1 der nemt og uden problemer giver 2-150 gr C com måleområde.

Som det ses på figuren vil men i den enkle opstilling have en udgangspænding proportional med temperaturen.

• datasheet

Kan bla købes her:

• Watterott LM35

Man skal være opmærksom på at lm35 er ret følsom overfor pludselige ændringer i belastning på udgangen. Man kan enten følge datablad og sætte 75 ohm i serie med 1 mikrofarad i det hele parallelt over udgangen eller kan man udføre to på hinanden følgende aftastninger hvor blot den anden måling bruges.

int i;
 i = analogRead(0); /* of low quality - dont use it */
 i = analogRead(0);

Fra datablad om støjfilter

Støjfilter fra datablad.

Opkobling fra datablad der giver udvidet temperaturområde. Læg mærke til at der er to spændinger man bør måle idet man ikke kan være helt sikker på at spændingen over dioderne er den samme ved alle temperaturer. Det gælder dog stadig at spænding ændrer sig med 10mV/grad C. 200 grader svarer til 2000mV i dynamikområde så man kan sagtens måle full range med 5-6V i forsyningsspænding.

NTC

Der kan også benyttes en modstand med negativ temperaturkoeeficient(thermistor) til temperaturmåling. Thermistorer er ret billige (normalt under 10 kr).

Man kan se at temperatur kan udtrykkes som funktion af modstanden over thermistor(NTC). Udover modstand indgår A,B,C og D som er materialkonstanter for den thermistor. De kan findes i datablad. Man måler modstand over thermistor vha simpel spændingsdeling.

Et datablad kan findes her