Přeskočit na hlavní obsah

Hardware

Hlavní deska (Main Board) je vybavena senzory, GPS modulem, rádiem, slotem na uSD kartu, stabilizátorem napětí, nabíjecím obvodem a signalizačními LED. Ovládá ji 32-bitový ARM mikroprocesor s nativním USB portem a větším počtem I/O pinů s HW periferiemi.

tip

OpenCanSat kit je open-source. Kompletní design schématu i desky najdeš volně ke stažení v repozitáři na GitLabu

Main Board

BUS konektor​

Důležité signály a nevyužité I/O procesoru jsou k dispozici pomocí univerzálního konektoru, který se nachází na všech kulatých deskách v CanSatu. Můžeš ho využít k připojení dalších modulů nebo vlastních obvodů. Je to dvouřadá 26-pinová dutinka s roztečí 2.54mm, takže do ní můžeš připojit běžné propojovací kablíky které možná z náš z nepájivého pole, nebo různých modulů.

BUS konektor

Senzory​

Na hlavní desce najdeš zejména senzor BME280, který umí měřit teplotu, tlak a relativní vlhkost vzduchu. Pomůže ti splnit typickou primární misi.

Senzor BME280

Další senzory a čidla pro sekundární misi můžeš připojit například pomocí sběrnic I2C, nebo SPI, které jsou vyvedené na BUS konektor.

Napájení​

CanSat je napájený primárně z lithiového článku s kapacitou 550mAh. Ten je umístěný na napájecí desce (Power Board) a připojený přes 500mA PTC (vratná pojistka). Na hlavní desce se nachází nabíjecí obvod MCP73831, který akumulátor dobíjí z USB. K akumulátoru je připojený LDO stabilizátor MCP1826S, který poskytuje hlavní 3.3V napájecí větev pro jednotlivé komponenty na hlavní desce.

Napájení

Před stabilizátor napětí jsme připojili senzor proudu INA219. Ten umí komunikovat s hlavním procesorem po I2C sběrnici a můžeš ho použít k real-time měření odběru celého CanSatu, včetně vlastních modulů (musíš je ale připojit na 3.3V větev).

Komunikace​

Veškerou telemetrii a komunikaci s pozemní stanicí zajišťuje radiový modul RFM69HW. Ten umí vysílat v 433MHz ISM pásmu (bezlicenční). Na přijímací stanici se nachází identický modul; obě zařízení jsou schopná obousměrné komunikace (např. telemetrie jedním směrem, ovládací příkazy druhým směrem). Modul podporuje nastavení frekvence, výstupního výkonu a různé modulace signálu.

Varování

Dej pozor aby tvůj CanSat vysílal pouze na povolených frekvencích a nepřekročil požadavky pro bezlicenční provoz

Radiový modul

Jako anténu používáme λ/4 lanko s bílou teflonovou izolací. To by mělo být umístěné rovně kolmo k hlavní desce.

Vedle rádia najdeš na desce ještě modul uBlox MAX-M8C, který umí přijímat signál ze satelitních systémů GPS, Galileo, GLONASS a BeiDou. Můžeš z něj tak získat polohu CanSatu - zeměpisnou délku, šířku a výšku, ale i velice přesné datum a čas.

GPS modul

Na vrchní straně desky se nachází keramická GPS anténa, která potřebuje mít dobrý výhled na oblohu (satelity). GPS modul umí většinou nastartovat rychle, ale studené starty můžou trvat i několik minut. V husté zástavbě, kolem zdrojů rušení, nebo uvnitř budovy je možné že dostatečný signál nebude mít vůbec.

uSD karta​

Kromě přenášení na pozemní stanici je také možné veškerou telemetrii zaznamenávat lokálně. K tomu slouží slot na microSD kartu.

info

MicroSD karet existuje spousta různých typů a druhů. Pro zaznamenávání telemetrie - občasné zapisování řádků s textem - není potřeba nic extra. Můžeš použít klidně malou a pomalou kartu. Arduino knihovny mohou mít problémy s velkými nebo speciálními kartami.

Slot na uSD kartu

Rozšíření​

Další moduly a vlastní elektrické obvody můžeš připojit buď přímo do BUS konektoru, nebo použij jednu z prototypových desek (Uni Board). Najdeš na ní footprint (místo k osazení) BUS konektoru a z něj vyvedené signály na prokovené pájecí otvory (vias / prokovy). Zbytek desky je pokrytý samostatnými, nikam nepřipojenými prokovy se standardním rozestupem 2.54mm. Můžeš do nich připájet různé moduly, kablíky, nebo samotné elektronické součástky.

Uni Board

Přijímací stanice​

Na pozemní stanici (Base Board) najdeš většinu komponentů z hlavní desky CanSatu. Zapojení je stejné jako na hlavní desce. Napájená je dokonce ze stejného akumulátoru a má také identický BUS konektor pro připojení dalších modulů.

Přijímací stanice

Oproti hlavní desce tu najdeš navíc několik tlačítek a LCD displej. Můžeš je použít např. k zobrazování telemetrie, nebo vzdálenému ovládání.