Polskie Towarzystwo Rakietowe - Amatorskie Konstrukcje Rakiet

Jakoś przegapiłem twojego starego posta. Wracam do tematu bo będę wrzucał update niedługo.

Adam pisze:Nie dałoby rady "wmontować" jakoś anteny w materiał głowicy? Na etapie konstrukcji można zatopić w laminacie druty itp.

Myślę że dałoby radę, ale to już kwestia konstruktora głowicy . Tak czy inaczej płaszczyzna anteny musi być równoległa do horyzontu, z możliwie niezakłóconym 180 stopni widokiem na niebo. Oczywiście jest możliwe działanie GPSu w warunkach dużo mniej komfortowych, gdzie np. fakt uzyskania fixu raz na kilka-kilkanaście sekund na potrzeby wysłania SMSa jest zupełnie wystarczający, ale w moim przypadku każda przerwa w działaniu to utrata danych o dynamice rakiety.

Adam pisze:To mnie jeszcze boli. Przy wysokim lataniu zawsze problemem jest lokalizacja rakiety i GPS jest tu najlepszym rozwiązaniem - aż się prosi o transmisję danych podczas lotu.

Liczenie w czasie rzeczywistym jest możliwe, ale trudne, choć nie beznadziejne. Potrzebne jest stosunkowo mocne FPGA. W tym roku pojawił się na kickstarterze projekt który dokładnie to realizuje i to w dodatku w open-source. Niestety całość kosztuje jak na razie $900. Kontaktowałem się z autorami i na razie software nie jest dostosowany do przeciążeń jakie są w rakietach. Żeby to zrobić, potrzebne są surowe dane z lotu które tak czy inaczej sami musimy najpierw zebrać, aby można było podokręcać całość offline. Nikt nigdy jeszcze takich danych (amatorsko) z lotu rakiety nie zbierał.

To jest konstrukcja klasycznego trackera przy wykorzystaniu komercyjnego modułu GPS. Dla dużych prędkości, wysokości i dynamiki rakiety to niestety nie zadziała. Dla rakiet modelarskich jest ok.

W końcu udało mi się zrobić nową wersję elektroniki, na tyle ogarniętą żeby można to faktycznie próbować wystrzelić. Pozostaje jedynie zrobić jakąś obudowę metalową. Poniżej jak to obecnie wygląda i specyfikacja.

Górna płytka to kupne FPGA. Ma za zadanie zapisywać sample na kartę SD ze stałą prędkością 2MB/s i nic nie zgubić. Dolna płytka to odbiornik, miejsce na mikrokontroler gdyby okazał się przydatny, zasilanie, karta SD i złącza. Urządzenie nie zawiera zatem żadnego oprogramowania / firmware-u. Do poprawnego działania nie może być w pobliżu anteny silnego źródła promieniowania EM. Obróbka danych przebiega tak jak poprzednio, ale to osobny temat i będzie można coś o tym powiedzieć dopiero po zebraniu danych z rakiety.
Specyfikacja:

Zasilanie: 3.3V lub 3.5-5.5V
Antena: zewnętrzna, złącze SMA
Karta SD: microSD, UHS Class 1
Czas pracy na karcie 8GB: ~60min
Pobór prądu: ~130mA @ 3.3V (łącznie z kartą SD i anteną)
Wymiary: 6.3 (+0.6 złącze) x 3.3 x 2.5 cm

Cześć
Wygląda znakomicie! Obok Arecordera PTR dorabia się kolejnego niezbędnego urządzenia rejestrującego parametryu lotu.
Podaj proszę dokładny rozstaw otworów mocujących, oraz czy obudowa ma zawierać osobne baterie, czy lepiej wpinać to do systemu zasilającego rakiety.
jakie wymiary ma antena?
Co myślisz o zabudowaniu RawGPS w rurkę aluminiową?

pzdr

Tylko się cieszyć

Czekamy na pierwszy lot.

robercik pisze:Podaj proszę dokładny rozstaw otworów mocujących

robercik pisze:jakie wymiary ma antena?

To muszę sprawdzić wieczorem. Natomiast antena może być jakakolwiek zewnętrzna GPS ze złączem SMA. Tyle że one mają mega długi kabel i trzeba będzie uciąć i zarobić końcówkę. Aha, no i musi być zamocowana równolegle do horyzontu i tak żeby był możliwie niezakłócony widok nieba, w szczególności brak metalu.

robercik pisze:oraz czy obudowa ma zawierać osobne baterie, czy lepiej wpinać to do systemu zasilającego rakiety.

To akurat nie ma znaczenia. Ponieważ pobór prądu jest stosunkowo mały, zobaczę czy da radę użyć jednego miniaturowego ogniwa 3.7V, bez zewnętrznego DC-DC konwertera i układu zabezpieczającego.

robercik pisze:Co myślisz o zabudowaniu RawGPS w rurkę aluminiową?

Jeżeli tylko będzie zaślepiona z obu stron z przylegającym otworem na (umasiony) konektor od anteny. No i z jakąś możliwością włączenia bez rozbierania całej rury (albo z wbudowanego switcha albo podłączając zewnętrzną baterię).

Rozstaw otworów: 57x26mm
Średnica: 3mm, natomiast na łepek nie ma za dużo miejsca, max 6mm
Wymiary standardowej anteny (bez kabla): 4.7x3.9 cm, natomiast można rozbebeszyć z wodoodpornej plastikowej obudowy, pewnie wyjdzie mniej.

Jest jeszcze opcja zostawienia tego bez obudowy, a oddzielenie jakimś metalem samej anteny od reszty elektroniki. Bo najprawdopodobniej komputer pokładowy i tak będzie mocno siać.

Cześć
Zaproponuję w krótce jakąś obudowę. Możnaby też oddzielić FPGA od odbiornika metalową płytką, co o tym sądzisz?

pzdr

Na samym odbiorniku mam przygotowane pady SMD pod metalową puszkę EMI. Ale okazało się to niepotrzebne, bo antena ma wzmocnienie jakieś 28dB, więc i tak jakikolwiek szum który dostaje się na poziomie płytki odbiornika jest przykrywany przez sygnał z anteny. Najważniejsze jest, aby do anteny nie dostawały się zakłócenia od urządzeń, bo zostają dramatycznie wzmocnione.

Edit: działa dobrze z jednym ogniwem LiPo, więc wsadziłem miniaturową baterię do wnętrza modułu. Nie trzeba zatem nic podłączać poza anteną.

Jak już Robert wcześniej wspominał, w RTP34 leciał w ramach testu odbiornik GPS nagrywający live stream w paśmie GPS. Niestety po złożeniu rakiety i uzbrojeniu, widmo sygnału ustabilizowało się w postaci zniekształconej, jak widać na pierwszym załączniku. Drugi załącznik pokazuje jak wygląda prawidłowe widmo z odbiornika gdy w pobliżu anteny nie ma źródeł zakłóceń. Skala jest w dB, widać więc jak bardzo antena zbiera różne śmieci. Nie udało się niestety z takiego sygnału wydobyć informacji o satelitach .


Wniosek jest jeden - trzeba najpierw na ziemi popracować z w pełni włączoną elektroniką pokładową i w docelowym układzie. Na poligonie nie ma warunków i czasu żeby sprawdzić docelową konfigurację i ewentualnie zmodyfikować. Generalnie nauka jest taka, że nie może być kompromisów - cała elektronika musi być w metalowej puszce z której wychodzi antena umieszczona w głowicy. Można by też sprawdzić w locie małej rakiety pozbawionej elektroniki, ponieważ zaekranowanie w teorii jest proste, ale jak widać nietrywialne w praktyce. Trzeba by najpierw sprawdzić czy jest to warte zachodu.
Oczywiście nowe komercyjne odbiorniki potrafią sobie radzić nawet w takich warunkach, ale są to dedykowane układy scalone przewalające ogromną ilość danych, z opatentowanymi algorytmami filtrów.