SUPIKOIRA-projekti Tommi Berg Eero Alkkiomäki (Tero Huttunen, Sami Kiiskilä, Ossi Mäkinen, Ilpo Suominen, Mikko Suominen, Asser Vuola)
Mistä on kyse? Pienoisrakettiharrastus heräämässä Suomessa (SATS, Pollux, Castor..) Porukassa syntynyt halu tehdä Suomen suurin ja kaunein rakettiprojekti Eri alojen osaajat ja/tai opiskelijat löivät viisaat päät yhteen TTY:llä Tuloksena SUomalainen PIeni KOkeellinen Ilokaasu RAketti = SUPIKOIRA
Miten toteutetaan? Tehdään itse runko hyötykuormaele laukaisujärjestelmä maa-asema Hankitaan valmiina testialusta moottori
Järjestelmät Laukaisujärjestelmä Raketti Datan vastaanotto + talletus (maa-asema) Testaus Moottorin testit Hyötykuorman ja mekaniikan testit Valmistustekniikkojen testaus (komposiitit)
Moottori Hybridi-moottori nestemäinen hapetin (typpioksiduuli) kiinteä polttoaine (muoviseos) Melko vähän käytetty moottorityyppi Tutkitaan nykyään ahkerasti Rakenne mahdollistaa työntövoiman säädön Tässä mallissa tarvitaan sytytysvaiheessa happea Ei aiemmin käytössä Suomessa
Testi/laukaisualusta Toimii moottorin testi- ja raketin laukaisualustana Alumiiniprofiilia (Bosch Rexroth) Purettavissa osiin Ruuvitoiminen suuntaus Mitat: ~1500x1500x1500
Osajärjestelmien testaus Kriittiset komponentit Laskuvarjo ja avausmekanismi Korkeuden tunnistus Runko ja siivekkeet Moottori Testaus testirakettien ja erilaisten testialustojen avulla Järjestelmän turvallisuus
Rungon valmistus Käytetään keveitä komposiittimateriaaleja Pieni rungon massa => suurempi hyötykuorma Runkoputkena kelattu tai kankaasta laminoitu hiilikuitulujitettu epoksi Ylarungossa käytetään kevlar-lujitteita Siivekkeet muotissa valmistettuja siipiprofiileja Tehty laminointitestejä hiilikuidulla ja kevlarilla sekä kahdella eri epoksilla Jatkossa käytetään vakuumisäkitystä
Hyötykuormaelektroniikka SFC1-tietokonekortti Monipuoliset anturit ja toimilaitteet Radiolinkki (70 cm) ATV-lähetin (23 cm) ja kamera Tehovahvistimet Varajärjestelmä Tehojärjestelmä
SFC1-tietokonekortti - raketin aivot, lukee anturit, ohjaa toimilaitteita, hoitaa telemetrian - sulautettu 8-bittinen tietokonekortti - fyysinen koko 55 x 100 mm, yli 200 komponenttia - levy tehdastekoinen, itse suunniteltu ja kasattu - kortti valmis, C-kielinen ohjelmisto vielä kesken
SFC1-tietokonekortti Tekniset ominaisuudet: - ATmega128 mikrokontrolleri ~16 MIPS - sisäinen 10-bittinen AD-muunnin (kiihtyvyysanturit ja gyrot) - ulkoinen 12-bittinen AD-muunnin (muut anturit) - 4,096 V tarkkuusreferenssi, 3 ppm - 15 analogiasisääntuloa (LP-filtterit, zenerit) - 11 digitaali-io:ta (LP-filtterit) - paristovarmistettu reaaliaikakello - 512 kb EEPROM-muistia (+ AVR:n oma) - ohjattavat 5 ja 12 voltin ulostulot - kaksi sarjaporttia - levyn lämmitysvastuksen ohjaus - toimilaitteiden jännitesyötön ohjaus - laajennusliitäntä
Anturit ja toimilaitteet Lämpötila-antureita (Pt1000) 4-8 kappaletta Ilmanpaineantureita kaksi kappaletta (MPX5100AP ja yksi differentiaalinen) Kiihtyvyysanturit jokaiselle akselille (3 x ADXL78) Gyrot jokaiselle akselille (3 x CRS03-11) Magneettikenttäanturit (2 x KMZ51)
Anturit ja toimilaitteet Kuvissa gyroanturi testilevyllä. (kuvat: Asser Vuola)
Anturit ja toimilaitteet Kuvissa lämpötila- ja ilmanpaineanturit.
Anturit ja toimilaitteet paikkatietoa, nopeutta ja tarkkaa aikaa varten raketin kärjessä GPS-vastaanotin (Fastrax upatch-100) laskuvarjojen avausta ja säätelyä varten elektronisesti ohjattava räjähtävä pultti sekä servo-ohjaus
Radiolinkki (70 cm) - perustuu NRF401-piiriin, taajuusalue 70 cm - lähetysteho ilman vahvistinta 10 mw (PA:lla 3 W) - tiedonsiirtonopeus max. 20kb/s, käytännössä 9600 bps - moduuli rakenteilla, valmistuu kevään aikana
ATV-lähetin (23 cm) ja kamera - valmis lähetin- ja vastaanotinmoduuli, hieman modifioitu - lähetysteho 50 mw (PA:lla n. 1,5 W) - väri-cmos kamera komposiittiulostulolla - OSD-tekstigeneraattori STV9410
Tehovahvistimet - 70 cm PA 3 W (M68710L), PIN-diodikytkin - 23 cm PA 1,5 W (FMC080901-70) - ulkoinen ohjaus, hakkuriteholähde - protovaiheessa, mittaukset ja lopullinen säätö lähiaikoina
Varajärjestelmä Täysin erillinen, pieni prosessorikortti (PIC) Avaa laskuvarjot, jos liikennöinti SFC1:n kanssa katkeaa Inertiakytkimen havaitessa vapaan pudotuksen kestävän liian kauan, varajärjestelmä avaa laskuvarjot Toteutetaan kesään 2005 mennessä
Tehojärjestelmä - neljä kappaletta LO29SHX-paristoja (litium), nimellisjännite 12,5 V - paristoilla suuri virranantokyky ja energiatiheys sekä pieni massa - tehonkulutusta säädellään SFC1:llä, maksimiteho n. 15 W
SUPIKOIRA-projekti Projektin kotisivu: http://supikoira.servu.org/