Gotowy do uruchomienia SSTV CubeSat: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Satelity to instrumenty stworzone przez człowieka, które zbierają informacje i dane z kosmosu. Od lat ludzie są pionierami technologii kosmicznej, a technologia kosmiczna jest bardziej dostępna niż kiedykolwiek.

Wcześniej satelity były bardzo skomplikowane i drogie, ale teraz technologia kosmiczna jest bardziej dostępna i przystępna cenowo niż kiedykolwiek.

W dzisiejszych czasach możemy dość łatwo zbudować satelitę, korzystając z gotowych komponentów, takich jak płytki rozwojowe Arduino lub korzystając z Raspberry pi.

W tej instrukcji dowiemy się, jak zbudować satelitę, który mógłby transmitować obrazy na żywo.

W przypadku tego satelity użyjemy współczynnika kształtu znanego jako CubeSat. CubeSat (statek kosmiczny klasy U) to rodzaj zminiaturyzowanego satelity do badań kosmicznych, który składa się z wielokrotności jednostek sześciennych 10 cm × 10 cm × 10 cm (źródło-wikipedia)

Przepraszam za rendery 3D zamiast prawdziwych zdjęć, ponieważ nie mogłem znaleźć części do skompletowania satelity podczas pandemii Covid-19

PRZEGLĄD

- Satelita użyje technologii SSTV (Slow Scan TV) do transmisji obrazów na Ziemię, po czym zostanie odebrany przez stację naziemną (która będzie wyposażona w radio definiowane programowo, które będzie używane do przechwytywania przesyłanych danych przez satelitę)--- [Więcej informacji na

Krok 1: STRUKTURA DRUKOWANA W 3D

Struktura satelity będzie otaczać elektronikę i bezpiecznie ją chronić. Struktura została zaprojektowana w Autodesk Fusion 360* i może być drukowana w 3D

Uwaga- materiał użyty do drukowania 3D powinien być wytrzymały i trwały. Temperatura w kosmosie zmienia się drastycznie [od około 121 C do -157 C], co powoduje ekstremalne naprężenia strukturalne na konstrukcję. Zaleca się stosowanie mocnych materiałów, takich jak PETG lub ABS.

Zalecamy użycie ustawienia wypełnienia 70-80%

Krok 2: SYSTEMY ZASILANIA satelity

System zarządzania energią

1. Satelita będzie działał na 3 akumulatorach litowo-jonowych 18650, które będą ładowane energią słoneczną pod nadzorem płytki kontrolera ładowania, aby uniknąć uszkodzenia akumulatorów przed przeładowaniem.
2. Następnie baterie będą zasilać komputer pokładowy (tutaj raspberry pi zero) poprzez konwerter DC-DC 5V USB.

Krok 3: Konfigurowanie Raspberry Pi Zero (jednostki obliczeniowej)

Krok 1: Najpierw musimy zainstalować Raspbian OS ze środowiskiem graficznym

Krok 2: Następnie włącz interfejs kamery (a także podłącz moduł kamery Raspberry), I2C i Serial, uzyskując dostęp do konfiguracji raspi

Krok 3: Następnie musimy pobrać repozytorium SSTV -Servet z GitHub autorstwa zespołu Innovart (który również stworzył instrukcję obsługi kapsuły SSTV > https://www.instructables.com/id/SSTV-CAPSULE-FOR-…) i zapisać go do "/home/pi"

Krok 4: Następnie uruchom skrypt sstv.sh, aby rozpocząć przechwytywanie obrazów, a następnie komunikować się z modułem radiowym w celu przesłania obrazu (zrób to po zakończeniu kroku -6)

Krok 4: Okablowanie Raspberry Pi

Podłącz komponenty zgodnie ze schematem połączeń

Krok 5: Moduł radiowy

Do tego projektu wykorzystano moduł DRA818V. RaspberryPi komunikuje się z modułem radiowym przez port szeregowy, więc musimy włączyć pin GPIO

Aby włączyć pin UART(GPIO) musimy wpisać następujący kod-

$ sudo -s$ echo "enable_uart=1" >> /boot/config.txt

$ systemctl stop [email protected]

$ systemctl wyłącz [email protected]

$ nano /boot/cmdline.txt #Usuń konsolę=serial0, 115200

Następnie musimy zrestartować raspberry pi, a piny GPIO są włączone

Teraz za pomocą nawiązanego łącza szeregowego GPIO możemy sterować modułem radiowym i przypisywać częstotliwość nadawania.

Teraz musimy ustawić częstotliwość nadawania SSTV

Uwaga-częstotliwość musi być zgodna z częstotliwością SSTV przydzieloną przez twój kraj

Krok 6: Antena

Ze względu na kompaktowe rozmiary naszego projektu zastosujemy antenę dipolową do PCB. Może nie jest to najwydajniejszy sposób transmisji, ale ze względu na bardzo zwarty charakter projektu nie mamy innego wyjścia. Można również wykorzystać anteny krosowe, ale nie znalazłem łatwo dostępnej komercyjnie.

Krok 7: Odbieranie i dekodowanie danych (przesyłanych przez satelitę)

Zaleca się, aby na tym etapie zapoznać się trochę z radiotelefonami definiowanymi programowo (SDR)

Aby odebrać dane z satelity, będziemy potrzebować SDR (używam RTL-SDR), oprogramowania SDR (używam SDR#) i oprogramowania do dekodowania SSTV (używam oprogramowania wxtoimgrestored)

ODBIERANIE I DEKODOWANIE DANYCH

Krok 1: Dostrój się do częstotliwości nadawczej satelity, a następnie nagraj odebrany dźwięk.

Krok 2-Po nagraniu otrzymanych danych zaimportuj je do oprogramowania dekodującego, a oprogramowanie zdekoduje dane i zbuduje obraz

Pomocny link-

A oto jak stworzyć satelitę SSTV

Przydatne linki-

• https://wxtoimgrestored.xyz/
• https://www.element14.com/community/community/rasp…
• https://www.instructables.com/id/SSTV-CAPSULE-FOR-…
• https://www.instructables.com/id/Receiving-Images-…
• https://hsbp.org/rpi-sstv
• https://hackaday.com/2013/10/06/sstv-beacon-based-…
• https://ws4e.blogspot.com/2013/06/