Warning: mysql_num_rows(): supplied argument is not a valid MySQL result resource in /var/www/html/dtusat1/includes/header.inc.php on line 28
DTUsat-1: System Engineering - Minutes
DTUsat logo
DTUsat sites
DTUsat Project
» DTUsat-1




System Engineering


Date: 18-11-2002 By: Niels Holmgård Andersen
1) Payload
Payloadgruppen vil gerne have 80 gram ekstra til struktur. OK, det gør vi så – men det er meget! Spolen alene skal veje 30 gram (sic!) og fremstilles i metal. Det er temmelig ekstremt. Det viste sig at dette beror på nogle lidt andre forudsætninger – meget varmt, for varmt til plastmaterialer etc.

Solsensoren er ”gigantisk stor” i forhold til resten af payloadprintet - men den må tilpassses i routing.
Elektronik til tether laves af en diplom-E’er. Han bør tage kontakt til Martin Petersen og koordinere solsensorens pladsforbrug.
Elektronemittere er foreløbig ret udefinerede - mekanik distribuerer tegninger når de kommer fra MIC.
Værkstedet har meget travlt, men det ser ud som om det kan nås alligevel.
Interfaces til kamera - de to payloads er standalone foreløbig på grund af tidsnød. Forhåbentlig bliver det muligt at hælde noget epoxy ned imellem dem når vi kommer så langt – det vil afstive dem helt enormt.
Kameraet bør være tæt ind mod satellitten af hensyn til forurening af linsesystemet – det bør enten kunne klare en atmosfæres tryk eller kyle luften ud frem gennem payloadpladen.

Update: Tethermekanik har konstrueret en løsning med en 1mm dør, som ser meget lovende ud. Spolen laves nu i PEET – samme materiale som de dielektriske propper til antennerne. Den vejer ca. 8 g. Værkstedet går i gang på mandag.
Det vil være praktisk hvis elektronemitterne kunne placeres over solsensoren, da der er meget presset på den anden side af tetherboxen. Det koordineres internt i payloadgruppen.
Tetherboxen fremstilles i bukket 1.5 mm aluminiumsplade og udstyres med en enkelt fjederbelastet arm bagerst i kassen. Tetherspolen holdes inde af en dør for hele åbningen, som samtidig virker som ekstra 1 mm strålingsskjold. Døren holdes i toppen af en kevlarfiber, som brændes over, hvorefter armen skubber spolen ud samtidig med at døren åbnes af en bladfjeder i bunden. Døren holdes derefter åben af bladfjederen, især for at undgå at skade tetheren. Spolens rotation sikres af selve tethertråden, som omvikles med en isolerende og forstærkende kappe på det første stykke.

Det bliver spændende at se en prototype af dette!

Antenner
Det viser sig at stålbåndet bliver ganske svært at arbejde med når det bliver tyndt og samtidig skal bøjes 270 grader rundt uden at fylde i højden – det deformeres simpelthen. Jesper har opfundet og undersøgt en alternativ løsning: 2 mm rørformede, fjedermonterede antenner. Antennerne saves over i knækkes og udstyres med trækfjedre, som af natur er ret bøjelige. Vi undersøger for tiden forskellige løsninger til at vedligeholde en godt ledende overflade over hele antennen. Det mest lovende ser ud til at være forsølvning af eksisterende fjedre, et alternativ er fjedre fremstillet i kobber-berylium. Impedansen er fin, næsten rent ohmsk 50 ohm både for fjeder- og målebåndsløsningen, når fjederen vel at mærke er kortsluttet med kobberfolie.

Antenner er endeligt placeret på endepladen - og dermed er magnetorquerne også definerede.
Update: og tegnede og afleveret til Henrik.

2) Latch-up
Latch-ups kommer i flere størrelser. Man kan forvente en kraftig latch-up ca. en gang om måneden. Software laver ikke test af software undervejs, men det kan være en god ide at boote fx. en gang om dagen af hensyn til mikrolatchup. Thomas tester koblingen omkring MAX4373 og muligvis også MAX890.

Print kan snart lægges ud - Thomas tegner schematic færdig i løbet af denne uge og sætter Erik Andersen i gang med printudlæg. Radio går op i to prints og lægger hvad der nu er ud og sender det til fremstilling. Status på Kamera og Payload er ukendt. OBC og ACDS er klar.

Koblingerne som allerede er udsendt med dioden PRLL5817, som kan købes fra Farnell (302-3280). Vi har købt en stak, de ligger i skabet med de andre komponenter. Samme diode monteres i reverse over alle lineære regulatorer (REG103 i SOT223-5), også af hensyn til latch-up beskyttelsen. Transistoren bliver en 2N2222 i SOT-23. Både denne og dens komplementære 2N2907 er købt ind i tilstrækkelige mængder.

Tidsplanerne er stramme: Vi er nødt til at starte integrationen 1. december for at have nogen som helst chance for at nå at blive klar med en flightmodel. Dette gælder også for semifunktionelle softwaremoduler, der skal kunne køre på computeren for at teste hardwaren fra application layer.

Print tager afsted til Elcon på tirsdag. Mogens ringer til dem og får det igennem så hurtigt som muligt. Dette kræver at vi får en række ting til at falde på plads ret hurtigt – latch-up, både detektion og beskyttelse og flere andre ting.

Update:
Kredsløbet på power fungerer, men ikke hvis der er nogen form for forbindelse mellem latch-upnetværket og vcc, når der er slukket. Vi forsøgte i onsdags at gøre det ulineært, så det kunne tændes alligevel, men det lykkedes altså ikke.

Ergo er vi nødt til at kunne isolere det helt fra kredsløbene. Jeg har lige testet de to kredse det drejer sig om - det er MAX4373 og MAX890, som begge består testen. De har ikke beskyttelsesdioder på deres open-collector outputs, hvilket er et held - lidt morsomt, da det sidste gang var det vi forsøgte at arbejde os uden om. Heller ikke MAX4373’ høje indgange er noget problem (R Sense + og –). Det vil sige at alle kan bruge samme beskyttelseskredsløb. Desværre betyder det dårligere nøjagtighed på strømmålingerne fra MAX4373, da dens output ikke længere refererer til ground, men det er der ikke noget at gøre ved. Som Jonas skriver, er det muligvis så konstant at det kan kalibreres væk.

Det kredsløb Thomas og jeg foreslog sidst er altså ikke muligt. Dioden til VCC får powers kredsløb til at oscillere og kan ydermere give opstartsproblemer. Det kredsløb Klaus foreslog har en anden ulempe – det trækker al den strøm som forsyningen kan give igennem kredsen, så vi belaster den unødigt. Vi vil foreslå at alle implementerer et kredsløb, der har en 1k modstand mellem Gnd og kredsens Gnd, en 1k modstand mellem kredsens Gnd og en 2N2222’ basis, 2N2222 emitter til Gnd og 2N2222 collector i parallel med kredsens open-collector udgang. Hvis kredsen trækker mere end ca. 0.6 mA vil transistoren lede og trække latch-up netværket lavt. Normalforbruget for MAX4373 ligger på ca. 50 uA og endnu lavere for MAX890, så der er en sikkerhedsfaktor på mere end 10.

Der er en enkelt ulempe – det bliver ikke muligt for OBC at sense en latch-up udover at strømmen går. Da OBC med meget stor sandsynlighed har dioder i indgangene skal disse isoleres fra latch-upkredsløbet med en transistorkobling. Dermed er det ikke muligt at måle på det mere, medmindre der fx indsættes en PMOS til at trække i OBC latch-up sense/force-benet. En PNP eller buffer vil ikke virke, da disse introducerer en ny diode til VCC.

Update af update: Jeg har checket begge kredse for ESD-dioder. De er begge fri for dem, så den ovenfor nævnte kobling kan bruges overalt – så skulle latchupkredsløbet endelig fungere.

Alle bruger REG103 i SOT223-5 hus. OBC har fundet ud af der var tale om en enkeltstående fejl i en chip – ved at udskifte den forsvandt reguleringsproblemerne, så vi ånder lettet op. Derudover bør vi alle montere en reversediode over den – de tidligere nævnte schottky-dioder er igen fine. Dioden monteres så dens anode er forbundet til regulatorens udgang, dens katode til indgangen. Det medfører at dioden vil lede strømmen tilbage i systemet hvis strømforsyningen skulle finde på at lukke ned, fx på grund af et latch-up.

Printfremstilling
Print der skal af sted:
OBC
ACDS
Radio i prototype
Power afhængig af Erik Andersens tid
Kamera, Payload: Sandsynligvis ikke klar, men muligvis kamera klar fra PowerCAD?

Update: Power har desværre ikke nået et layout inden Erik Andersens ferie. PowerCAD er en mulighed, men der bliver helt klart et tidsproblem. Spørgsmålet er om det er bedst at splitte vores batch op i to dele eller om vi skal skyde printenes afgang til power og kamera er klar. Umiddelbart vil jeg stemme for at få hvad vi har af sted – vi har mulighed for at montere en ekstern strømforsyning og finde de fejl der kan findes på de print vi har, og det kan faktisk også vise sig at være en fordel i forhold til fejlfinding på printene. Jeg ved ikke hvad Elcon siger til dette – hvor mange omgange print var det de ville forære os?

3) Struktur
Ledningsmontering
Kablerne – magnetorquers, solsensorer, solceller, killswitche og coaxkabel til radioen og ledninger til frigørelse af antennerne samt evt. interne forbindelser på payloadsiden – skal aflastes nogle millimeter fra loddestedet for at holde til belastningerne ved opsendelsen, der ellers vil knække dem lige over loddestedet. Dette kan gøres på to måder: Ved at binde dem fast til printet eller ved at bruge en aluminiumsskinne til at holde dem. Begge metoder er for så vidt nemme at forstå; skinnen har den fordel at den kan tages af igen, hvilket er lidt besværligt med lacing wire. På den anden side skal der alligevel loddes, så det kan diskuteres hvor afgørende denne forskel er.

Update mandag: Vi har fået lov til at bruge lidt af Måling og Instrumenterings spaceratede fladkabel. Dermed forsvinder problemerne for ACDS og solsensorerne, til gengæld skal de fremstilles så kablet lige passer i længden. Vi prøver det når vi får rammen, men overslag viser at det kan lade sig gøre – og så giver det solsensoren lidt mere plads at tumle sig på, fordi den skal strækkes for at få de faste kabellængder til at nå.

Status for struktur/ramme
Rammerne er færdigfremstillede og venter på anodisering. Dette gøres i næste weekend.

Update:
DSRI undersøger montering af solcellerne. Det er en noget omstændelig sag med mange arbejdstrin, men det ser ud til at ordne sig alt sammen. En af loddedamerne prøver i næste uge at lodde en stump kabel på loddefligene, hvilket er den sidste store hurdle.

Update:
Aalborg har valgt killswitche. Desværre kunne det ikke lade sig gøre at få nogle passende i 6 mm, så hullerne i rails må bores lidt op. Der skal også bores ekstra huller til ledningsmontering af dem. Jeg har lavet en aftale om at vi bytter killswitches og design over for en klat af det (godt nok meget dyre) lim, som vi bruger til at montere solcellerne med.

Update:
Efter megen diskussion frem og tilbage er det blevet til at vi tager den ene ramme hjem med det samme – den ankommer i næste uge, når den har fået boret hullet til killswitchene op. Det skyldes at anodiseringen dels trækker ud, dels har nogle risici. Da Aalborg primært anodiserer for at kunne lime bedre på rammen, bliver den ikke forseglet. Det medfører at den nærmest tiltrækker snavs, især olieagtigt snavs som fx fingre. Vores gevind risikerer at blive skøre og gå ud af præcise mål, da anodisering omstrukturerer det yderste lag aluminium til en porøs aluminiumoxidbelægning. Endelig bliver rammen isolerende.
Vi prøver at modarbejde alle tre ting: Aalborg sender den ene ramme uanodiseret, så vi kan bruge den til at lege med. Vi skal have lavet en prøvemontering, og det kan kun gå for langsomt. Der er allehånde muligheder for at have begået fejl undervejs, som ingen lige har tænkt over, så de skal fanges NU. Martin vil prøve at beskytte gevindene ved at tætne dem før behandlingen. Dette vil også give os elektrisk ledningsevne tilbage gennem skruerne.
En anden ting er muligheden for at indfarve aluminium i forbindelse med anodiseringen. Vores termiske beregninger er baseret på muligheden for at bruge en speciel overflade, der er reflekterende i synligt lys, men sort i det infrarød område. Det er ikke lykkedes at finde sådan en til indfarvning, desværre. Vi prøver at lede lidt endnu.

Mekanisk model
Står lidt i stampe. Der er sygdom i laserlaboratoriet og mangel på dobbeltsidet råprint.
Update: Stadig sygdom, men nu er der da kommet print hjem. Forhåbentlig kan prototypeprintkuben samles først i næste uge.

4) Runde
Gik lidt op i ACDS software.

5) Evt.
Driverspecifikation til magnetometer og magnetorquers er afleveret fra Klaus, ACDS, til Hersteinn og Jonas, som arbejder på hhv. ACDS hardware og software. De holder separat møde tirsdag.