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Moonbuggy - Technik-Dokumentationen

telemetry-2009In den letzten Jahren wurde auf Vorschlag unseres Vorsitzenden Ralf Heckels der Telemetry/Electronics Award beim NASA-Moonbuggy Rennen eingeführt. Die Schirmherrschaft dazu übernahm das AIAA (American Institute for Aeronautics & Astronautics). Der erste Gewinn des mit 500$ dotierten Preises ging 2012 an Team Russia des ISEI. Während der Jahre 2008-2012 wurden die Daten mit Komponenten der Fa. Hinztec gesammelt und per Modem und CB-Funk im Sekundentakt an einen Empfänger mit Modem, Laptop und Auswertungssoftware gesendet. Dieses Grundprinzip wurde stets verfeinert und vor allem robuster gemacht. 

Mit den ausgewerteten Daten konnte die Konstruktion des Moonbuggys besser verstanden und weiter verfeinert werden. Ein direktes Ergebnis daraus ist die erfolgreiche und hochwertige Konstruktion des Moonbuggy-Differenzialgetriebes. Der aktuelle Anspruch ist es nun, den Vorlauf unseres Teams in dieser Technologie zu nutzen und die Telemetrie sinnvoll auszubauen. Dazu sind weitere Sensoren und die Verwendung von Microcontrollern in Planung.

Laut NASA Vorgaben für den Telemetrie Award soll eine der beiden folgenden Bedingungen erfüllt sein:
1. Übertragung eines Videos zur Verfolgung in Echtzeit (Empfang und Auswertung erfolgt am eigenen MissionControl-Center)
2. Übertragung von Echtzeit Sensordaten (Empfang und Auswertung erfolgt am eigenen MissionControl-Center)

telemetry-cad

telemetrie-2013Optional kann auch noch ein On-Board-Logging-System genutzt werden um die versandten Daten zusätzlich in höherer Qualität im Moonbuggy zu speichern. Für das Aufzeichnen von Bordcamvideos und Sensordaten gibt es Extrapunkte. Die Bewertung erfolgt zu 50% anhand der Leistung während der einzelnen Rennen und zu 50% anhand der zuvor eingereichten schriftlichen Präsentation des Telemetriesystems.

Wir haben uns für die 2. Möglichkeit entschieden. Übertragen werden GPS-Daten, 3D-Beschleunigungsdaten und Drehzahlmessdaten. Das Übertragungsverfahren beruht auf dem APRS-Prinzip (Automatic Packet/Position Reporting System), welches eine spezielle Form des Packet Radios darstellt. Die Übertragung der Digitalsignale erfolgt mithilfe des AFSK (Audio Frequency Shift Keying). Dabei werden die zu übertragenden Informationen 0 und 1 durch zwei Töne übertragen, nämlich 1200 Hertz und 2200 Hertz. Die Töne werden mit einer Baudrate von 1200 Hz umgeschaltet. Der Empfang erfolgt über eine Handfunke, welche mit dem MissionControl-Latop verbunden ist. Am MissionControl-Center werden die übertragenen Daten mithilfe des Programmes UI-View ausgewertet.

telemetrie-unitanalysis-2009Die Telemetrie am Moonbuggy besteht aus mehreren Komponenten. Am hinteren Sitz des Buggys sind sowohl Antenne als auch GPS-Sensor befestigt. Unter dem Sitz befinden sich zwei Boxen. In der Haupttelemetriebox befinden sich SMD (Short Message Display) und anyfrog, welche gemeinsam für die Verarbeitung und Weiterleitung der Sensordaten verantwortlich sind. Demzufolge sind auch der GPS-Sensor sowie die Drehzalmesser mit dieser Box verbunden. Der 3D-Beschleunigungssensor befindet sich ebenfalls in der Box und ist mit dem SMD verbunden. Zusätzlich zu oben genanntem befindet sich auch noch das On-Board-Logging-System in der Box. Zum Aufzeichnen der Daten wird ein Arduino MEGA verwendet. Nach dem Rennen können die geloggten Daten ausgelesen und mit einer entsprechenden Software ausgewertet werden. Ziel ist es, die geloggten Daten synchron mit den Bordcamvideos abzuspielen, damit eine optimale Auswertung gewährleistet ist. Als Stromversorgung dient eine wiederaufladbare 12V Lithium-Ionen Batterie. In der zweiten Box befindet sich der Sender. Er ist zum einen mit dem anyfrog verbunden (Haupttelemetriebox) und zum anderen mit der Antenne. Neben Sensor befindet sich noch ein weiterer Akku in der Box, welcher die 12V für den Sender bereitstellt.

Fotogalerie bisheriger Aktivitäten, Video zur Erklärung der Telemetrie


 
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