Műholdfedélzeti kísérlet mérés-adatgyűjtő egységének fejlesztése
A világban rengeteg tudományos méréshez van szükség digitális adatgyűjtő rendszerek használatára. Erre a célra manapság számos megoldás érhető el a piacon. A dolgozatban ismertetésre kerülő rendszert az különbözteti meg ezektől, hogy alapvetően az űrbéli körülmények által támasztott speciális követelményekre való tekintettel került megtervezésre. Ilyen körülmények többek között a következő tényezők: a műholdat felvivő rakéta fellövéskor fellépő rendkívül nagy mechanikai terhelés, az űrben az áramkörökre ható erős részecske-sugárzás, illetve az energia véges rendelkezésre állása [1].
Dolgozatunkban ismertetett önálló munkánk során egy ilyen feltételeknek megfelelő eszköz megtervezése volt a célunk, amelynek konkrét feladata egy Langmuir szonda vezérlése, illetve mérési adatainak begyűjtése az ESA ESEO (European Student Earth Orbiter) küldetése során történő plazmadiagnosztikai kísérletben [2, 3]. Az adatgyűjtő kártyának többek között be kell állítania a műszert vezérlő analóg áramköröket a méréshez, majd ennek – és a környezetnek – a hatására kialakuló feszültségértéket kell regisztrálnia.
Az ilyenfajta vezérlést ellátó digitális architektúrák központi eleme mindig valamilyen processzoregység, melyhez valamilyen memória és perifériák csatlakoznak. Ezek látják el mérési adatok gyűjtését, szükséges konverzióit, tárolását és továbbítását a műhold központi számítógépe felé.
A mi rendszerünkben a processzormodul szerepét egy FPGA-ba ágyazott 8051 architektúrájú mikrokontroller core tölti be. A tervünkben igyekeztünk a digitális részek közül a lehető legtöbbet szintén az FPGA-n belül elhelyezni. A berendezés FPGA-n kívüli részén helyezkednek el az analóg áramkörök (ADC, DAC) és a memóriák [4, 5].
Az önálló kutatómunkánk eredményeképpen megterveztük és implementáltuk a rendszert megvalósító teljes hardvert, majd elkészítettük az egységek funkcióit kipróbáló szoftvereket.
szerzők
-
Gugyin Adrián
villamosmérnöki
nappali -
Szabó Dávid Péter
villamosmérnöki
nappali
konzulens
-
Dr. Csurgai-Horváth László
egyetemi docens, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
