Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Sonda Meteorológico Nomina de Integrantes Di Manzo Dario Montero Leandro Szulzyk Carlos Strada Ariel Descripción ¿Qué es una sonda meteorológico? Es un dispositivo capaz de alcanzar alturas de hasta 30 km, llevando consigo una carga en donde se alojan elementos de medición (temperatura, presión, humedad, cámaras fotográficas, etc). Para llevar la carga anteriormente mencionada, se utiliza un globo de látex el cual es llenado con gas Hidrogeno o Helio. La información obtenida es utilizada para diferentes fines científicos y estadísticos como predicción del clima, medición de la curvatura terrestre, etc. El proyecto se basa en diseñar y construir una sonda meteorológico. El mismo constaría de una caja calefaccionada en donde se aloja la electrónica necesaria para poder registrar las mediciones y poder hacer las trasmisiones de la posición y variables a medir. 1 Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Diagrama en bloques: Modulo GPS Circuito para suelta de globo Medicion de Temperatura Medición de presión uC Cicuito de calefaccion Entrada 0-10V/ 420ma Modulo trasmision de datos/ Handy Medicion Estado Bateria Objetivo: Realizar el modelo de la caja calefaccionada y la electrónica de control y proyectar todo el modelo terminado incluyendo el globo propiamente dicho. Las ventajas con respecto a otros modelos es que se pretende con este diseño poder recuperar la carga que es transportada por la caja antes mencionada. Es decir, al conocer la posición del instrumental mediante la recepción de las coordenadas de GPS, es posible recuperar la carga que en la mayoría de los casos es muy costosa. En conclusión es una evolución de un equipo que se encuentra existente en el mercado. 2 Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Consideraciones: 1) El gabinete que contiene la electrónica debe estar calefaccionado ya que a 30km de altura las temperaturas son de 50 grados bajo cero. Para entrar dentro del rango de operación de la electrónica, es necesario calefaccionarla. 2) La batería a utilizar seria una tipo Li-ION similar a las baterías de notebook. Para obtener 5V con un rendimiento mejor que con un elemento lineal, utilizaremos un circuito convertidor DC-DC. 3) El material del gabinete debe ser aislante térmico y ser capaz de mantener lo mejor posible la temperatura en el interior. Además es recomendable revestirlo con un papel que tenga la capacidad de aceptar los rayos solares y así aportar energía para mantener mejor la temperatura interna. Un material posible para la estructura de la caja es Poliuretano expandido. Especificaciones Especificación Tamaño de Gabinete Material de Gabinete Peso Alimentación Consumo promedio Alcance salida RF* Autonomía Sensor de Temperatura Sensor de Presión Sensor de Humedad GPS Frecuencia Tipo Potencia *en línea visual Valor H:100xW:200xL:200 Poliuretano Expandido 700 Batería, Li-Po 11,1 8 152000 3,5 -50-+150 resol: +/- 1 0 - 1034: +/- 1 0 a 100 resol: +/- 0,1 H:>20mts; Prot: NMEA; Alim:3.3V; Telemetría 400 DTMF 1 Unidad mm G Vdc W M Hs °C hPa %Hr Mhz W 3 Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Costos y Financiación En cuanto al costo aproximadamente estimando el costo de la mano de obra(ya que depende del tiempo que lleve construir cada unidad), calculamos que debe rondar en los 600 Dolares. Con respecto a la financiación, tenemos un familiar de uno de los integrantes del equipo que proporcionara el capital para comprar el modulo GPS y Batería ya que son de los elementos mas costosos. El resto del prototipo será financiado por los integrantes del grupo. Recursos a utilizar Osciloscopio Digital OWON 40Mhz – Nuestra Propiedad Multímetro Digital 4 ½ Digitos Amprobe 37XR – Nuestra Propiedad Fuente de laboratorio Regulada-Regulable- Laboratorio UTN-FRA Programador USB-ASP para micros Atmel (AVR) - Nuestra Propiedad Soft Altium DXP 2009 para diseño PCB Soft Proteus ISIS para simulación de circuito. Soft IAR Embedded Workbench 5.0 for AVR para Diseño de Soft. En cuanto al lugar de trabajo utilizaríamos el laboratorio de electrónica de la UTN-FRA y nuestras casas para hacer ensayos, planificación, armado. Bibliografía a consultar: RXM-GPS-SR_Data_Guide.pdf – uso de GPS www.trimble.com – Informacion sobre GPS www.yaesu.com – información sobre Handy Design and construction of an instrumented meteorological tethersonde.pdf - Construccion de un globo meteorologico. KTY81-220.pdf – sonda PTC. HIH-4000.pdf- Sonda de Humedad Honeywell. SX-15A.pdf – Sonda de Presion. 4 Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Procedimiento y fases a cubrir. Fase de investigación de mercado: Estudiar si el proyecto puede tener algún rédito comercial y si existe espacio (nicho) en el mercado para este producto. En nuestro caso, el diseño fue impulsado a partir de un pedido puntual de un eventual cliente. Fase de Investigación técnica: Una vez convenidas las especificaciones con el cliente, comienza la fase de investigación técnica. En nuestro caso nos enfocamos en solo una parte del equipo por vez. Algunos de los temas a tocar son: a) b) c) d) e) Funcionamiento y protocolo del modulo GPS Transmisión mediante el Handy por protocolo DTM. Implementación de Sensores. Materiales a utilizar en el gabinete. Dispositivo suelta de Globo. Fase de Diseño: Luego de concluidas todas las fases de investigación (puede ser en paralelo con la fase de investigación), es preciso diseñar todo teniendo en cuenta el conjunto: a) b) c) d) e) Costos. Tamaño del gabinete. Peso máximo del conjunto. Temperatura de Operación. Tenciones de Operación. Fase de Prototipado: Construir un diseño completo, prestando atención y tomando nota de todos los aspectos de armado. Esto nos servirá para efectuar el correspondiente instructivo de fabricación y para corregir algún proceso productivo que sea complicado para un operario. Fase de Comprobación: Una vez diseñado es preciso comprobar que lo que diseñamos esta dentro de las especificaciones. Por lo cual es preciso ensayar todos los parámetros y posibles provocar posibles condiciones de falla para asegurar que nuestro equipo funciones y sea confiable. 5 Informe Anteproyecto - Proyecto Final UTN-FRA - “sonda meteorológica” 2011 Fase de Documentación: Esta fase en realidad también es de recopilación de toda la información que venimos juntando a lo largo de cada fase. Una buena documentación debería contener: a) b) c) d) e) Lista de Materiales con especificaciones, costos, proveedores, y posible reemplazo. Datos de Diseño. (PCB, Soft, memoria de cálculo) Instructivo de fabricación. Instructivo de Calibración. Manual de Operación. Diagrama de Gantt 6