Ganancia en banda S
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Historia diciembre 2006 “hagamos* un satélite” * dijo el mosquito 2007 reclutamiento de estudiantes abril: GloboSat 01 septiembre: GloboSat 02 diciembre: GloboSat 03 2008 2009 noviembre: GloboSat 04 2010 octubre: Ingeniería deMuestra 2011 armado del proyecto agosto: firma de convenio ANTEL-FING SWIS SCUB E: we L OVE you! ! CubeSat developers WorkShop 2012 2013 2014 ptú! PPOD poly picosatellite orbital deployer VHF uplink UHF down VHF uplink UHF dow Energy Service bus RBF EMS Magnetometers Temperature sensors FPGA prog bus I2C bus Service port Gyros Photodiodes Magnetorquers Comm 1 CW Beacon RX1 Comm 2 Data TX RX2 MCS SSTV I2C bus 3V3 energy bus Deploy switch SRAM Payload Control PV cells ADCS SPI bus SDRAM Data, control, sync Color Cam Color filter I2C bus Data, control, sync FPGA Batts Temp sensors Antenna deploym ent control µSD SPI bus IR Cam TXS1 Patch antenna TXS2 Patch antenna RBF NIR filter Riesgos ● ● ● ● ● Pruebas de admisión rechazadas (vibración, vacío, temperatura, caídas, etc.) Rechazo parcial o total de ITAR Fallo en alguno de los sistemas (apertura de antenas, energía, determinación o control de actitud, contacto no establecido, componentes electrónicos) Lanzamiento de cohete fallido Expulsión fallida, choques en la expulsión, choques en la órbita Redundancia y contingencias ● Fuente de energía redundante ● Microprocesadores distribuidos de la misma familia ● Emisión de beacon (radiofaro) ● Estado de mínimo consumo ● Evaluación de pasos a seguir en caso de fallo ● Estaciones Terrenas en tandem (Manga-FING) ● Bandas de radioaficionados ● Software, neuronas puestas a tierra Payload ● Adquisición de – imágenes en color, con cámara fija – imágenes infrarrojas – datos meteorológicos (nubosidad, vapor, temperatura, NDVI, etc.) – Capacidad fotosintética Experiencia ● Grupo humano comprometido ● Apoyo y compromiso institucional ● Planificación y gestión ● Cambio de mentalidad ● EUCD Experiencia ● Diseñar y fabricar todo lo posible ● Realizar el proceso completo ● Trabajo conjunto universidad – empresa pública ● Extensión (outreach) ● Caminos abiertos CARACTERÍSTICAS DEL MICROPROCESADOR • • • • • • • • • • Texas Instruments, MSP430F2618 Ultra bajo consumo, ultra rápido wake-up Rango extendido de temperatura Buses: 2 SPI, 2 I2C Clk: 16 MHz Memoria de datos RAM 8 kB Memoria de código Flash 116 kB Arquitectura RISC de 16 bits ADC y DAC de 12 bits Watch dog CARACTERÍSTICAS DEL PROCESADOR DE IMÁGENES • • • • • • • • • FPGA: Altera Cyclone II, EPC20Q240 18000 elementos lógicos 234 kb de memoria embebida 52 bloques de 4 kb de RAM 26 multiplicadores de 18 bits * 18 bits 4 PLLs 142 pines programables I/O Buses JTAG, AS prog, PS prog Protección CRC contra SEU (single event upset, neutrones de alta energía que producen cambios de estado en bits de memorias, etc) • Funciones: transferencia de imágenes desde cámaras a memoria SDRAM • Compresión LOCO-I • Transferencia imagen comprimida a uSD CARACTERÍSTICAS DE CÁMARAS Y LENTES • Resolución: aprox 3.2 Mpixeles (2592*1944 puntos de colores. C/pixel tiene 4 puntos de color) • Profundidad de color: 10 bits • Procesador de bajo consumo, 200 MIPS • Procesamiento JPEG incluido (no utilizado) • Buses de datos I2C y paralelo • FOV: 9.4° • CMOS Image Sensor • Adquisición Rolling Shutter • Resolución: aprox 80 m • Lentes Lensagon, dist focal 32 mm • Rango espectral filtro color: 400 nm a 700 nm • Rango espectral filtro IR: 700 nm a 1100 nm LOCO-I • Low Complexity Lossless Compression for Images • Algoritmo de JPEG-LS • Pasos: predicción, modelación de contexto (parametrización, determinación de contexto, corrección adaptativa), codificación (Golomb, prefijo óptimo, estimación de parámetros secuenciales) TRANSMISOR • • • • • • • • • • • • • • • – Modulador Texas Instruments CC2500, con FEC (transmisor 1) Preamplificador Texas Instrument CC2590 Amplificador CEL UPG2118K, 32 dbm de potencia máxima Frecuencia: banda S (2403 MHz) Modulación GFSK hasta 256 kb/s, MSK entre 256 y 512 kb/s Bit rate: hasta 512 kb/s Tiempo máximo de transmisión por pasada: 10 min FEC: Viterbi 1/2 Ese tiempo da para transferir hasta 2 fotos RAW, o 6 fotos comprimidas por pasada Potencia de transmisión: 30 dbm – Modulador Nordic, nRF2401A, modulación FSK, FEC, BR máximo 1 Mb/s Tasa de transmisión doble que el Texas Antenas: tipo patch, polarización RHCP, ganancia 2 dbi Consumo en transmisión: 3.7 W Consumo en standby: < 1 mW Interfaz para control y telecomandos: SPI Factor de forma: PC104 DATOS ESTACIÓN TERRENA (I) • Antenas yagi VHF, UHF (Hy-Gain, mod DB-218SAT). RHCP/LHCP • Ganancia VHF: 10.7 dbdc • Ganancia UHF: 14 dbdc • Rotor azimut/elevación: Yaesu G-5500 • Preamplificadores LNA de bajo ruido para recepción en UHF: Hy-Gain AG-35 (435 MHz) • Ganancia LNA UHF: 15 db • Amplificadores de potencia para transmisión en VHF • Control de tracking del rotor • 2 antenas parabólicas banda S de 3 m de diámetro (RF Ham Design) • Ganancia en banda S: 35 dbi • Polarización: RHCP • Rotores azimut/elevación de precisión (Alpha Spid Az&El) • LNA de ganancia 18 db, NF 1.3 db (2 en cadena) • Transmisor: ICOM IC9100, 100 W máx en VHF SOFTWARE • • • • • • • • • Tareas subordinadas al control central Comandos manuales desde tierra via bus I2C Sin tareas automáticas que se puedan trancar Comprimir LOCO-I Enviar: RAW, LOCO-I, miniatura, con retardo Enviar foto parcial Gestionar memoria uSD Gestión de los buses SPI, I2C Comunicación con Control Central via I2C
