daniel dec - odnaleźć się w nanokosmosie
TRANSCRIPT
Odnaleźć się w
nanokosmosie
Daniel Dec
“Unexplored paths lead to undiscovered treasures” ― Constance Chuks Friday
„It's human nature to stretch, to go, to see, to understand. Exploration is not a choice, really; it's an
imperative.”
— Michael Collins
2.05.2023
2
Człowiek odkrywca
Podstawowe elementy Struktura/szkielet Panele słoneczne Czujniki BaterieKrytyczne podsystemy EPS (Electronic Power System) PDM (Power Distrubution Module) Moduł komunikacji – nadajnik, odbiornik (Comms) ADCS (Attitude Determination and Control
System) On-Board Computer (OBC)
2.05.2023
3
Cubesat
Niska orbita – LEO Wysoki współczynnik wydajności do mocy Dostępność - COTS (commercially-off the-shelf) Krótkie misje Mniejsze ryzyko – większe możliwości
QB50 - konstelacja CubeSat as a service – sieć oczu
2.05.2023
4
Charakterystyka cubesatów
5
Rewolucja kosmiczna – Moore`s law
2.05.2023
2.05.2023
6
Moore`s law
Wybierz miejsce i naciśnij przycisk: http://book.rocketlabusa.com/
2.05.2023
7
Moore`s law
2.05.2023
8
Kosmobiznes
Analiza korzyści misji Metop-SG – budżet 808 milionów
2.05.2023
9
Kosmobiznes – obserwacja ziemi
SigfoxGlobalizacja IoT – cały świat połączony – stacje naziemne, satelity, swój protokół komunikacji
SpireMonitorowanie transportu wodnego, prognozy pogody, system wczesnego ostrzegania
2.05.2023
10
Kosmobiznes – sieć oczu
2.05.2023
11
Określenie położenia: Star tracker GPS antena Detektor słońca Magnetometr Żyroskop
Kontrola: Silnik Koła reakcyjne Drążek reakcyjny (magnetorquer) Kontrola systemu (ADCS) – np. algorytm TRIAD
2.05.2023
12
Czujnik słońca - ADCS
2.05.2023
13
Projekt czujnika słońca
2.05.2023
14
OBC - Plan misji
2.05.2023
15
OBC - Plan misji
Akceptacja
Integracja
HIL
SIL
AIL
2.05.2023
16
Piramida testów?
Środowisko
Zasoby
AIL – Algorithm in the loop SIL – Software in the loop HIL – Hardware in the loop
2.05.2023
17
Podstawowe rodzaje testów
Python Bitstring Pyserial Adafruit GPIO FT232H Unittest + ddt
2.05.2023
18
Przykładowe środowisko testowe
Sun SensorSPI
UART
PC
FTDI FT2322
H
FT232R
USB
USB
USB
2.05.2023
19
Przykładowe środowisko testowe
2.05.2023
20
Integracja – testy funkcjonalne
Środowiskowe: Promieniowanie Temperatura Próżnia Wibracje podczas startu
Zasoby Pamięć Energia Pasmo komunikacji
2.05.2023
21
Ograniczenia
2.05.2023
22
Akceptacja – testy systemowe
Wibracyjne Różnica częstotliwości drgań własnych mierzona w
dwóch próbach rezonansowych przed i po teście wibracyjnym powinna być mniejsza niż 5%.
OBC Zweryfikuj, że OBC wysyła komendy aktywacyjne
do odpowiednich modułów (np. panele, antena) nie wcześniej niż 30 minut po aktywacji przełącznika umieszczenia satelity na orbicie
Termiczne Test powinien przejść jeżeli nie ma cieplnego
uszczerbku w strukturze po wykonanej próbie termicznej oraz gdy sumaryczny spadek masy jest mniejszy niż 1%.
2.05.2023
23
Przykładowe kryteria akceptacyjne
Budżet mocy Budżet połączenia (wysyłanie, odbieranie) Budżet masy
Termiczno-próżniowe (gorące i zimne) Testy odporności na promieniowanie (sprzęt) Testy wibracyjne Testy obciążeniowe
2.05.2023
24
Inne rodzaje testów
Akceptacja
Integracja
HIL
SIL
AIL
2.05.2023
25
Zabezpieczenia
Środowisko
Zasoby
Akcje Fault-avoidance Fault-tolerance Fault-removal Fault-forecasting
2.05.2023
26
Zabezpieczenia - FDIR
Mechanizmy Ograniczenie dostępu do krytycznych i
niezaimplementowanych obszarów Timeout na szynie danych podczas dostępu I/O do
urządzeń Obsługa typów błędu (kody błędy kategoryzujące
błędy) Sprawdzanie cyklicznych zależności Głosowanie co do kopii pamięci danych Kontrola parzystości adresów, danych i szyny Watchdog
2.05.2023
27
Zabezpieczenia - FDIR
Procesor przestaje odpowiadać w przypadkowych sytuacjach (zawiesza się)
Jesteśmy na granicy pamięci
???Wspólna pamięć kodu
i danych2.05.2023
30
Przygoda #1
Odbierane wartości nie zgadzają się z oczekiwanymi
???Kolejność bajtów
(endianness)Ułożenie danych
2.05.2023
31
Przygoda #2
Wysyłam poprawną ramkę, suma kontrolna się nie zgadza
???Implementacja CRC
pod procesor
2.05.2023
32
Przygoda #3
A ja mówię, mówię, mówię …@$$@ … i on też mówi, mówi, mówi
???Obey your master
Master - Slave
2.05.2023
33
Przygoda #4
2.05.2023
34
Przygoda #5 Są i lasery
Architektura procesorów Sposób przechowywania danych w pamięci,
adresowanie i kolejność Sumy kontrolne Nie przerywaj kiedy mówię Brak specjalistycznych narzędzi != brak testów Gdy pomysłów brak …
2.05.2023
35
Lessons Learnt
2.05.2023
36
… na oscyloskop przyszedł czas
Czekają na Ciebie nowe wyzwania
Pamiętaj o zmianie środka ciężkości
Kop głębiej
2.05.2023
37
Podsumowanie
2.05.2023
38
Quality Excites!
24 kwietnia 2016
2.05.2023
39
Źródła http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-09/17/viva-los-cubesats https://en.wikipedia.org/wiki/Low_Earth_orbit#/media/File:Orbitalaltitudes.jpg http://www.wired.co.uk/news/archive/2013-02/25/strand-1-phone-satellite http://www.pe0sat.vgnet.nl/ http://www.forbes.com/sites/robertvamosi/2014/11/11/big-data-is-stopping-maritime-pirates-from-space/ http://www.cosmic.ucar.edu/ro.html http://www.wmo.int/pages/prog/sat/meetings/documents/PSTG-3_Doc_11-04_MetOP-SG.pdf https://tk.parp.gov.pl/files/74/575/590/729/16731.pdf https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions http://digitalcommons.usu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1124&context=smallsat http://www.descarteslabs.com/ http://postscapes.com/global-real-time-asset-tracking-spire https://www.ardusat.com/ https://www.seriouswonder.com/wp-content/uploads/ai-space.png https://www.youtube.com/watch?v=aZvsXojvZZM http://www.kirj.ee/public/proceedings_pdf/2014/issue_2S/Proc-2014-2S-222-231.pdf https://www.youtube.com/watch?v=u3k4puJZNRk http://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet111/chapter21_bul111.pdf