कैनसैट - शुरुआती गाइड: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस निर्देश का मुख्य उद्देश्य एक कैनसैट की विकास प्रक्रिया को चरण दर चरण साझा करना है। लेकिन, शुरू करने से पहले, आइए यह वास्तव में स्पष्ट कर दें कि कैनसैट क्या है, और इसकी मुख्य विशेषताएं क्या हैं, इस अवसर का लाभ उठाते हुए, हम अपनी टीम का परिचय देंगे। यह परियोजना हमारे विश्वविद्यालय में एक विस्तार परियोजना के रूप में शुरू हुई, यूनिवर्सिडेड टेक्नोलोजिका फेडरल डो पराना (यूटीएफपीआर), कैंपस कॉर्नेलियो प्रोकोपियो। हमारे सलाहकार द्वारा निर्देशित, हमने कैनसैट में प्रवेश करने के इरादे से एक कार्य योजना विकसित की, जिसका अर्थ था इसके सभी पहलुओं और विशेषताओं का अध्ययन करना, यह समझने में सक्षम होना कि यह कैसे काम करता है, जिसके परिणामस्वरूप अंत में इसका निर्माण होगा एक कैनसैट, और इस गाइड का विकास। एक कैनसैट को एक पिकोसैटेलाइट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इसका वजन 1 किग्रा तक सीमित है, लेकिन आम तौर पर कैनसैट का वजन लगभग 350 ग्राम होता है, और इसकी संरचना सोडा के एक कैन पर आधारित होती है, जो 6, 1 सेमी व्यास सिलेंडर, 11, 65 सेमी लंबा होता है। इस मॉडल को एक उपग्रह के विकास की प्रक्रिया को सरल बनाने के इरादे से प्रस्तुत किया गया था, ताकि इन प्रौद्योगिकियों तक विश्वविद्यालयों की पहुंच को सक्षम किया जा सके, इस पद्धति को अपनाने वाली प्रतियोगिताओं के कारण लोकप्रियता हासिल की जा सके। सामान्य तौर पर, कैनसैट 4 संरचनाओं पर आधारित होते हैं, अर्थात्, पावर सिस्टम, सेंसिंग सिस्टम, टेलीमेट्री सिस्टम और मुख्य सिस्टम। तो आइए प्रत्येक सिस्टम पर करीब से नज़र डालें: - पावर सिस्टम: यह सिस्टम अपनी जरूरतों के हिसाब से दूसरे को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करने के लिए जिम्मेदार है। दूसरे शब्दों में, यह सिस्टम को इसकी सीमाओं का सम्मान करते हुए आवश्यक वोल्टेज और करंट की आपूर्ति करने वाला है। साथ ही, इसमें सुरक्षा घटकों की सुविधा हो सकती है, ताकि सुरक्षा और अन्य प्रणालियों के उचित व्यवहार की गारंटी दी जा सके। आमतौर पर यह एक बैटरी और एक वोल्टेज नियामक सर्किट पर आधारित होता है, लेकिन कई अन्य सुविधाओं को जोड़ा जा सकता है, जैसे कि बिजली प्रबंधन तकनीक और कई प्रकार की सुरक्षा। - सेंसिंग सिस्टम: यह सिस्टम सभी सेंसर और डिवाइस से बना होता है जो आवश्यक डेटा एकत्र करने के लिए जिम्मेदार होते हैं। इसे कई तरीकों से मुख्य प्रणाली से जोड़ा जा सकता है, सीरियल प्रोटोकॉल, समानांतर प्रोटोकॉल दूसरों के बीच, इसलिए सबसे सुविधाजनक एक को निर्धारित करने में सक्षम होने के लिए इन सभी तकनीकों में महारत हासिल करना वास्तव में महत्वपूर्ण है। सामान्य तौर पर, सीरियल प्रोटोकॉल वे होते हैं जिन्हें अक्सर चुना जाता है, उनके कनेक्शन की कम संख्या और बहुमुखी प्रतिभा के कारण, अब तक सबसे लोकप्रिय एसपीआई, आई२सी और यूएआरटी प्रोटोकॉल हैं। - टेलीमेट्री सिस्टम: यह सिस्टम कैनसैट और ग्राउंड कंट्रोल स्टेशन के बीच वायरलेस संचार स्थापित करने के लिए जिम्मेदार है, जिसमें वायरलेस संचार प्रोटोकॉल और हार्डवेयर शामिल हैं। - मुख्य प्रणाली: यह प्रणाली अन्य सभी प्रणालियों को आपस में जोड़ने के लिए जिम्मेदार है, इस तरह से यह एक जीव के रूप में उनके संचालन के क्रम को नियंत्रित और सिंक्रनाइज़ भी करती है।

चरण 1: मुख्य प्रणाली

कई कारणों से हमने ARM® Cortex®-M4F आधारित माइक्रो कंट्रोलर को चुना है, यह एक कम पावर वाला MCU है, जो बहुत अधिक प्रोसेसिंग पावर प्रदान करता है, साथ ही कई सुविधाएँ जो आमतौर पर RISK माइक्रोकंट्रोलर में नहीं देखी जाती हैं, जैसे DSP फ़ंक्शन। ये विशेषताएँ दिलचस्प हैं क्योंकि वे माइक्रोकंट्रोलर को बदलने की आवश्यकता के बिना (बेशक, इसकी सीमाओं का सम्मान करते हुए) कैनसैट अनुप्रयोगों की सुविधाओं की जटिलता में वृद्धि को सक्षम करती हैं।

जब तक, परियोजना की कई वित्तीय सीमाएँ थीं, चुने गए माइक्रोकंट्रोलर को भी वहनीय माना जाता था, इसलिए विनिर्देशों का पालन करते हुए, हमने ARM® Cortex®-M4F आधारित MCU TM4C123G लॉन्चपैड को चुनना समाप्त कर दिया, यह एक लॉन्चपैड है जिसने अभी-अभी हमारी परियोजना को फिट किया है।. इसके अलावा प्रलेखन (फैब्रिकेंट द्वारा प्रदान किए गए डेटाशीट और विशेषताओं के दस्तावेज) और एमसीयू के आईडीई ऐसे पेशेवर थे जिन पर वास्तव में विचार किया जाना चाहिए, जब तक, उन्होंने विकास प्रक्रिया में बहुत मदद की।

इस कैनसैट में, हमने इसे सरल रखने और लॉन्चपैड का उपयोग करके इसे विकसित करने का निर्णय लिया, लेकिन निश्चित रूप से भविष्य की परियोजनाओं में, यह एक विकल्प नहीं होगा, यह देखते हुए कि लॉन्चपैड में शामिल कई सुविधाएँ वास्तव में हमारी परियोजना के लिए आवश्यक नहीं हैं, साथ ही इसके प्रारूप ने हमारे कैनसैट की संरचना की परियोजना को बहुत सीमित कर दिया, जब तक कि एक कैनसैट के आयाम न्यूनतम हैं।

इसलिए, इस प्रणाली के लिए उचित 'मस्तिष्क' चुनने के बाद, अगला कदम इसके सॉफ्टवेयर का विकास था, इसे सरल रखने के लिए हमने केवल एक अनुक्रमिक कार्यक्रम का उपयोग करने का निर्णय लिया, जो 1 हर्ट्ज की आवृत्ति पर निम्नलिखित अनुक्रम करता है:

सेंसर रीडिंग> डेटा स्टोरेज> डेटा ट्रांसमिशन

सेंसर भाग को बाद में सेंसिंग सिस्टम में समझाया जाएगा, साथ ही टेलीमेट्री सिस्टम में डेटा ट्रांसमिशन की व्याख्या की जाएगी। अंत में, यह सीखना था कि माइक्रोकंट्रोलर को कैसे प्रोग्राम किया जाए, हमारे मामले में हमें एमसीयू, जीपीआईओ, आई2सी मॉड्यूल, यूएआरटी मॉड्यूल और एसपीआई मॉड्यूल के निम्नलिखित कार्यों को सीखने की जरूरत है।

GPIO, या सामान्य प्रयोजन इनपुट और आउटपुट, पोर्ट हैं जिनका उपयोग कई कार्यों को करने के लिए किया जा सकता है, जब तक कि वे ठीक से सेट हों। यह देखते हुए कि हम GPIO के लिए किसी C लाइब्रेरी का उपयोग नहीं कर रहे हैं, अन्य मॉड्यूल के लिए भी नहीं, हमें सभी आवश्यक रजिस्टरों को कॉन्फ़िगर करना चाहिए था। इस कारण से हमने एक बुनियादी मार्गदर्शिका लिखी है जिसमें हमारे द्वारा उपयोग किए जा रहे मॉड्यूल के रजिस्टरों से संबंधित उदाहरण और विवरण शामिल हैं, जो नीचे उपलब्ध हैं।

इसके अलावा, कोड को सरल और व्यवस्थित करने के लिए, कई पुस्तकालय बनाए गए थे। इसलिए, पुस्तकालयों को निम्नलिखित उद्देश्यों के लिए बनाया गया था:

- एसपीआई प्रोटोकॉल

- I2C प्रोटोकॉल

- यूएआरटी प्रोटोकॉल

- NRF24L01+ - ट्रांससेप्टर

ये लाइब्रेरी नीचे भी उपलब्ध हैं, लेकिन याद रखें कि हमने Keil uvision 5 IDE का उपयोग किया है, इसलिए ये लाइब्रेरी कोड कंपोजर के लिए काम नहीं करेंगी। अंत में, सभी पुस्तकालयों को बनाने और सभी आवश्यक सामान सीखने के बाद, अंतिम कोड एक साथ रखा गया था, और जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं कि यह नीचे भी उपलब्ध है।

चरण 2: संवेदन प्रणाली

यह प्रणाली उन सभी सेंसरों और उपकरणों से बनी है जो कैनसैट के संचालन की स्थितियों के बारे में जानकारी एकत्र करने के लिए जिम्मेदार हैं। हमारे मामले में हमने निम्नलिखित सेंसर चुने हैं:

- एक 3 अक्ष डिजिटल एक्सेलेरोमीटर - MPU6050

- एक 3 अक्ष डिजिटल जाइरोस्कोप - MPU6050

- एक 3 अक्ष डिजिटल मैग्नेटोमीटर - HMC5883L

- एक डिजिटल बैरोमीटर - BMP280

- और एक GPS - Tyco A1035D

विकल्प मुख्य रूप से अभिगम्यता पर आधारित थे, जिसका अर्थ था कि जब तक यांत्रिक और विद्युत (संचार प्रोटोकॉल, बिजली आपूर्ति आदि) विशेषताएं हमारी परियोजना के अनुकूल थीं, तब तक विकल्पों के लिए कोई और पैरामीटर नहीं लगाया गया था, क्योंकि कुछ सेंसर के लिए उपलब्धता विकल्पों की सीमा सीमित थी। सेंसर प्राप्त करने के बाद, उन्हें काम पर लगाने का समय आ गया था।

तो सबसे पहले खोजा जाने वाला 3 अक्ष डिजिटल एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप था, जिसे MPU6050 कहा जाता है (यह आसानी से कहीं भी पाया जा सकता है, जब तक कि यह ARDUINO परियोजनाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है), इसका संचार I2C प्रोटोकॉल पर आधारित है, एक प्रोटोकॉल जिसमें प्रत्येक दास के पास एक पता होता है, जिससे कई उपकरणों को समानांतर में जोड़ा जा सकता है, यह देखते हुए कि पता 7-बिट लंबा है, लगभग 127 उपकरणों को एक ही सीरियल बस में जोड़ा जा सकता है। यह संचार प्रोटोकॉल दो बसों, एक डेटा बस और एक घड़ी बस पर काम करता है, इसलिए सूचनाओं का आदान-प्रदान करने के लिए, मास्टर को घड़ी के 8 चक्र भेजने होंगे (जिस तरह से सूचना एक बाइट फिट होनी चाहिए, जब तक कि यह संचार आधारित है) बाइट साइज पर) या तो रिसीव या ट्रांसमिट ऑपरेशन में। MPU6050 का पता 0b110100X है, और X का उपयोग रीडिंग या राइटिंग ऑपरेशन को कॉल (संकेत) करने के लिए किया जाता है (0 एक लेखन ऑपरेशन को इंगित करता है और 1 रीडिंग ऑपरेशन को इंगित करता है), इसलिए जब भी आप सेंसर को पढ़ना चाहते हैं तो बस इसके पते का उपयोग करें 0xD1 और जब भी आप लिखना चाहते हैं तो इसके पते का उपयोग 0xD0 के रूप में करें।

I2C प्रोटोकॉल की खोज के बाद, MPU6050 का वास्तव में अध्ययन किया गया था, दूसरे शब्दों में इसकी डेटाशीट पढ़ी गई थी, इसे काम करने के लिए आवश्यक जानकारी प्राप्त करने के लिए, इस सेंसर के लिए केवल तीन रजिस्टरों को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता थी, बिजली प्रबंधन 1 रजिस्टर - पता 0x6B (सेंसर को स्लीप मोड में नहीं होने की गारंटी देने के लिए), जाइरोस्कोप कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर - पता 0x1B (जाइरोस्कोप के लिए पूर्ण पैमाने की सीमा को कॉन्फ़िगर करने के लिए) और अंत में एक्सेलेरोमीटर कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर - पता 0x1C (में) एक्सेलेरोमीटर के लिए पूर्ण पैमाने की सीमा को कॉन्फ़िगर करने का क्रम)। कई अन्य रजिस्टर हैं जिन्हें कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जिससे सेंसर प्रदर्शन के अनुकूलन की अनुमति मिलती है, लेकिन इस परियोजना के लिए ये कॉन्फ़िगरेशन पर्याप्त हैं।

तो, सेंसर को ठीक से कॉन्फ़िगर करने के बाद, अब आप इसे पढ़ने में सक्षम हैं। वांछित जानकारी रजिस्टर 0x3B और रजिस्टर 0x48 के बीच होती है, प्रत्येक अक्ष मान दो बाइट्स से बना होता है जो 2 के पूरक तरीके से संहिताबद्ध होते हैं, जिसका अर्थ है कि पढ़े गए डेटा को सार्थक होने के लिए परिवर्तित किया जाना चाहिए (ये चीजें होंगी बाद में चर्चा की)।

MPU6050 के साथ काम करने के बाद, यह 3 अक्ष डिजिटल मैग्नेटोमीटर का अध्ययन करने का समय था, जिसका नाम HMC5883L था (यह आसानी से कहीं भी पाया जा सकता है, जब तक कि यह ARDUINO परियोजनाओं में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है), और फिर से इसका संचार प्रोटोकॉल सीरियल प्रोटोकॉल है आई2सी. इसका पता 0b0011110X है और X का उपयोग रीडिंग या राइटिंग ऑपरेशन को कॉल करने (इंगित करने) के लिए किया जाता है (0 एक राइटिंग ऑपरेशन को इंगित करता है और 1 रीडिंग ऑपरेशन को इंगित करता है), इसलिए जब भी आप सेंसर को पढ़ना चाहते हैं तो इसके पते का उपयोग 0x3D के रूप में करें और जब भी आप लिखना चाहते हैं बस इसके पते का उपयोग 0x3C के रूप में करें।

इस मामले में, HMC5883L को आरंभीकृत करने के लिए, तीन रजिस्टरों को कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता थी, कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर A - पता 0x00 (डेटा आउटपुट दर और माप मोड को कॉन्फ़िगर करने के लिए), कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर B - पता 0x01 (सेंसर के लाभ को कॉन्फ़िगर करने के लिए) और अंतिम लेकिन कम से कम मोड रजिस्टर - पता 0x02 (डिवाइस के ऑपरेटिंग मोड को कॉन्फ़िगर करने के लिए)।

इसलिए, HMC5883L को ठीक से कॉन्फ़िगर करने के बाद, अब इसे पढ़ना संभव है। वांछित जानकारी रजिस्टर 0x03 और रजिस्टर 0x08 के बीच होती है, प्रत्येक अक्ष मान दो बाइट्स से बना होता है जो 2 के पूरक तरीके से संहिताबद्ध होते हैं, जिसका अर्थ है कि पढ़े गए डेटा को सार्थक होने के लिए परिवर्तित किया जाना चाहिए (ये चीजें होंगी बाद में चर्चा की)। विशेष रूप से, इस सेंसर के लिए आपको एक ही बार में सभी सूचनाओं को पढ़ना चाहिए, अन्यथा यह प्रस्तावित के रूप में काम नहीं कर सकता है, जब तक कि सभी रजिस्टरों को लिखे जाने पर आउटपुट डेटा केवल इन रजिस्टरों में लिखा जाता है। इसलिए उन सभी को पढ़ना सुनिश्चित करें।

अंत में, डिजिटल बैरोमीटर, एक अन्य I2C प्रोटोकॉल सेंसर का अध्ययन किया गया, जिसे BMP280 भी कहा जाता है (यह भी आसानी से कहीं भी पाया जा सकता है, जब तक कि यह ARDUINO परियोजनाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है)। इसका पता b01110110X है, X का उपयोग रीडिंग या राइटिंग ऑपरेशन को कॉल करने (इंगित करने) के लिए किया जाता है (0 एक राइटिंग ऑपरेशन को इंगित करता है और 1 रीडिंग ऑपरेशन को इंगित करता है), इसलिए जब भी आप सेंसर को पढ़ना चाहते हैं तो बस इसके पते का उपयोग करें 0XEA और जब भी आप लिखना चाहते हैं बस इसके पते का उपयोग 0XEB के रूप में करें। लेकिन इस सेंसर के मामले में एसडीओ पिन पर वोल्टेज स्तर को बदलकर I2C पता बदला जा सकता है, इसलिए यदि आप इस पिन पर GND लगाते हैं तो पता b01110110X होने वाला है और यदि आप इस पिन पर VCC लगाते हैं तो पता जा रहा है b01110111X होने के लिए, इस सेंसर में I2C मॉड्यूल को सक्षम करने के लिए आपको सेंसर के CSB पिन पर VCC स्तर लागू करना होगा, अन्यथा यह ठीक से काम नहीं करने वाला है।

BMP280 के लिए इसे काम करने के लिए केवल दो रजिस्टरों को कॉन्फ़िगर किया जाना था, ctrl_meas रजिस्टर - पता 0XF4 (डेटा अधिग्रहण विकल्प सेट करने के लिए) और कॉन्फ़िगरेशन रजिस्टर - पता 0XF5 (दर निर्धारित करने के लिए, सेंसर के लिए फ़िल्टर और इंटरफ़ेस विकल्प)।

कॉन्फ़िगरेशन सामग्री के साथ काम करने के बाद, यह समय है कि वास्तव में क्या मायने रखता है, डेटा ही, इस मामले में वांछित जानकारी रजिस्टरों 0XF7 और 0XFC के बीच होती है। दोनों तापमान और दबाव मान तीन बाइट्स से बने होते हैं जिन्हें 2 के पूरक तरीके से संहिताबद्ध किया जाता है, जिसका अर्थ है कि पढ़े गए डेटा को सार्थक होने के लिए परिवर्तित किया जाना चाहिए (इन बातों पर बाद में चर्चा की जाएगी)। इसके अलावा इस सेंसर के लिए, उच्च परिशुद्धता प्राप्त करने के लिए, कई सुधार गुणांक हैं जिनका उपयोग डेटा को परिवर्तित करते समय किया जा सकता है, वे रजिस्टरों 0X88 और 0XA1 के बीच स्थित हैं, हां सुधार गुणांक के 26 बाइट्स हैं, इसलिए यदि सटीक है इतना महत्वपूर्ण नहीं, बस उन्हें भूल जाओ, अन्यथा कोई रास्ता नहीं है।

और आखिरी लेकिन कम से कम जीपीएस - टायको ए 1035 डी, यह यूएआरटी सीरियल प्रोटोकॉल पर निर्भर करता है, विशेष रूप से 4800 केबीपीएस की दर पर, कोई समानता बिट्स, 8 डेटा बिट्स और 1 स्टॉप बिट नहीं। यूएआरटी, या यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर/ट्रांसमीटर, एक सीरियल प्रोटोकॉल है जिसमें सूचना का सिंक्रनाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर के माध्यम से किया जाता है, इसलिए यह एक एसिंक्रोनस प्रोटोकॉल क्यों है, इस विशेषता के कारण, जिस दर में सूचना प्रसारित और प्राप्त होती है वह बहुत छोटी है। विशेष रूप से इस प्रोटोकॉल के लिए संकुल को प्रारंभ बिट से शुरू होना चाहिए, लेकिन स्टॉप बिट वैकल्पिक है और संकुल का आकार 8 बिट लंबा है।

GPS - Tyco A1035D के मामले में, दो कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता थी, जो कि setDGPSport (कमांड 102) और क्वेरी/रेटकंट्रोल (कमांड 103) थे, ये सभी जानकारी, साथ ही NMEA संदर्भ मैनुअल, प्रोटोकॉल में अधिक विकल्प उपलब्ध हैं। अधिकांश GPS के मॉड्यूल में उपयोग किया जाता है। कमांड 102 का उपयोग बॉड दर, डेटा बिट्स की मात्रा और समता बिट्स और स्टॉप बिट्स के अस्तित्व या नहीं को सेट करने के लिए किया जाता है। कमांड 103 का उपयोग मानक NMEA संदेशों GGA, GLL, GSA, GSV, RMC, और VTG के आउटपुट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, उन्हें संदर्भ मैनुअल में विवरण के साथ वर्णित किया गया है, लेकिन हमारे मामले में चुना गया GGA था जो ग्लोबल के लिए खड़ा है पोजिशनिंग सिस्टम फिक्स्ड डेटा।

एक बार GPS - TycoA1035D ठीक से कॉन्फ़िगर हो जाने के बाद, अब केवल सीरियल पोर्ट को पढ़ना और चुने हुए मापदंडों के अनुसार प्राप्त स्ट्रिंग को फ़िल्टर करना आवश्यक है, ताकि सूचना के प्रसंस्करण की अनुमति मिल सके।

सभी सेंसरों के बारे में सभी आवश्यक जानकारी सीखने के बाद, धारावाहिक संचार पुस्तकालयों का उपयोग करते हुए, एक ही कार्यक्रम में सब कुछ एक साथ रखने के लिए केवल कुछ अतिरिक्त प्रयास करने पड़े।

चरण 3: टेलीमेट्री सिस्टम

यह प्रणाली ग्राउंड कंट्रोल और कैनसैट के बीच संचार स्थापित करने के लिए जिम्मेदार है, परियोजना मापदंडों के अलावा, इसे कुछ और तरीकों से भी प्रतिबंधित किया गया था, जब तक कि आरएफ ट्रांसमिशन केवल कुछ आवृत्ति बैंड में ही अनुमति दी जाती है, जो व्यस्त नहीं हैं अन्य आरएफ सेवाएं, जैसे मोबाइल सेवाएं। ये प्रतिबंध अलग हैं और एक देश से दूसरे देश में बदल सकते हैं, इसलिए सामान्य उपयोग के लिए हमेशा अनुमत आवृत्ति बैंड की जांच करना महत्वपूर्ण है।

बाजार में सस्ती कीमतों पर रेडियो के कई विकल्प उपलब्ध हैं, ये सभी प्रणालियां विभिन्न आवृत्तियों पर मॉड्यूलेशन के विभिन्न तरीकों की पेशकश करती हैं, इस प्रणाली के लिए हमारी पसंद में 2.4GHz RF ट्रांसीवर, NRF24L01+ शामिल था, इस तथ्य के कारण कि यह पहले से ही था एक अच्छी तरह से स्थापित संचार प्रोटोकॉल, जब तक कि सत्यापन प्रणाली जैसे ऑटो पावती और ऑटो री-ट्रांसमिशन सिस्टम। इसके अलावा, इसकी संचरण दर उचित बिजली खपत पर 2 एमबीपीएस तक की गति तक पहुंच सकती है।

तो इस ट्रांसीवर पर काम करने से पहले, आइए NRF24L01+ के बारे में थोड़ा और जान लेते हैं। जैसा कि पहले बताया गया है कि यह 2.4GHz आधारित रेडियो है, जिसे रिसीवर या ट्रांसमीटर के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। संचार स्थापित करने के लिए प्रत्येक ट्रांसीवर को एक पता मिलता है, जिसे उपयोगकर्ता द्वारा कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, पता आपकी आवश्यकताओं के अनुसार 24 से 40 बिट लंबा हो सकता है। डेटा लेनदेन एकल या निरंतर तरीके से हो सकता है, डेटा का आकार 1 बाइट तक सीमित है और प्रत्येक लेनदेन ट्रांसीवर के कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार पावती की स्थिति उत्पन्न कर सकता है या नहीं भी कर सकता है।

अन्य कई विन्यास भी संभव हैं, जैसे आरएफ सिग्नल के आउटपुट की ओर लाभ, ऑटो री-ट्रांसमिशन रूटीन का अस्तित्व या नहीं (यदि ऐसा है तो देरी, अन्य विशेषताओं के बीच परीक्षणों की मात्रा को चुना जा सकता है) और कई अन्य विशेषताएं जो इस परियोजना के लिए आवश्यक रूप से उपयोगी नहीं हैं, लेकिन वैसे भी वे घटक के डेटाशीट में उपलब्ध हैं, उनके बारे में कोई रुचि के मामले में।

जब सीरियल संचार की बात आती है तो NRF24L01+ SPI भाषा बोलता है, इसलिए जब भी आप इस ट्रांसीवर को पढ़ना या लिखना चाहते हैं, तो बस आगे बढ़ें और इसके लिए SPI प्रोटोकॉल का उपयोग करें। SPI एक सीरियल प्रोटोकॉल है जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जिसमें दासों का चयन CHIPSELECT (CS) पिन के माध्यम से किया जाता है, जिसमें पूर्ण द्वैध (मास्टर और दास दोनों समानांतर तरीके से संचारित और प्राप्त कर सकते हैं) विशेषता के साथ इस प्रोटोकॉल के डेटा लेनदेन की बहुत अधिक गति की अनुमति देता है।

NRF24L01+ की डेटाशीट इस घटक को पढ़ने या लिखने के लिए कमांड का एक सेट प्रदान करती है, आंतरिक रजिस्टरों तक पहुंचने के लिए अलग-अलग कमांड हैं, अन्य कार्यों के बीच RX और TX पेलोड, इसलिए वांछित ऑपरेशन के आधार पर, यह एक विशिष्ट कमांड ले सकता है इसे निष्पादित करें। इसलिए डेटाशीट पर एक नज़र डालना दिलचस्प होगा, जिसमें ट्रांसीवर पर सभी संभावित क्रियाओं को शामिल करने और समझाने वाली एक सूची है (हम उन्हें यहीं सूचीबद्ध नहीं करने जा रहे हैं, क्योंकि यह इस निर्देश का मुख्य बिंदु नहीं है।)

ट्रांसीवर के अलावा, इस प्रणाली का एक अन्य महत्वपूर्ण घटक प्रोटोकॉल है जिसके माध्यम से सभी वांछित डेटा भेजा और प्राप्त किया जाता है, जब तक कि सिस्टम को एक साथ कई बाइट्स की जानकारी के साथ काम करना चाहिए, प्रत्येक बाइट का अर्थ जानना महत्वपूर्ण है, प्रोटोकॉल इसी के लिए काम करता है, यह सिस्टम को प्राप्त और प्रेषित सभी डेटा को एक संगठित तरीके से पहचानने की अनुमति देता है।

चीजों को सरल रखने के लिए, प्रयुक्त प्रोटोकॉल (ट्रांसमीटर के लिए) में 3 बाइट्स का एक हेडर होता है, जिसके बाद सेंसर का डेटा होता है, जब तक कि सभी सेंसर डेटा में दो बाइट्स होते हैं, प्रत्येक सेंसर डेटा को एक पहचान संख्या दी जाती है। 0x01 से और एक वर्धमान क्रम में अनुसरण करना, इसलिए प्रत्येक दो बाइट्स में एक पहचान बाइट होती है, इस तरह सेंसर के रीडिंग के अनुसार हेडर अनुक्रम को संयोग से दोहराया नहीं जा सकता है। रिसीवर ट्रांसमीटर के रूप में सरल हो गया, प्रोटोकॉल को ट्रांसमीटर द्वारा भेजे गए हेडर को पहचानने की आवश्यकता थी और इसके बाद प्राप्त बाइट्स को संग्रहीत करने के बाद, इस मामले में हमने उन्हें संग्रहीत करने के लिए एक वेक्टर का उपयोग करने का निर्णय लिया।

तो ट्रांसीवर के बारे में सभी आवश्यक ज्ञान को पूरा करने और संचार प्रोटोकॉल का निर्धारण करने के बाद, यह सब कुछ एक ही कोड में एक साथ रखने का समय है, और अंत में कैनसैट फर्मवेयर प्राप्त करें।

चरण 4: पावर सिस्टम

इस प्रणाली को अन्य प्रणालियों को ठीक से काम करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है, इस मामले में हमने केवल बैटरी और वोल्टेज नियामक का उपयोग करने का निर्णय लिया।इसलिए, बैटरी के आकार के लिए, कैनसैट के कुछ संचालन मापदंडों का विश्लेषण किया गया था, ये पैरामीटर मॉडल की परिभाषा और पूरे सिस्टम को खिलाने के लिए आवश्यक शक्ति में मदद करेंगे।

यह ध्यान में रखते हुए कि कैनसैट को कई घंटों तक चालू रहने में सक्षम होना चाहिए, सबसे उपयुक्त काम बिजली की खपत की सबसे चरम स्थितियों पर विचार करना था, जिसमें कैनसैट से जुड़ा प्रत्येक मॉड्यूल और सिस्टम उच्चतम संभव करंट की खपत करेगा। हालांकि, इस समय उचित होना भी महत्वपूर्ण है कि बैटरी को अधिक आकार न दें, जो कि कैनसैट की वजन सीमाओं के कारण भी दिलचस्प नहीं है।

सभी प्रणालियों के घटकों के सभी डेटाशीट से परामर्श करने के बाद, सिस्टम द्वारा खपत की गई कुल धारा लगभग 160mAh थी, 10 घंटे की स्वायत्तता को देखते हुए, सिस्टम को उचित काम करने की स्थिति की गारंटी के लिए 1600mAh की बैटरी पर्याप्त थी।

बैटरी के आवश्यक चार्ज को जानने के बाद, स्वायत्तता के बावजूद विचार करने के लिए और भी पहलू हैं, जैसे आकार, वजन, संचालन तापमान (जब तक कैनसैट को रॉकेट के अंदर रखा जाता है), तनाव और बल जिसे दूसरों के बीच में जमा किया जाता है।

चरण 5: संरचना

कैनसैट की सुरक्षा के लिए संरचना वास्तव में महत्वपूर्ण है, हालांकि इस परियोजना में इसे थोड़ा उपेक्षित किया गया था (वास्तव में कैनसैट के यांत्रिक भाग के विकास में कोई दिलचस्पी नहीं थी, इस तथ्य के कारण कि सभी सदस्य पाठ्यक्रम इलेक्ट्रॉनिक्स से संबंधित था)। जब तक परियोजना एक मौजूदा पैटर्न पर आधारित थी, कैनसैट पैटर्न, इस बारे में ज्यादा नहीं सोचना कि यह कैसा दिखने वाला था, इसलिए इसे एक सिलेंडर प्रारूप में आकार दिया जाना चाहिए, जिसमें लगभग 6, 1 सेमी व्यास और लगभग 11, 65 सेमी लंबा (सोडा के कैन के समान माप)।

बाहरी संरचना के साथ काम करने के बाद, सभी का ध्यान अटैचमेंट सिस्टम पर केंद्रित था, जो सभी बोर्डों को बेलनाकार संरचना के अंदर रखने के लिए जिम्मेदार था, इसके बारे में कुछ चर्चा करने के बाद, उन त्वरणों के अवशोषण को भी सक्षम करता है, जिन पर कैनसैट को प्रस्तुत किया जाएगा।, उच्च घनत्व फोम को वांछित आकार में ढालकर दोनों संरचनाओं को संलग्न करने का निर्णय लिया गया।

बाहरी संरचना का निर्माण वांछित व्यास के साथ पीवीसी पाइप का उपयोग करके किया गया था, संरचना को बंद करने के लिए कुछ पीवीसी पाइप कवर का उपयोग किया गया था

चरण 6: निष्कर्ष और भविष्य के विचार

कैनसैट को अभी भी कार्रवाई में परीक्षण करने की आवश्यकता है, हम वास्तव में एक रॉकेट प्रतियोगिता (जो दिसंबर में होने जा रही है) के लिए आवेदन कर रहे हैं, वह भी सभी इमारतों से गुजरने के बाद (थोड़े, हमें वास्तव में अभी भी कुछ सामान खत्म करने की आवश्यकता है) और विकास प्रक्रिया, कुछ दृष्टिकोण और नोट्स जो हमने सोचा था कि आप सभी के साथ साझा करना दिलचस्प होगा, मुख्य रूप से संघर्षों, युक्तियों और यहां तक कि अच्छे अनुभवों के बारे में देखा गया था, इसलिए यह यहां जाता है:

- परियोजना की शुरुआत, पूरी परियोजना के विकास की सबसे विपुल अवधि थी, दुख की बात है कि समूह अपनी समय सीमा से परियोजना के प्रति उदासीन हो गया, शायद तत्काल परिणामों की कमी के कारण, या शायद संचार की कमी के कारण, वैसे भी परियोजना से कई अच्छी चीजें निकलीं

- ट्रांसीवर को काम करने के लिए बहुत प्रयास करना पड़ा, क्योंकि सभी पुस्तकालयों को खरोंच से विकसित किया गया था, इसलिए भी कि इस तरह के सामान का परीक्षण करने के लिए दो अलग-अलग कार्यक्रम और सेटअप होते हैं।

- हमारे मामले में रजिस्टरों के विन्यास के आधार पर सूक्ष्म नियंत्रकों पर काम करना सबसे अच्छा विचार नहीं था, सभी सदस्य समूह के बाकी सदस्यों के साथ तालमेल नहीं बिठा पाते थे, जिससे कुछ समस्याएं होती हैं जैसे कि कार्य विभाजन। हमारे द्वारा उपयोग किए जा रहे माइक्रो कंट्रोलर के लिए कई सभ्य सी लाइब्रेरी हैं, इसलिए उन संसाधनों का उपयोग करना एक बेहतर विचार होगा, कोड कम्पोज़र नामक एक आईडीई भी है, जो उन माइक्रोकंट्रोलर के लिए बहुत सारे संसाधन भी प्रदान करता है।

- कैनसैट को अभी भी बहुत सारे सुधारों की आवश्यकता है, यह अनुभव बुनियादी तकनीकों और कौशल पर आधारित था, कई मुद्दों पर भी ध्यान नहीं दिया गया था, इसलिए भविष्य में उम्मीद है कि इस कैनसैट का एक शीर्ष पायदान संस्करण अधिक प्रयास और कड़ी मेहनत के साथ वास्तविकता बन सकता है।.