哈工大业余无线电俱乐部BY2HIT正在进行一个关于CubeSat的计划,11级的成员既是梯度培养的对象,也是未来的主力。由于经费不足,我们申请科创基金A(700元),用于设计、制作一颗1U模型CubeSat(暂称为LilacSat-0.1),用于原理演示与实践学习。
【技术负责人】韦明川,哈尔滨工业大学2009级电子信息工程专业。初中成为业余无线电爱好者,后获得呼号BG2BHC。喜欢航空航天、军事。曾任BY2HIT技术主席。
失败但念念不忘的事:高一为参加校科技节在班级组织制作飞艇。
由于本人准备考研,技术负责人一职下个月将移交给FXJ(10硕,12博,通信工程),但本人仍将对本次申请获得的资助负责。
【小组成员(11级)】CC:自动化专业,爱喵人士,BY2HIT技术部部长
SC:遥感专业,铁杆军迷,生存狂,DIY达人,BY2HIT技术部副部长
WTC:自动化专业,BY2HIT行政部部长
WYZ:通信工程专业,BY2HIT行政部副部长
ZL:通信工程专业
ZTC:自动化专业
ZJY:飞行器设计专业
ZTQ:自动化专业
【方案简介】LilacSat-0.1卫星总体方案
1. 任务简述设计一颗1U模型 CubeSat,作为BY2HIT业余卫星小组(11级)的第一个作品,用于原理演示与实践学习。
卫星尺寸为10 cm * 10 cm * 10 cm,质量不超过1 kg。
卫星的有效载荷为温度传感器或其他简单传感器,通过下行链路播报呼号(BY2HIT)、有效载荷传感器数据、姿态控制数据和电源数据。
卫星的测控、通信使用UHF业余无线电频段。卫星控制由一个简易的模型地面站完成。
分系统尽量采用与LilacSat-1卫星相同或类似的方案。
为降低成本及开发难度,电路部分尽量使用成品模块搭建,尽量使用Arduino及周边模块。(参考ArduSat
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/projects/575960623/ardusat-your-arduino-experiment-in-space)
整星硬件成本不大于800元。
执行时间3个月。
2. 技术指标运行轨道:N/A
姿态控制方式:对地三轴稳定控制
测控通信:UHF上行/下行
电源功耗:N/A
有效载荷:温度传感器或其他简单传感器
热控:N/A
质量:不大于1 kg
寿命:N/A
3. 系统方案LilacSat-0.1卫星包括如下几个分系统:有效载荷(Payload)、姿态控制分系统(ADCS)、电源分系统(EPS)、星务管理分系统(OBDH)、测控通信分系统(TT&C)、结构与热控等组成。
3.1 有效载荷(Payload)LilacSat-0.1卫星的有效载荷没有严格要求,可选择温度传感器或其他简单传感器。
(实施细则:由于该部分比较简单,由OBDH小组负责。)
3.2 星务管理分系统(OBDH, OBC)OBC使用Arduino(或Maple)实现。
原则上,卫星上尽量多的运算及控制工作由OBC执行。但由于Arduino(或Maple)的I/O口数量限制,某些分系统(如ADCS、TT&C)可能需要独立的运算单元,进行分布运算。
各分系统所需的程序由各分系统负责。
主要任务:
1. (与其他小组)分布运算或集中运算的协调
2. 传感器数据的采集与存储
3. 星上工作调度
4. 指令解码
5. 遥测数据编码
3.3 姿态控制分系统(ADCS)主要任务:掌握敏感器与执行机构的使用方法,最好能够完成简单的姿态控制(通过悬挂、漂浮等方法测试),对控制精度不做要求。
简要方案:
1. 敏感器:三轴磁强计(HMC5883)、太阳敏感器(光敏电阻*6)
2. 执行机构:磁力矩器(自制电磁体,H桥驱动芯片L293)
3.4 电源分系统(EPS)主要任务:完成一套简易廉价的太阳能电源系统,具有充电控制、放电控制、电源分配与保护功能。
简要方案:
1. 单晶硅太阳能电池(为降低成本可以只贴卫星的一个面)
2. 提供最大功率点跟踪(MPPT)功能
3. 锂聚合物蓄电池
3.5 测控通信分系统(TT&C)主要任务:实现一套卫星测控通信分系统和模拟地面站。
简要方案:
1. 使用基于ADF7021的无线数传模块(使用内置电感即可工作在UHF频段)
2. XXXXXXX MHz, 9600 bps 2FSK3. 地面站使用另一个ADF7021模块+Arduino,通过USB串口直接与PC机通信,使用PC机作为地面站操作界面
3.6 结构(Structure)与热控设计整星框架,材料不做特殊要求。
各分系统电路板尺寸不一,应能稳固容纳。
为天线、太阳能电池板、太阳敏感器等需要表面安装的组件提供安装位置。
无热控要求。
【前期工作与条件】BY2HIT自2010年秋起开始开展CubeSat相关的活动,编写了多篇文档,曾制作了OBC、TT&C等硬件,并与去年开始参与到一个实际的CubeSat项目。
业余卫星小组成员包括大一同学到准博士生。
BY2HIT提供常用的工具与电子仪器。
【基金使用计划】Arduino UNO * 4 240
HMC5883L模块 * 2 100
ADF7021模块 * 2 160
EPS 150
结构 50
总计 700
其他杂项部分由小组支付。
由于主要使用模块,部件可再次利用。
【声明1】本活动安全自负。
【声明2】受科创基金资助的本活动是哈工大业余无线电俱乐部的内部活动,活动进程将在科创论坛上以帖子的形式报道。
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