ASR-TAAT第一代模块化航电系统项目资金申请
bh,王者归来2013/04/27科创基金 IP:江苏
对项目的简要介绍

先放LOGO
QQ图片20130427230437.jpg


ASR-TAAT第一代模块化航电系统”星云“ (ASR-TAAT Avionics System ”Nebula“)是ASR先进探空火箭项目的附属项目之一,其研制产品将会在ASR的首系列110mm级大气探测火箭和INS技术验证箭上使用,并发展为通用航电系统(即在此航电系统的基础上,加入不同的功能模块,即可实现探空火箭的多功能,从而使业余火箭也具有了巨大的实际效用)。此航电系统由南京ASR项目组和古人设计局合作研制,ASR项目组主要根据实际任务需求、箭体结构设计和理论计算来提供设计概况,以及基于硬件的软件设计;古人设计局负责实际电路设计、原件采购、焊接等工作。”星云“航电系统规格为90mm,可以兼容箭体内径90mm以上的无控气动稳定的业余/专业火箭。”星云“系统可以提供GPS、姿态、内部和外部3个温度监测点、气压等基础飞行数据,同时具备自我检查,多路供电、实时数传,数据备份,全箭仪器数据链,自动开伞/点火等功能。以”星云“系统的内部数据链为纽带,可以接驳如探空仪这样的多功能模块,可以通过数据链向地面发回信息。目前该系统ASR小组已基本完成结构设计和基本规划,古人设计局正在设计之中,进度已超50%(4个分模块已完成2个)。本系统完成后,我们会在科创论坛上做发布,感兴趣的同学可以订购。

很多人都在做航电,但大家的系统明显缺乏通用性,”星云“系统希望提供这样一个平台,通过实际的发射检验逐渐走向成熟。

箭体内部结构设计.png
结构设计和基本规划

QQ截图20130427233333.jpg
展示:已完成设计的飞行计算机板的预览图



申请者信息

姓名:还哲      高二学生             在本组内担任职务:ASR负责人,总设计师
ID:反正已经死                      其他私信

QQ截图20130427233433.jpg
左一为本人

于2012年中旬组建ASR(多功能先进探空火箭项目),并已成功领导ASR项目度过了预研期,进入正式的第一期项目,完成对低能燃料的工艺定型,简单CFD气动模拟实验的尝试,箭体的设计等。与广局长期保持良好的合作。

申请内容
经费内容将被全部用来构建”星云“系统
主要为原件采购费用和打板制版费用

QQ截图20130427235451.jpg
QQ截图20130427234919.jpg
sensor板和power manager板大约需850元
Xtend    数传模块     1对               3105元
5V        电源                                  27元

共计申请1000元
可以看到,需求远大于资金资助值,所以希望同时参加露行动,如有意愿资助的童鞋可以捐款 。

本项目并不直接涉及特种爱好,但我们任然为间接的涉及做声明,我们已采取一切可能的安全措施并承诺一切后果自行负责,与论坛无关。

二楼给古人设计局,他将展示目前更多进度
来自:自助服务区 / 科创基金
79
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~~空空如也
bh,王者归来 作者
11年8个月前 IP:未同步
520184
回 1楼(古人) 的帖子
正如古人所说,在硬件方面”星云“提供了MAPLE和DISCOVERY两种开发环境,用户可以根据自己的需求,选择用Arduino或是C语音来为系统编程。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520292
回 5楼(虎哥) 的帖子
非常感谢焓熵版主和古人科技的支持,我再对虎哥提出的问题进行回答。

第一个和第二个问题其实可以一起回答。正如我所说,本项目是ASR项目的一部分,所以本项目所有的进度、设计指标、思路都是由ASR项目决定。由于我们很少在KC上做发布,所以大家可能并不了解我们的项目。

ASR的目标是在2013年年底之前开发制造出低成本、高可靠性具有真正实际意义的多功能探空火箭。要求可以把小于1kg的载荷送入不低于海拔3000m的大气层。燃料方面第一期将保守采用改进型RNX燃料,并对RAP等高能燃料做一定程度的预研,评估第二期上箭的可能性。设计方面我们将尽量做到每一个设计都有理有据,利用CFD、MATLAB等模拟软件进行可能的数值模拟,并且计划在南航进行跨音速风洞实验(正在联系中,不能保证一定实施)。“星云”系统就是ASR火箭上要搭载的航电系统,对于此系统,我们已完成充分的实验,所以设计电路打板是下一步目标。本次资金申请的4块板子(中央处理板、电源控制板、传感器板和GPS/TF板)为“星云”系统的标配,也就是说不论此ASR火箭是被设计成什么功能,都会搭载这4块板子。在规划图上的ADIS16405模块便不是标配,只有在惯导技术验证箭上才会安装,这是一个多功能模块之一。与此相同的还有探空单元、生物实验单元、航拍单元等模块,这些都是基于”星云“基本系统,根据ASR火箭的实际需求而拓展出的不同功能模块。这样模块化设计也是为了ASR火箭的实用性而考虑。

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/54940                      ASR CFD模拟实验
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/52937                      ASR 箭体状态方程讨论
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/?p=397                                                    航天局关于ASR的报道

本项目并不是生产,而是碍于厂家的限制,1次打PCB板至少要10块打起,低于10块价格和10块一样。而板子上的芯片价格相对较低,所以边际成本就比较低,所以除了自用,还可以为KC网友贡献出一部分。整个ASR项目资金需求量非常大,在控制预算的同时,我们已经在竭尽全力寻找资金来源,这样出售的形式也可以从部分方面缓解压力。

对于第3个问题,我们已经给出了中央控制板和TF/gps板的详细报价,而传感器板和电源板由于还在设计中,本着严谨的态度,无法给出具体价格,但根据经验可以估算。而IMU就在传感器板上。GPS存在的意义并不是为了显示姿态,而是为了定位,显示俯视航迹,并找回等功能,请大家不要误解。而且为了防止ASR火箭出现Qu8k的火箭出现GPS全部失效的情况,我们和古人做了相应措施。

第4个问题,ASR火箭所使用的数传暂未确定,XTend只是备选方案之一。经查证,确实属于违法产品,感谢虎哥提醒,此方案被淘汰。

最后,我想说,从深层次来说ASR的目标是希望通过中学生的切身行动来提高我国业余科技爱好的水平,更重要的一点,希望改变一些国内科技爱好者对科技爱好仅停留在“好玩”或好看“这样的层次,而不去以科学理性逐步发展兴趣,逐渐深入而提高自己的现象。另外我们也希望以100%DIY和100% original data的方式来落实学术诚信,不论结果怎样,确保公布的数据一定是初始数据,也不论效果如何,火箭也由自己设计制造。希望可以遏制一些某些业余科技领域以及国内高等教育的伪造之风。


ASR项目组            2013/4/28
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520316
回 17楼(xxn599) 的帖子
请你仔细阅读一下我在11楼的帖子,我详细地交代了GPS的用途。这里的GPS不用来组建惯导系统,精度达不到,仅作为试验而已。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520317
回 17楼(xxn599) 的帖子
GPS芯片并非在高加速度下无法工作,而是晶振和算法的问题,你可以搜索一下国外爱好者的相关测试资料。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520332
回 24楼(xxn599) 的帖子
是的,你说的有道理。但我不得不再强调一遍我们的目的。安装这个ADI模块目的并不是做非常精确的航迹重现,确实25度的漂移根本达不到这样的精度。要知道价格对于精确度来说是几何次方增长,作为没有收入来源的中学生是不可能承担这样的价格的。重点在于算法和系统的测试,我们做了很多比对和权衡才选择了这样的IMU,我们遵循虎哥提出的倡议,即不要盲目追求性能,而去考虑实际价值。作为滤波算法和系统的测试品,这样级别的IMU绝对已经够用,等时机成熟再考虑更好的IMU。 此外,ADI的IMU不在本次经费申请的范围内,可以移步其他版块进行详细讨论。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520347
饿啊、、、这套航电重点不是惯导,不是积分得位移,和惯导有关的器件并不在资金申请的范畴内,而是开发制式航电系统,所涉及的传感器只是做记录作用。请相信,我们完全清楚IMU巨大的误差,但重点绝不在此,别再这上头纠结啊、、、、咱们可以到火箭版去专门开个帖子去讨论
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520352
回 31楼(xxn599) 的帖子
制式化、模块化,提高可靠性
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520358
回 33楼(xxn599) 的帖子
非常感谢您的支持!
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520402
回 45楼(xxn599) 的帖子
您可以向科创基金定向捐款,以资助我们的项目。但我必须提前声明,目前此系统设计已基本定型,目前再做一些大的修改可能会造成一定的损失,您可以参与软件的设计交流中。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520420
回 47楼(xxn599) 的帖子
直接捐助是可以的,但为了光明正大,资金流动透明,还建议您通过KC平台来捐助我们,当然,您要是愿意亦可以直接捐助,非常感谢您的慷慨相助!
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520631
我明确授权古人的发言,他是这个项目的主要参与者。

我可能误解了虎哥的意思,认为是要把整个项目进行宏观的介绍。但是电子系统的研究思路基于整个项目,不得不在有限的篇幅内做一些看似夸夸其谈的宏观介绍,这样的话我就来说一下我们电子系统的研究思路。这四块板子的首要目的是构建一个数据采集系统,收集探空火箭飞行过程中的姿态、气压、温度以及GPS数据,利用数传模块随时回传,并用TF卡备份数据。其次本系统负责控制火箭的回收系统动作,用于触发点火药,进行开伞,第三本系统希望进行多功能模块的拓展,利用拓展的传感器模块,记录更多想要记录的数据。

4块板子的具体设计思路图在第0楼的第二幅图。GPS系统被放在了最顶段,而且使用全向天线,确保型号的接收。数传模块和电源被隔舱放置在了载荷舱下面,这样以减少干扰。四层垂直排列,平行放置的板子最下段的是电源管理板,考虑到接线的方便,所以放置于此。中控板使用有3个uart通道的STM32F103RET6处理器,价格低廉,性能足够使用。

最近在准备SAT考试,比较繁忙,若不能及时回复大家的提问,请谅解!
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520636
回 53楼(bolide) 的帖子
我没有时间详细解答,粗略的回答一下。
1、可以,但这没太大意义。因为GPS刷新频率仅为5hz,而且我们解决失效的方案未验证,GPS主要用来找回火箭。
2、如果使用XTend和增益天线,超过10km是没有问题的,但目前XTend被禁止使用,我们正在积极寻找替代品。
3、5Hz
4、这个主要参考qu8k的解决方案,1是全部更换晶振为陶振,2是读原始数据,避免因软件无法识别巨大的位置变化而自动重启。
5、PVC
6、在54楼有阐述,另外使用陶瓷滤波器保证信号过滤出有效的GPS型号频段,把其他频率都衰减掉
7、主要使用GPS回传的数据进行定位,但考虑到目前GPS的解决方案未经过测试,我们会在火箭上搭载无线电信标,通过无线电测向找回。
8、几乎所有的测量数据会公开,特别是失败的部分会首先公开,给大家作为教训和改进意见。但设计数据会有所保留。

我和古人一再强调GPS以及制导系统并非本项目的重点,当这个航电数据记录系统成熟之后,我们才会对这些方面展开更深的研究。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
520674
回 57楼(bolide) 的帖子
感谢您的质疑,本项目的目标是发展制式化航电系统,您所提出的三个问题我们都在着手解决,力争解决大部分的问题。

至于数据方面,我们奉行和广局一样的策略,公开数据,保留知识产权。但目前来看,除了将一些多余的材料在论坛内部赠送或出售外,没有商用的打算。
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
521259
传感器和IMU板也于今天完成设计

正面
FF.jpg

背面
AD.jpg   

价格预算表
QQ截图20130430234201.jpg


而电源管理器板还正在设计中
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
521557
回 73楼(bolide) 的帖子
[s:228] 没关系,没关系。刚刚有点激动,请原谅
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
522730
回 77楼(虎哥) 的帖子
收到!向总局表示衷心的感谢,保证按时完成任务!
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