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Radiobaliza AMSAT - ACEMA

 LA PUBLICACION DE DETALLES SOBRE ESTE DESARROLLO PARA QUIEN DESEE CONSTRUIRLO SE EFECTUA EN NUESTROS FOROS DE COHETERIA AMATEUR
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El martes 3 de marzo de 2009 nos reunimos con gente de AMSAT.- Básicamente, estuvimos -por ACEMA- Juan Angel DiGiovanbattista, Jorge Navesnik y yo, con la gente de Amsat , es decir LU1ESY Ignacio Mazitelli (presidente de AMSAT), LU5AG Raul Ben Foster, LU4AGC Juan Carlos Luciani, LU7ABF Pedro Converso (Secretario AMSAT) y LU5AQV Francisco Aliaga.-

Conversamos mucho sobre la necesidad de dotar de seguimiento GPS a nuestros cohetes de un modo efectivo y con un diseño que sea sencillo y repetible, es decir que lo pueda armar alguien más que un aficionado avanzado.- La respuesta fue unánime: se puede hacer, ya se ha hecho (para globos) y en un par de meses tendremos un prototipo para volar en el Cielo Negro o en cualquier otro cohete similar.-

Los más entusiasmados inicialmente "del lado AMSAT" en esa reunión fueron Raúl Bon Foster, Pedro Converso y Juan Carlos Luciani (fue este último amigo quien reflotó la inquietud, por el lado de alumnos de UTN).- 

La idea es transmitir en la banda de 2 metros (requiere licencia, pero se lograrían alcances en espacio abierto del órden de los 100 kilómetros - no hay error: 100 -cien- KILOmetros) y podríamos contar con posicionamiento al menos en la carrera de descenso del cohete (en el ascenso será difícil hacer que "lockee" el GPS); también obtendremos telemetría durante todo el vuelo (ascenso y descenso).- 

¿Qué incluiría esta telemetría? Era un tema a conversar, pero en principio podríamos contar con datos "crudos" del sensor de presión del computador de vuelo ALFA, con información de eventos ocurridos (eyección 1 eyección 2), e información sobre tensión de las baterías y temperatura externa e interna.-

Y aquí ya va el agradecimiento puntual a Pedro Converso (constante apoyo a nuestro trabajo!!!), quien diseñó la placa impresa, a Adrián Sinclair, quien la fabricó y muy pero muy especialmente el agradecimiento a Sergio Otero, que es quien está desarrollando bajo mis requerimientos el sistema final que se publicará.

Para agosto de 2009, el sistema ya está funcionando!!! (agosto 2009) y transmite Posición GPS, temperatura interna y externa al cohete, altura (barométrica y GPS) y tensión de baterías.- Cada ocho paquetes digitales APRS transmite tambiém en CW (morse) su indicativo, temperaturas, presión y tensión de baterias, con lo cual se pueden recibir algunos datos con sólo un equipo de radio.-

Algunos avances de lo que se está haciendo:

(Click en cada imágen para agrandar)

Distintas vistas del prototipo funcional

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Más Detalles:

Telemetría; así se reciben los datos en la PC en tierra:

Dibujo de antena, por Marcelo Gómez (ACEMA)

"Intentos" de antenas para 1.56 GHz (GPS

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Circuito Impreso 

(no definitivo - tiene un par de cambios y errores):

Chassis de prueba

Con las antenas de 144Mhz (banda de 2 metros) y 1.56 GHz (GPS) y Computador de vuelo ALFA:

El siguiente paso consistirá en vincular la radiobaliza con el ALFA, de modo que quienes ya han construido ese computador de vuelo puedan vincularlo con este desarrollo, del siguiente modo:

Este diseño responde a standards internacionales ya que utiliza protocolos APRS y transmite en la banda de 2 metros, aunque el usuario puede elegir transmitir en otras frecuencias mediante el uso de un módulo comercial de cualquier procedencia. La redundancia en recepción está asegurada justamente porque este diseño se maneja con standards internacionales y cualquier persona puede recibir la transmision del cohete sin equipos especiales ni software propietario: todo es totalmente abierto y gratuito. 

Por ultimo, es un diseño que permite "ir creciendo", no es necesario "comprar todo junto" o "hacer todo de una vez" para obtener telemetría: se puede comenzar sólo con el ALFA  y la radiobaliza (modulo de transmisión y módulo central).- Sólo con eso ya se conocerán muchos de los parámetros de cualquier vuelo: altura en tiempo real, temperatura, tension de baterías, detección de apogeo y eyección, más la eventual eyección de principal.- Agregando el GPS se puede obtener posición geográfica, direccion y velocidad de desplazamiento.- Con un acelerómetro se obtendrá la aceleración en tiempo real y nada de esto impide agregar transmisiones de TV Color y audio... y todo puede hacerse paso a paso.-

BAUTISMO (involuntario) EN VUELO

Jornada Estudiantil y exitoso debut del sistema de telemetría y radiobaliza AMSAT-ACEMA 

Tal como se ha enunciado más arriba, la función del sistema de telemetría AMSAT-ACEMA consiste en medir y transmitir en tiempo real información de posición geográfica (latitud y longitud GPS) del cohete, altura (reportada por el GPS y también la altura calculada barométricamente a bordo), presión atmosférica (raw data), temperaturas (interna y externa), y tensión/estado de baterías.- Toda esa información se recibe en tierra y se ve en la pantalla de una PC portátil, utilizando utilitarios "free" (UI-View, UISS, etc.).- 

Para esta oportunidad (prueba en vuelo) el plan era poco ambicioso: simplemente consistía en comprobar la recepción de telemetría (raw data), sin hacer uso de esa información, sólo para comprobar la calidad del radioenlace (antenas, etc.)... aunque la realidad nos obligó a usar los datos!!!! 

El GPS de la radiobaliza funcionó muy bien y -como buena noticia- no se bloqueó en la aceleración del lanzamiento; de todos modos, hubo algunos problemas con la radiobaliza, ya que aparentemente un rato antes del lanzamiento -quizá al preparar la carga de pago- se desconectó internamente el block que tiene los sensores de temperatura y presión, por lo que sólo obtuvimos información de telemetría APRS/aX.25 con posicionamiento GPS (como veremos, con MUY buena precisión), información de altura según el GPS (medida en pies, no parece muy confiable), de rumbo GPS (muy buena precisión) y de tensión de baterías (también muy precisa).- 

La antena transmisora de a bordo fue la recomendada por Raul Bon Foster, de AMSAT Argentina (mejor dicho, una implementación MUY "casera" y de nuestra parte de la recomendaciones de Raúl).- Los programas de la radiobaliza son los originales de Sergio Otero, la placa es la misma de siempre, modificada por el propio Sergio sobre el impreso diseñado por Pedro Converso y realizado por Adrián Sinclair.- Como siempre, unos capos los de AMSAT!!!! Todo nuestro agradecimiento... 

En resumen, en este debut no contamos con información de presión barométrica y altura en tiempo real y ni con las dos lecturas de temperatura (interna en la cápsula y externa ambiente, para corroborar de algún modo las alturas); la información de temperaturas y presión barometrica con altura en metros venía con valores fijos debido a la desconexión de ese conector, pero consideramos que no valía la pena desarmar todo con el cohete ya en la rampa de lanzamiento para reconectar eso, debido a la proximidad del mal tiempo (había que acelerar los tiempos de lanzamiento) y en razón de que la prueba solo consistía en verificar la calidad de la transmisión recepción.-  Como mejora inmediata, sería interesante (aunque no mandatorio ni estrictamente necesario) mejorar un poco la antena de tierra, ya que usamos una simple "rubber duck" que viene con el viejo transceptor Yaesu que empleamos como receptor en esta prueba, pero aún con esa antenita recibimos datos de telemetría (los ya citados de baterías, temperaturas, GPS, etc.) durante el vuelo de ascenso (unos pocos segundos) y durante toda la carrera de descenso (unos seis minutos).-

Con el único fin de comprobar la calidad de recepción utilizando una antena muy simple en tierra  (sin intentar ubicar la baliza o hacer uso de los demás canales de telemetría), se montó la radiobaliza en el cohete "Aconcagua", de Artax/ACEMA; se trata de un vector construído íntegramente en aluminio.- En la foto, el cohete -SIN la cápsula de carga- en manos de Jorge Navesnik y Juan Angel DiGiovanbattista:
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Chassis interno con la radiobaliza; este equipo ocupa toda la parte cónica de la cápsula que se ve a la derecha: La cápsula, con los logos de AMSAT, de ACEMA, del evento CanSat 2009 y del grupo Artax (los socios ACEMA constructores del cohete "Aconcagua"), antes del lanzamiento 
(La cápsula está apoyada sobre mis anteojos para que no gire, se ven las patillas de los anteojos sobresaliendo por debajo

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Preparación de los paracaídas del cohete "Aconcagua":

El cohete transportó en esta oportunidad -además de la radiobaliza AMSAT-ACEMA- dos CanSat-BioSats de Escuela Media 5 de Alejandro Korn (Prof. Peto Descalzo, experimentos microbiológicos y bacteriológicos de cultivo), que son eyectadon del cohete en dos momentos diferentes (uno en el apogeo y el otro a los 300 metros, en la carrera de descenso), y un CanSat (experimentos de física) del Inst. San Felipe Neri / Escuelas ORT (Profesores Pablo Gonzalez y Edgardo Báez). A pesar de toda esa carga extra (en total el cohete sumó unos 15 kilos al despegue, no es fácil levantarlo con una sóla mano...), el "Aconcagua" funcionó a la perfección y volvió a superar limpiamente el kilómetro de altura: según su computador de vuelo ALFA, alcanzó los 1196 metros.-

Esta es una de las cargas de pago estudiantiles

Video "interno" del experimento de fluídos, tomado en vuelo dentro del cohete: http://www.youtube.com/watch?v=nlYsc2cIamc

Grupo presente en la jornada. Foto gentilmente cedida por Freddy Giachino, nuestro visitante de San Diego, California, USA

Todo esto fue preparado para el viernes 13 de noviembre de 2009, cuando fuimos al campo a realizar la Jornada Estudiantil CanSat y el mal tiempo nos persiguió de nuevo, como casi durante todo el 2009.- El día estuvo muy caluroso y bueno... hasta que se vino el cielo abajo!!!.-

El lanzamiento:

Luego del lanzamiento del cohete "Aconcagua" salimos a buscar la cápsula, porque el shock cord se cortó en el apogeo y la cápsula con el experimento de fluídos y la radiobaliza AMSAT-ACEMA bajaron con su paracaídas por separado del resto del cohete -cada sección con su paracaídas- pero... en medio de la búsqueda nos agarró la tormenta!!!!

Desde allí mismo decidimos despedir por radio a los chicos de las escuelas y a sus profesores (estaban con un par de combis en el rancho de Cuartel V), para evitar problemas con los vehículos en los siete Km de camino de tierra hasta San Vicente, decidimos interrumpir la búsqueda y volver al rancho.- El cohete llegó a 1.2 Km de altura y la radiobaliza había reportado su última posición GPS a unos 60 metros del piso (en descenso) y a partir de allí la transmisión fue más débil, con lo cual dejaron de poderse decodificar las tramas de telemetría, hasta desaparecer totalmente.- De todos modos, el punto de toque no debería derivar mucho desde esa última posición, ya que estaba a muy baja altura.-

Lamentablemente, por no tener correctamente georeferenciados los mapas en la PC portátil, creo que el que anduvo más cerca en la búsqueda el propio día del lanzamiento con su GPS de mano fue el profesor Pablo Gonzalez (ORT/San Felipe Neri), pero no la encontró porque él también se volvió antes para salir del campo con sus alumnos.- Cuando salimos nosotros (los "locales"), nos corrió la lluvia (nos recontra - recontra - empapamos), así que decidimos volver a buscarla al día siguiente (sábado 14), usando la información transmitida por la radiobaliza.-

EL "DIA DESPUES":

Usando la información suministrada por la radiobaliza, se ubicó la cápsula en minutos:
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Así fue hallada la cápsula de carga en el campo, al día siguiente (sábado 14) después de la tormenta: 
 

 

Y este es el estado IMPECABLE de la carga útil, considerando que pasó a la intemperie aún un día después de la tormenta (foto tomada en el mismo lugar de la recuperación):
 

 

AQUÍ ESTÁ EL VIDEO GRABADO POR LA CARGA UTIL:

 

 

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Esta página se actualizó por última vez el 16/12/10.