Компетенция «Аэрокосмическая инженерия» (Aerospace Engineering)

Анонсы событий
Информация об отделе центра
Отдел развития детского творчества

jskills.jpg

Компетенция «Аэрокосмическая инженерия» (Aerospace Engineering)
Реализация проекта «спутник» в банке.
Конкурсное задание
Возрастная категория: 14+
Время на выполнение задания: 4 часа<<<Скачать


Для проведения соревнований по направлению «JuniorSkills» на финале национального чемпионата WorldSkillsRussia необходимы следующие материалы и оборудование, которые будут использованы в ходе соревнований. Инфраструктурный лист  рассчитан на 12 конкурсантов 14-17 лет (6 групп  по 2 человека).<<<Скачать

спецификация и список оборудования<<<Скачать


Порядок выполнения задания:

1.     Изучить полученный конструктор по представленной документации.

2.     Изучить интерфейсы используемые в конструкторе.

3.     Подготовить презентацию о проекте выбранный командой и о команде.

4.     Осуществить монтаж платы с установкой на неё контроллера. Осуществить трех мерное моделирование конструктора с помощью CAD.

5.     Сформировать схему электрическую принципиальную представленного конструктора. Программирование основной миссии конструктора с помощью программных средств Algoritm Buildera.

6.     Осуществить финальную проверку работоспособности конструктора. Осуществить прикрепление парашюта.

7.     Осуществить запуск конструктора на средствах выведения и принятие телеметрии.

Профессиональные компетенции для выполнения конкурсного задания.

 

а. Знание основ электроники (Электрическая цепь, электронные компоненты, закон Ома).

б. Умение читать электрическую схему.

в. Умение работать с электронными компонентами.

г. Знание правил по технике безопасности при работе с электроинструментом.

д. Знание языков программирования ( C++, C, Assembler ).

е. Знание основ работы с программным обеспечением ( AVRStudio, EARStudio, AlgoritmBuilder )

ё. Знание основ работы любыми CAD пакетами (преимущественно SolidEdge ).

ж. Умение работать с измерительным инструментов ( штангенциркуль, линейка ).

з. Владение пакетом программ Microsoft Office ( Power Point )&

к. Знание основ физики ( 7-9 класс )


Описание конкурсного задания.

Схема соединений комплекта аппаратуры CANSAT.

 

Аппаратура CANSAT представляет собой три платы:

- плата Микроконтроллера,

- плата Датчиков

- плата Приемопередатчика

и батарею питания. Все вышеперечисленные элементы располагаются на металлической пластине.

Соединение плат между собой осуществляется проводами (кабелями), которые изготавливаются непосредственно участниками соревнования.

Питание аппаратуры:

Питание аппаратуры осуществляется с помощью 9 Вольтовой батареи.

Подключение питания должно осуществляться к разъемам J1 на платах комплекта.

При правильном подключении питания  на плате загорается светодиод.

Межплатные соединения: 

Для работы комплекта необходимо соединить плату Микроконтроллера с платами Датчиков и Приемопередатчика.

В базовой версии предлагаются следующие соединения:

-         Микроконтроллер-Датчики. Разъем J2 платы микроконтроллера, выводы 4, 20 (J2/20) соединяется с выводом  4, 20 (J5/20) платы датчиков. Данное подсоединение позволяет подключить датчик температуры к плате микропроцессора. Для подсоединения датчика давления: разъем J7 платы микроконтроллера, выводы 1, 2 (J7/1,2) соединяются с выводами  1, 2 (J4/1,2)  платы датчиков.

-          

 

-         Микроконтроллер-Приемопередатчик. Разъем J2 платы микроконтроллера, выводы 1,3,7,9,11,13,15,17,19  соединяется с соответствующими выводами JP1 на плате приемопередатчика  1,3,7,9,11,13,15,17,19. Данное подсоединение позволяет подключить плату приемопередатчика к плате микропроцессора.

-          

 

При правильном межплатном соединении, комплект, поставляемый с базовой прошивкой, будет передавать на частоте 433,1МГц однобайтный счетчик (от 0 до 255) раз в пол секунды.

Для реализации задачи передачи таких данных как внутренние часы, показания датчика атмосферного давления, температуры воздуха, напряжения питания батареи, соискателям необходимо изучить технические данные на микросхемы микроконтроллера ( ATMega128), датчика атм давления ( MPX5100), датчика температуры (DS18B20), радиомодуля (RXQ2). Также необходимо установить специальное программное обеспечение (AVR STUDIO) для программирования и отладки программ для микроконтроллера.

Программирование микроконтроллера. Базовые задачи.

Для программирования платы микроконтроллера разработчикам необходимо следующее оборудование и программное обеспечение:

 - программный пакет AVR STUDIO 

( http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=17212&source=productfinder )

- программатор AVRISP (поставляется с комплектом CANSAT, в него входит AVR STUDIO)

- программный пакет Algorithm BUILDER (рекомендуется, http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/soft/avr/Algorithm_Builder.htm ).

- пакет IAR, позволяющий писать программы на языке Си (для продвинутых)

 С чего начать.

Запускаем Algorithm BUILDER, выбираем CanSat_tst.alp это файл проекта в алгоритм билдере.

 

открывается следующее окно

 

Теперь можно приступать к описанию программы.

Для примера разберем программу, которая в цикле опрашивает датчик давления и после опроса передает полученные значения по радиоканалу.

Цикл – формируем с помощью простых подпрограмм задержек. В принципе это можно реализовать с помощью таймера и прерываний, это более красивый, но и более сложный для понимания способ.

Программа начинается с метки RESET, все контроллеры, при включении питания или наличия сигнала ресет, стартуют с этого адреса.

 Далее следуют настройки:

 Stack Pointer – размещаем в верху внутренней памяти, при вхождении основной программы в подпрограммы в эту область помещаются адреса с которых началось ветвление, и чем больше вложений в подпрограммах, тем больше памяти требуется для стэка. Если стэк «наползает» на переменные данные, которыми оперирует контроллер, программа «повисает». (p.14 of ATmega128.pdf)

 

Настройки USART.

здесь задаются параметры передачи : скорость относительно тактовой частоты, кол-во передаваемых байт, включаются приемник и передатчик, разрешается или нет соответствующее прерывание. (p.171 of ATmega128.pdf)

 

USART необходим для того что бы передать данные в RF модуль, а так же параллельно вывести данные через адаптер RS232 на компьютер.

Настройки АЦП

Здесь настраиваются: скорость  преобразования, источник опорного напряжения, номер входа, однократное или постоянное преобразование, формат данных. (p.230 of ATmega128.pdf)

 

Первые четыре команды позволяют настроить отдельные порты на ввод-вывод. По умолчанию после сигнала ресет все порты настраиваются на ввод. Прописывая в нужные биты «1» они настраиваются на вывод. (p.66 of ATmega128.pdf)

1 -> ADIF       - чистится флаг готовности данных в АЦП

Далее попадаем в цикл, для отслеживания которого можно воспользоваться колебаниями бита PORTB.0

В цикле ожидаем готовности данных в АЦП, бит ADIF.

Загружаем готовые данные из АЦП (ADCH) в регистр передатчика UDR0.

Далее с помощью бита PORTE.6 инициализируем отправку данных в радиоканал. (вывод RTS модуля RF, p.2 of RXQ2.pdf)

Далее задержка и затем программа повторяется с ожидания готовности данных АЦП.

После написания программы необходимо выбрать пункт меню «Компилировать».

Для загрузки полученного файла в микроконтроллер необходимо установить AVR Studio,

Выбрать в TOOLS AVRPROG. Программа найдет AVRISP, подключится и позволит загрузить в микроконтроллер нужный бинарный файл *.hex
Группы Клуба

Яндекс.Метрика