Hola soy Enzo ! el Profe mentor del equipo IITA SALTA representando al Instituto de Innovacion y Tecnologia Aplicada(IITA) en la competencia CANSAT organizada por la el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MINCyT) y la Comisión Nacional de Actividades Espaciales CONAE en su edicion del año 2023, la idea de este repositorio es poder tener un lugar donde puedan encontrar el proceso y evolucion que fue siguiendo el equipo para cada una de las etapas de nuestra propuesta de CANSAT en su mision MAGNET-IITA.
* Presentacion / Mision Secundaria.
* Diseño / Sistema de Descenso
* Construccion
* Estacion Terrestre
* Pruebas
El equipo IITA-Salta esta compuesto por los siguientes integrantes.
- Gabriel Gutierrez
- Rol en el equipo:
- Encargado de Construccion
- Encargado de Electronica
- Morena Piren Castellanos
- Rol en el equipo:
- Encargado de Diseño 3D
- Encargado de Sistema de Descenso
- Ayudante de Construccion
- Daiana Andrea Saldria
- Rol en el equipo:
- Encargado de Estacion Terrestre
- Encargada de Diseños p/ videos y Edicion
- Ayudante de Construccion y Diseño
- Iñaki Beccar Varela Goyechea
- Rol en el equipo:
- Encargado de Pruebas / Test
- Ayudante en Construccion
- Esteban Yurkina
- Rol en el equipo:
- Mentor
- Juarez Velazquez Enzo Jesus
- Rol en el equipo:
- Profesor
- Equipo Completo
- Video de Presentacion aqui
Nuestro Cansat va a usarse para medir el campo magnético de la Tierra en diferentes altitudes y ubicaciones. Estos datos podrían usarse para estudiar el campo magnético de la Tierra y ayudar en una problemática ambiental de la región como la actividad sísmica y volcánica en nuestra provincia.
Esto es para nosotros una buena MISIÓN viéndolo como problemática ambiental, ya que Salta, es una región con una rica historia geológica y una importante actividad volcánica, por lo que estudiar las propiedades magnéticas del área podría ser un proyecto muy interesante y relevante.
Nuestro ENFOQUE será investigar el uso potencial de las mediciones de campos magnéticos para monitorear la actividad volcánica. Los cambios en el campo magnético pueden ser indicativos de actividad subterránea, por lo que desarrollar un sistema para medir y analizar datos de campo magnético en tiempo real podría ayudar a mejorar los sistemas de alerta sísmica temprana y monitoreo de volcanes.
Para poder elegir el Diseño el equipo planeo en una reunion dibujando en una hoja, como deberia ser la forma del cilindro maximo que estaba permitido en la competencia, luego fueron agregando los componentes que necesitariamos para la mision primaria, sin conocer del todo aun las dimensiones reales de estos componentes, pero estimando y utilizando los datasheet e internet para poder hacer esas estimaciones lo mas realista posible, finalmente agregaron nuestro sensor a utilizar para la mision secundaria y tuvimos un primer boceto de como seria nuestro CANSAT.
En esta etapa fue crucial la capacitacion Virtuales de la CONAE que tomamos para poder definir algunas cuestiones importantes de nuestra primera aproximacion en la cual los chicos con cada topico diferente que veian en las clases, decidian agregar, sacar o modificar alguna parte de nuestro DISEÑO por recomendacion de los expertos.
Para poder realizar piezas personalizadas, decidimos utilizar tecnologia de Impresion3D ya que Morena hace poco habia podido comprar una y queria aprovechar para aprender a diseñar sus propias piezas, tambien por que en el Instituto contamos con una gran variedad de impresoras 3D y nos seria facil poder tener piezas para probar.
Asi fue como decidieron que las piezas a diseñar iban a ser:
- La Base
- El Tope
- Las piezas de anclaje del sistema de descenso
- Las Varillas de Separacion de Niveles
Estas piezas fueron teniendo una serie de modificaciones hasta llegar a la version Final de cada una ya que con cada prueba Morena fue adquiriendo experiencia sobre la forma que debia tener para que sean utiles.
La version Final de cada pieza la pueden encontrar en esta carpeta.
El Paracaidas tiene las dimensiones de 25cm de diametro con un orificio de derrame o orificio de ventilacion y Daiana se encargo de hacer los calculos para poder conseguir o diseñar el correcto.
Como vieron en el boceto la primera idea de los chicos fue agarrar el paracaidas de un solo lugar en el centro y tirarlo como si fueran los Soldaditos de Juguete
Esto no resulto del todo bien y decidieron cambiarlo por un sistema donde tiene 3 puntos de agarre y cada cordon esta separado lo que ayudo a que el paracaidas se despliegue de la forma correcta y no se enredaran los cordones, esta misma pieza tiene el proposito de soportar las varillas de fibra de Carbono de la Estructura.
Con las piezas que sujetan los cordones del paracaidas tuvieron que rediseñarla ya que a las primeras debian hacerle un corte con el minitorno para poder encajar los cordones y eso suponia un punto debil en los agarres, y asi quedo como se aprecia en la imagen a la derecha con un orificio en la parte baja para pasar el cordon y solo poner la pieza haciendo click sobre el tope.
Esta pieza no la tenian prevista en el diseño hasta realizaron las pruebas de Vibracion mas adelante explico por que decidieron ponerle eso al modelo Final !!
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1 - Heltec ESP32 Lora V2
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1 - Sensor BMP180
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1 - SensorDHT22
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1 - Sensor MPU9250
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2 - Placas perforadas 10x10cm
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3 - Varilla de Fibra de Carbono de 3mm de diametro y 12 cm de largo
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1 - Regulador de Tension 7805
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1 - Switch ON/OFF
Para realizar el Diagrama electrico usaron EasyEDA en esta parte es donde mas ayuda necesitaron, la idea fue que Gabriel con la ayuda de Iñaki vallan construyendo los circuitos en Protoboard, probando primero el funcionamiento de los sensores de forma Individual y luego ir acoplando todo en un solo firmware para el CANSAT
Los profes los ayudamos con el diseño de Placas en PCB personalizadas, que mandamos a pedir, que era por ahi lo que pensabamos que se iba a complicar mas, pero lo terminaron haciendo ellos sin problemas ya que entendieron como posicionar los componentes y rutear todo, asi que solo nos quedo la tarea de corroborar que su diseño no hacia un cortocircuito.
- Base con agujeros
- Piso 1 Componentes
- Piso 2 Mision Secundaria
Esperando que lleguen las placas pasaba el tiempo y la presentacion se nos venia encima, por lo que decidimos no confiarnos por que sino nos quedariamos sin poder terminar ni probar el CANSAT y decidimos realizar a mano en placas experimentales perforadas, todo el diseño de los circuitos electronicos para nuestro CANSAT, esto fue un gran trabajo por parte de Gabriel que tiene muy buenas habilidades para soldar, y con las herramientas manuales, nos conto que es debido a que ayuda a su papa en un taller de AudioCAR y Electronica.
Despues de Terminar solo quedaban ponerle los cables que unian los pisos del CANSAT y estaba listo para poder comenzar a realizar las Pruebas de Funcionamiento.
Para poder programar la estacion terrestre como el firmware del Modulo que seria receptor de los datos Daiana tuvo que aprender a programar en Arduino ya que cuando comenzo contaba con mas habilidades en Python y para poder mejorar y facilitar la experiencia los profes le recomendamos utilizar Arduino Iot Cloud ya que nos ofrecia la ventaja de que con una especie de Drag and Drop tener una estacion Terrestre Visualizando los datos y algunas graficas en Tiempo Real por lo que solucionaba la parte Grafica, y si costaba un poco aprender a usarlo pero merecia la pena.
- Version Web
Visualizando en Tiempo Real los Datos
Visualizando Grafica en Tiempo Real los Datos
Cuando teniamos funcionando la Estacion Terrestre con Arduino IoT Cloud preguntamos en el foro si era posible tener Wi-Fi en el lugar de lanzamiento o Red de Datos Moviles y nos dijeron que no nos lo aseguraban por lo que es un lugar alejado, esto ya que lo que estabamos usando utilizaba internet para mandar los datos desde nuestro Modulo receptor hacia Arduino IoT Cloud, por recomendacion, decidimos que Daiana haga una estacion Terrestre en Python que lea los datos del puerto Serial, se los pueda visualizar y los guarde en archivos, con esto Dai pudo aprovechar para profundizar un poco mas su conocimiento en Python pero era una tarea contrarreloj para poder tenerlo funcionando.
Los archivos que guarda son un archivo descriptivo y uno para analizarlo, pero aun no pudimos llegar a tener datos para analiar por lo que vamos a contar en los Test.
Elementos utilizados:
- Taper Termico de Tergopor
- Pistola de Calor
Procedimiento:
- Encender la estacion Terrestre y el CANSAT y registrar la temperatura antes de la prueba.
- Colocar el CANSAT dentro del recipiento Termico y sellarlo.
- Encender la Pistola de Calor y colocarla e el orificio del recipiente Termico.
- Esperar 2 minutos y verificar si se visualiza el incremento de Temperatura.
- Quitar la Pistola de calor.
- Esperar 2 Minutos y visualizar si la Temperatura se vuelve a estabilizar a como estaba entes de la prueba.
Link de Video de Prueba de Temperatura
Conclusion:
Pudimos corroborar el correcto funcionamiento de nuestro Sensor de Temperatura, y que la estacion Terrestre visualiza los datos de la prueba, sin embargo tambien nos sirviopara darnos cuenta que el pegamento que estabamos utilizando (POXIPOL) no era el mejor para este tipo de uso asi que decidimos cambiarlo por la Gotita.
Elementos utilizados:
- Globo
- Botella cortada a la Mitad
- Cinta Multiuso de Alta Resistencia
- Aspiradora de Mano
Procedimiento:
- Encender la estacion Terrestre y el CANSAT y registrar la presion Absoluta antes de la prueba.
- Colocar el CANSAT dentro del recipiento de vacio y sellarlo.
- Encender la Aspiradora de mano.
- Esperar 2 minutos y verificar si se visualiza la disminucion de Presion.
- Apagar la Aspiradora de mano.
- Esperar 2 Minutos y visualizar si la Presion Absoluta se vuelve a estabilizar a como estaba entes de la prueba.
Conclusion:
Pudimos corroborar el correcto funcionamiento de nuestro Sensor de Presion, y que la estacion Terrestre visualiza los datos de la prueba, sin embargo hubera estado mejorpoder hacer la prueba con una olla a presion o con una Aspiradora Industrial, y necesitabamos sellar bien el recipiente contenedor.
Elementos Utilizados:
- Lijadora Electrica
- Precintos
Procedimiento:
- Encender la estacion Terrestre y el CANSAT y registrar el enviado de los datos de Telemetria antes de la prueba.
- Fijar el CANSAT a la Lijadora con los precintos.
- Encender la Lijadora.
- Esperar 2 minutos.
- Apagar la Lijadora.
- Esperar 2 Minutos y visualizar el estado de funcionamiento del CANSAT y la integridad de sus partes.
Conclusion:
Pudimos corroborar el correcto funcionamiento de nuestro CANSAT sin embargo la Vibracion de la Maquina hizo que los placas perforadas empiecen a deslizarse por las varillas de Fibra de Carbono, por lo que Morena tuvo que diseñar las Varillitas Separadoras que mostramos al principio para pode darle una mayor estabilidad, tambien aseguramos las conexiones de los pines con silicona para asegurarlas y la bateria y la antena con un precinto y cinta doble-fax, esta prueba aunque parecia menor resulto ser la que nos demando que aseguremos la Estructura de nuestro CANSAT.
Elementos Utilizados:
- Un pedazo de hilo o cuerda de entre 60cm y 80cm
- Una base firme con una altura de aprox 2m
Procedimiento:
- Encender la estacion Terrestre y el CANSAT y registrar el enviado de los datos de Telemetria antes de la prueba.
- Fijar el CANSAT desde la mitad de los cordones del paracaidas a un extremo de la cuerda.
- Fijar el otro extremo de la cuerda a la base firme desde donde se o va alanzar.
- Soltar la cuerda.
- Visualizar el estado de funcionamiento del CANSAT y la integridad de sus partes.
Conclusion:
Pudimos corroborar el correcto funcionamiento de nuestro CANSAT aguanto la prueba de Caida y todas las partes siguieron en una sola pieza mientras continuaba transmitiendo los datos a la estacion terrestre.
Elementos Utilizados:
- Balanza
Procedimiento:
- Encender la Balanza y esperar a que marque 0Kg.
- Colocar cada parte del CANSAT por encima de la Balanza.
- Registrar la medicion.
Conclusion:
Pudimos corroborar que nuestro CANSAT con todos los componentes que utiliza se encunetra dentro de los margenes de la competencia.
Para poder corroborar el funcionamiento realizando una prueba lo mas Real posible, decidimos utilizar un Dron de gran porte capaz de llevar pesos livianos y que contara con un Tren de Aterrizaje desplegable, para eso nos dirigimos hacia la CADAER club de amigos del Aeromodelismo este es un campo donde realizan pruebas de lanzamientos, pilotan aviones a escala de modelismo, donde estamos muy agradeidos por el buen trato que nos brindaron ya que aparte de realizar nuestra prueba tambien pudimos aprender sobre el Hobby del Aeromodelismo.
Elementos Utilizados:
- Dron
- Precintos
- Tubos de PVC de distinto diametro.
Procedimiento:
- Utilizando el Tren Retractil del Dron armamos un mecanismo que al elevarse cuando el piloto levante las patitas de aterrizaje, nuestro CANSAT que va enganchado pueda caer.
- Encender la estacion Terrestre, asegurar el CANSAT al Mecanismo y registrar el enviado de los datos de Telemetria antes de la prueba.
- Elevar el Dron junto con el CANSAT y registrar la medida de Altitud en la estacion Terrestre.
- Soltar el CANSAT a una altura entre 100m y 200m para poder corroborar el funcionamiento del sistema de Descenso y que continua enviando datos a la estacion terrestre.
Conclusion:
Mientras haciamos las pruebas el Piloto del Dron perdio el Control desde el mando, y nuestro CANSAT como su DRON cayeron desde aproximadamente 60m ya que no habia llegado a desplegar las patitas retractiles por lo que se vinieron en picada juntos y el CANSAT sufrio algunos daños.
Fail de la Prueba de Vuelo con Dron
Pero aunque parece algo malo estas pruebas nos sirvieron para darnos cuenta y aprender de lo siguiente:
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Realizar los Test previos al Drone fue muy bueno ya que ahi fue que aseguramos la estructura, y eso hizo que el CANSAT sufra daños menores.
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Nuestra Estacion Terrestre continua recibiendo datos desde la altura tanto la version web como movil de escritorio
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Cuando conectamos la Electronica vimos que el regulador que estabamos usando era demasiado fragil, ya que se le desoldaron los capacitores y esto hizo que se pierda la energia, por lo que decidimos cambiarlo por un regulador de Tension 7805.
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Teniamos ya sensores y piezas de repuestos, por lo que reconstruir el CANSAT nos llevo muy poco tiempo y ya contamos con uno totalmente funcional, aparte esperamos tener uno mas completo como repuesto.
Estamos muy agradecidos por permitirnos participar en la competencia y por todo el aprendizaje y experiencia que nos brindaron desde el comienzo, por el feedback enviado tanto desde la plataforma para poder solucionar nuestros inconvenientes como el de Florencia Moya nuestra tutora que estuvo pendiente de nuestros avances a lo largo de la competencia, esperamos poder reunirnos con ustedes y realizar una prueba de lanzamiento real y asi crear un espacio mas en este repositorio y seguir sumando experiencias llenas de aprendizaje.
El cohete ruge, la emoción se eleva, y el viaje espacial se convierte en realidad.
Equipo: IITA-SALTA (18864681).