AQUILASAT — Podrobnosti projekta

O projektu

Kaj je CanSat?

Opis projekta

CanSat je miniaturni satelit velikosti pločevinke (Ø 66 mm × 115 mm, ≤ 350 g), ki ga izstreli raketa na višino do ~1 km. Med nadzorovano vrnitvijo na tla zbira telemetrijske podatke in jih pošilja prek RF modulov na talno postajo.

Ohišje je 3D-tiskano iz plastike ojačane s karbonskimi vlakni (ASA-CF). Modularna zasnova omogoča enostavno sestavljanje in razstavljanje. Zložljive ročice z motorji so med vzletom skrite ob ohišju, ob aktivaciji pa se razprejo.

3D model: a360.co/4c0dkjz

Ključni parametri

Višina115 mm

Premer66 mm

Masa≤ 350 g

Čas leta~150 s

Hitrost spusta~8 m/s (s padalom)

RF frekvenca434.790 MHz (S53SCP)

Vzorčenje1 Hz

Material ohišjaASA-CF (3D tisk)

BaterijaKAVAN 850mAh 3S 11.1V

Misija

Cilji odprave

Primarna misija

Meritev temperature in atmosferskega tlaka (BMP280)
Določanje lokacije in hitrosti (GPS BN-180)
Neprekinjen RF prenos na talno postajo
Lokalno shranjevanje na SD kartico (CSV)
Sprotna vizualizacija na spletnem dashboardu

Sekundarna misija

Padalo upočasni spust v pasivni fazi
Na ~50 m LiDAR zazna bližino tal
DC motor N20 sprosti padalo in razpre ročice
FC MicoAir743 prevzame nadzor pristanka
4× T-Motor F1103II zagotovijo mehki pristanek

Potek misije

0 → 124 s

Pasivni spust

Padalo aktivno, ESP32 zbira in pošilja podatke, motorji mirujejo.

~50 m

Aktivacija mehanizma

LiDAR zazna tla, DC motor sprosti padalo in razpre ročice z motorji.

124 → 150 s

Aktivni pristanek

FC prevzame nadzor, 4 motorji zagotovijo stabilen mehki pristanek.

Strojna oprema

Komponente sistema

Primarna misija

Mikrokrmilnik ESP32-S3 Mini (3.3V, 240MHz)

Tlak / Temp BMP280 — I²C (±1 hPa, ±1°C)

GPS BN-180 — UART 9600 baud, NMEA

RF modul APC220 — 434.790 MHz, 9600 bps

Shranjevanje Micro SD — SPI (CANSAT.CSV)

Napajanje KAVAN 850mAh 3S 11.1V LiPo

Logični pretvornik 2× level shifter (3.3V ↔ 5V)

Sekundarna misija

Krmilnik leta MicoAir743 V2 AIO 45A (FC)

GPS za FC MicoAir MG-903 (GPS + kompas)

LiDAR MicoAir MTF-01P (razdalja do 12 m)

Sprejemnik RadioMaster RP1 V2 (RC receiver)

Motorji (4×) T-Motor F1103II-8000KV (brushless)

Mehanizem DC motor N20 (5V) — H-most BC547/557

Kamera BetaFPV C04 + M04 VTX (5.8 GHz FPV)

Napajalni proračun

Naprava	U (V)	I (mA)	P (mW)
ESP32-S3 Mini	3.3	240	792
BMP280 + BN-180 + APC220 + SD	3.3	163	531.9
FC + GPS + RX	11.1	500	5 550
4× brushless motorji (hover)	11.1	~10 000	111 000
Elektronika brez motorjev		~1 283 mA	→ ~40 min

Programska oprema

Arhitektura sistema

CanSat firmware

C++ / Arduino IDE
BMP280 prek I²C, NMEA GPS razčlenjevalnik
Zapis na SD (CANSAT.CSV)
APC220 telemetrija vsako sekundo
Trigger logika: 3× višina ≥ 120 m → servo
Debugmode: simulacija višine prek USB

Python bridge

telemetry_bridge.py
Bere serijski port (APC220 → USB)
Parsira CSV / JSON pakete
Piše telemetry/latest.json
1 Hz osveževanje
Redundančno shranjevanje (CSV)

Spletna aplikacija

HTML/CSS/JS + Bootstrap 5
Apache ECharts grafi
GPS tracker (Canvas API)
fetch() → latest.json (1 Hz)
Anti-spike filtriranje
Sledenje v živo na daljavo

Podatkovni tok

BMP280 (I²C)  +  BN-180 GPS (UART)
        ↓
ESP32-S3 Mini  →  SD kartica (CSV)
        ↓  RF 434.790 MHz · S53SCP
APC220 sprejemnik (zemeljska postaja)
        ↓  USB-UART
telemetry_bridge.py  →  CSV arhiv
        ↓  JSON (1 Hz)
telemetry/latest.json
        ↓  HTTP fetch()
Spletna aplikacija  +  Nextion zaslon

Varnostni mehanizmi firmware

Kalibracija višine ob zagonu (povprečje meritev)
3 zaporedne meritve > prag → trigger (histereza)

GPS fix timeout: po 2 s brez fixa → neveljaven
Build stikala: ENABLE_SD, ENABLE_GPS, ENABLE_FC

Sistem za obnovitev

Mehanizem pristanka

Opis sistema

Pristanek poteka v dveh fazah. V pasivni fazi padalo upočasni spust (~8 m/s). Primarna misija nemoteno deluje — ESP32 zbira podatke in jih pošilja na postajo.

Ko MicoAir MTF-01P LiDAR zazna, da je višina padla pod ~50 m, pošlje signal FC. FC aktivira DC motor N20 prek H-mosta (BC547 + BC557). Motor se zavrti in sprosti sprožilni mehanizem: v istem trenutku se odklopi padalo in ročice z motorji se razprejo v delovni položaj.

V aktivni fazi MicoAir743 V2 FC prevzame popoln nadzor s pomočjo LiDAR, GPS in giroskoopov. 4× T-Motor F1103II zagotovijo stabilen, raven mehki pristanek. Celoten prehod med fazama se zgodi v mikrosekundah.

Časovnica pristanka

Višina izstrelitve~1000 m

Hitrost s padalom~7–8 m/s

Pasivna faza~124 s (1000 m → 50 m)

Aktivacija~50 m (LiDAR trigger)

Aktivna faza~26 s (50 m → pristanek)

Skupaj~150 s

Baterija (hover)~4.5 min (dovolj)

Podporna oprema

Zemeljska postaja

Strojna oprema postaje

Arduino Mega 2560 Mini Pro (centralni procesor)
Arduino Uno (pomožni, primerjava višin)
APC220 sprejemnik + USB-UART pretvornik
BMP280 na tleh (referenca za višino)
GPS BN-180 (lokacija postaje)
SD bralnik (lokalni arhiv vseh podatkov)
Nextion zaslon (real-time prikaz)
LM2596 regulator (→ 5V) + XL6009 (→ do 20V)

Sledilna antena

Avtomatsko sledi CanSatu med celotnim poletom
IMU BNO055 za merjenje nagiba antene
CNC ščit + Arduino Uno za upravljanje
Joystick za ročno usmerjanje
End stikala za omejitev gibanja
Zagotavlja stabilen signal skozi celoten polet

Vizualizacija podatkov (3 nivoji hkrati)

Nextion zaslon

Ključni parametri v realnem času neposredno pri postaji.

Prenosni računalnik

Grafi temp/tlak/višina + pot CanSata na zemljevidu.

Spletna stran

Sledenje misije v realnem času tudi na daljavo (ta spletna stran).

Časovnica

Potek razvoja

01

sep 2025 — Zaključeno

Začetek projekta

Uvodni sestanki, spoznavanje ekipe, določitev ciljev. Sekundarna misija (kontroliran pristanek) odločena 3. oktobra 2025.

02

jan 2026 — Zaključeno

Prvi prototip zemeljske postaje

27. januarja 2026: izdelan in preizkušen prvi prototip zemeljske postaje z APC220 sprejemnikom in vizualizacijo podatkov.

03

feb 2026 — Zaključeno

3D model in električne sheme

25. februarja 2026: zaključen podrobni 3D model CanSata (ASA-CF) in elektrotehnične sheme za vse podsisteme.

04

mar 2026 — Zaključeno

Sestavljanje in prvi testni let

Končana sestava prvega modela (do 15. mar). 17. marca 2026: prvi testni let z dronom — ugotovljene in odpravljene težave z mehanizmom padala. Drugi test (zemeljska postaja + sledilna antena): uspešen.

05

5. apr 2026 — Zaključeno

Zaključni testni let

Celovit preizkus vseh sistemov: mehanizem padala, telemetrija, komunikacija z zemeljsko postajo — vsi sistemi uspešno verificirani.

06

Prihodnje

Tekmovanje & analiza

Uradna izstrelitev na državnem CanSat tekmovanju, zbiranje podatkov v živo, analiza rezultatov in priprava končnega poročila.

Testiranje

Potek testiranja

5.1

Posamezne komponente

BMP280 (oba I²C naslova), GPS NMEA, APC220 doseg, SD inicializacija, servo odziv.

5.2

Programska koda

Trigger logika (3× meritve ≥ 120 m), debug USB način, simulacija višine, build stikala.

5.3

Integracijsko

BMP280 + GPS skupaj, dodajanje APC220, SD kartica, celoten telemetrijski tok do dashboarda.

5.4+

Testni leti

Test z dronom (17. mar), 30-min endurance test, simulacija odpovedi (GPS izguba, polna SD).

Kontakt

Stopite v stik

Ekipa AQUILASAT — sledite nam na družbenih omrežjih ali nam pišite z vprašanji o projektu.

Pišite nam Telemetrija v živo