Интерфейсы аппаратов ВИШ

Интерфейсы аппаратов ВИШ

Конструктор CanSat (в сочетании с приемной станцией) представляет собой программно-аппаратный комплекс.

Аппаратный потому, что представляет из себя множество микросхем, транзисторов, резисторов и других компонентов электроники, монтируемых на печатные платы. А эти печатные платы также соединены, к кансату подключён источник питания, всё это спрятано в корпус, из которого торчит антенна и так далее. Но комплекс этот также и программный, потому что без написанной вами программы все хитрые цепи не смогут взаимодействовать как единое целое. А ведь данные нужно ещё и принять, и обработать, и построить графики!

Обозначим следующие этапы разработки аппаратной части:

  • Разработка структурной организации;
  • Разработка принципиальной электрической схемы;
  • Разработка файла печатной платы (pcb).

Структурная организация — это графическая схема, где указаны все основные узлы аппарата и ключевые связи систем, а также интефейсы, по которым эти связи установлены.
Структурная схема сопровождается кратким описанием принципов работы устройства, описаним, как данные, сформированные одним узлом, достигают другой узел.


На примере устройства «Автономный датчик влажности» разберём пример такой схемы.

Структурная схема.

Имеется датчик влажности, подключаемый к «мозгам» — микроконтроллеру, по интерфейсу UART. Причём полезная информация поступает в направлении от датчика к микроконтроллеру.
Пользовательская станция может запросить актуальную информацию с Устройства, тогда запрос приходит по радиоканалу на трансивер и передаётся на микроконтроллер по интерфейсу I2C.

Также Устройство каждые 5 минут самостоятельно посылает информацию об уровне влажности. [поэтому стрелка MCU-трансивера идет в обе стороны].

К трансиверу подключена антенна типа волновой канал, частота 433 МГц. Выбор такой антенны обусловлен узкой диаграммой направленности, необходимой для обеспечения требуемой дальности связи.

Для питания датчика влажности используется питание 1,8 В, а для питания всех остальных узлов используется 3,3 В. Согласование уровней в текущей версии не используется для максимального упрощения схемотехники.

Оба питания получаются с помощью преобразователей от li-ion АКБ, который имеет ёмкость 10,8 Вт*ч. Расчёт показал, что устройство сможет проработать 3 часа без подзарядки.

Для зарядки АКБ необходимо его механически извлечь из держателя и вставить во внешнее зарядное устройство. Разъём для подключения внешней зарядки не предусмотрен, также не предусмотрено зарядное устройство в составе Устройства.

Comments are closed.