Diseño e implementación de un sistema de adquisición embebido para su uso en la determinación de actitud del nanosatélite del proyecto Chasqui I

Abstract

En la presente tesis se describe el diseño y la implementación de un sistema que realiza la adquisición de los parámetros físicos en órbita LEO usado para la estimación de la dirección y velocidad rotacional del nanosatélite “Chasqui I”, el cual ha sido desarrollado en base de estudios y la ingeniería aplicada en proyectos anteriores, además se considera los requerimientos y las restricciones técnicas para el comportamiento adecuado del sistema dentro del nanosatélite. El sistema está conformado por dos subsistemas: el subsistema sensorial, que utiliza sensores de referencia e inerciales con las interfaces electrónicas para el acondicionamiento de las señales de sensores; y el subsistema de control, que es la unidad utilizada para la adquisición y procesamiento de los datos de sensores, además de realizar el almacenamiento de estos datos y transmisión hacia el sistema de control central del satélite. En el diseño del sistema se consideran las restricciones en el bajo consumo de energía, masa y tamaño limitado del nanosatélite, por lo cual se ha realizado la adecuada selección de los componentes de los subsistemas y se ha elaborado la tarjeta electrónica para su ubicación apropiada en la estructura del satélite. En las pruebas de funcionamiento del sistema, inicialmente se verificó la adquisición de datos de sensores para hacer la calibración y corrección en las mediciones para su uso en la determinación de actitud del satélite, también se verificó la comunicación con el sistema de control central para enviar los datos que constituyen una sección de la información que transmite el nanosatélite.

This thesis describes the design and implementation of a system that performs the acquisition of the physical parameters in LEO, that is used to estimate the direction and rotational speed of nanosatellite "Chasqui I", which has been developed on the basis of studies and engineering applied in previous projects, also it considers the technical requirements and restrictions for the adequate behavior of the system within the nanosatellite. The system consists of two subsystems: the sensory subsystem which uses inertial and reference sensors with the electronic interfaces for signal conditioning of sensors; and control subsystem, which is the unit used to the acquisition and processing of sensor data, in addition it performs data storage and transmission to central control system of the satellite. In the system design are considered the constraints in the low-energy, mass and limited size of the nanosatellite, whereby has been made the proper selection of the components of the subsystems and has developed the electronic board for proper location in structure of the satellite. In performance testing of the system, initially data acquisition sensors was verified for calibration and correction measurements for use in the attitude determination of the satellite, the communication with the central control system was also verified to send the data that forms a section of the information transmitted by the nanosatellite.