ISTsat-one em teste CEM na ANACOM

Ontem, dia 25 de Julho, realizou-se o segundo dia de ensaios de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) de três subsistemas do ISTsat-1.

Os elementos do laboratório de CEM da ANACOM, mais uma vez, demonstraram todo o seu profissionalismo e proficiência na execução dos ensaios, mostrando o interesse e entusiasmo que a ANACOM colocou nesta colaboração com o IST no âmbito deste projeto.

Continuaram-se os ensaios de suscetibilidade (SEM) interrompidos no dia anterior mas preparou-se uma configuração melhorada, relativamente ao dia anterior, em que todos os cabos de ligações ao sistema em teste foram entrançados para reduzir a indução de forças eletromotrizes devidas à iluminação do sistema com rádio frequência. Adicionaram-se ainda um conjunto de filtros de ferrite, disponibilizadas pela ANACOM, com características adequadas à faixa de frequências a usar nos ensaios. 

O aspeto do sistema é o que se mostra na fotografia 1. O programa do processador de controlo da EPS foi modificado para este indicar de forma mais precisa o estado de energia armazenada na bateria, por se suspeitar de que a anomalia que surgiu no final da primeira sessão de ensaios, na faixa de 30 MHz a 80 MHz, ser resultante da entrada da EPS em  Safe Mode que gere as disponibilidades de energia de forma mais limitada quando a bateria tem pouca carga.

Configuração eletromagnética usada.
Ensaio positivo na banda de frequências de 30 MHz a 80 MHz.
Ensaio positivo na banda de frequências de 30 MHz a 80 MHz.

O resultado deste ensaio foi, desta vez, bem sucedido com iluminação tanto em polarização horizontal como em vertical tendo os três módulos passado os testes com as intensidades de campo elétrico de 1 V/m e de 10 V/m. Os requisitos da ESA são de 10 V/m mas os técnicos da ANACOM recomendam sempre fazer os ensaios com estas duas intensidades de campo pois há sistemas que passam numa e não passam na outra.

Passou-se em seguida aos ensaios na faixa de frequências superior ( 80MHz – 1GHz),

Os resultados aqui foram igualmente positivos (ver foto 4), tanto em polarização horizontal como em vertical, continuando os S/S a operar de acordo com o previsto e as tensões e correntes debitadas pela EPS sem alterações visíveis, sem sequer se atingir o máximo desvio tolerável de 10% do valor nominal previsto como limiar admissível para a variação desses valores.

Ensaio positivo na banda de frequências de 80 MHz a 1000 MHz.

No ensaio seguinte, utilizou-se uma configuração mais realista com as placas empilhadas, tal como se espera que sejam montadas na configuração do satélite no espaço. Começou-se por ensaiar apenas o OBC sobreposto à EPS, tendo-se realizado varrimentos de frequência nas gamas altas, tanto em polarização vertical como horizontal. Em seguida, empilharam-se os três S/S  com a EPS no meio do COM  e do OBC, tal como é previsto para a configuração final do nano satélite (sem as placas do flat sat). Iluminou-se mais uma vez este sistema segundo o eixo dos ZZ mas agora com a radiação a incidir sobre a parte de trás das placas tendo os três sistemas passado os testes sem qualquer anomalia.

O último ensaio, foi feito com a intensidade de campo de 10 V/m, sempre na faixa alta de frequências, orientou-se o sistema segundo o eixo dos -XX mas na face oposta ao barramento PC104 do nano satélite (por oposição ao ensaio do 1º dia com o flatsat).

Esta configuração está ilustrada nas fotos 5 e 6 e os resultados dos ensaios foram igualmente positivos, não se detetando qualquer anomalia no funcionamento dos três subsistemas.

Configuração espaço dos três módulos.
Ensaio positivo na banda alta de frequências com campo de 10 V/m.

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ISTsat-one em testes na ANACOM

Com a preciosa colaboração dos técnicos da ANACOM, no Laboratório de Barcarena, iniciaram-se hoje os ensaios de Compatibilidade Eletromagnética (CEM) de alguns subsistemas do ISTsat-1. Optou-se por começar com os testes de suscetibilidade (SEM) em que se usaram 2 valores de campo elétrico (1 V/m e 10 V/m) para irradiar o sistema inicial composto pela EPS, COM e OBC, montados na estrutura de suporte designada por Flat Sat (permite colocar as placas lado a lado mas interligadas).

EPS

OBC

COM – Processador de comunicações do ISTnanosat-one.

Começou-se por usar radiação incidente segundo o eixo dos YY (foto 1 e vídeo 1). A EPS alimentava o COM e o OBC, em duas saídas independentes com as tensões de 3,3 V, e duas cargas resistivas noutras saídas de 3,3 V e 5 V, com correntes da ordem dos 400 mA em ambas; as tensões e correntes nas cargas resistivas eram monitoradas por aparelhos analógicos de quadro móvel do Museu Faraday (o mais básicos possível para garantir que não eram os aparelhos a serem ensaiados). O funcionamento dos processadores e da EPS eram visíveis através de programas de teste que acionavam LEDs em cada placa.  A imagem do sistema captada por uma camara de vídeo era visualizada na sala de controlo da camara de ensaios eletromagnéticos.

Os ensaios consistiram na utilização de uma gama de frequências entre 30 MHz e 1 GHz para a intensidade de campo de 1 V/m e de 30 MHz a 220 MHz para a intensidade de 10V/m (o amplificador do sistema de ensaio não funcionou  a partir desta frequência).  Fizeram-se ensaios tanto em polarização horizontal como vertical, usando dois tipos de antenas emissoras colocadas a um metro do sistema ISTsat-one.

O resultado do ensaio foi positivo já que não houve variações das leituras

dos aparelhos de medida e os LEDs piscaram sempre corretamente ao longo do ensaio, em particular na frequência em que o TTC vai emitir (≈ 145,85MHz).

No final dos ensaios notou-se uma anomalia no processador OBC, com a intensidade de campo de 10 V/m, cuja origem ainda está por identificar mas deu para verificar que os mecanismos de recuperação do processador funcionavam corretamente.  Este assunto vai poder ser esclarecidos nos próximos  ensaios.

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INCISTA do Ciência Viva

Entre os dias 15 e 19 de Julho de 2019 teve lugar no ISTTaguspark mais um estágio INCISTA organizado pelo INESC-ID com a forte participação da AMRAD. Pode ver aqui algumas referências a este estágio que decorreu com muito sucesso.

https://www.facebook.com/pg/leemeeist/photos/?tab=album&album_id=2577202795648044

Aqui também tem referências adicionais

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Avião elétrico desenvolvido em Portugal

O colega Carlos Gorjão tem vindo a  participar, há cerca de 7 anos, no desenvolvimento de um pequeno avião elétrico comandado por piloto  ou autonomamente. O financiamento deste projeto é de origem nacional e a aeronave tem duas vertentes de uso: civil e militar. A aeronave já tem ceca de 30 horas de voo em ensaios.

Pode ver aqui fotos e vídeos de alguns ensaios

A aeronave tem as seguintes características principais:

18 m; tara: 600 Kg; carga 150 kg; teto ax. de serviço 4570 m (15000 feet); velocidade de cruzeiro 150 km/h  e, em vigilância, de 120 km/h; taxa de descida  1/50 ( ou seja, com  motores desligados desce 1 km percorrendo 50 km).

A aeronave tem 4 motores elétricos e baterias que garantem uma autonomia de 3 horas, podendo ser extendida a 14 h com um extensor de autonomia baseado num motor de combustão asociado a um gerador elétrico.

 

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ISTnanosat na ESA

No vídeo de promoção do FYS da ESA aparecem várias cenas que incluem elementos da equipa  do ISTsat one.

No minuto 48 aparece a referência à construção do Modem, muito avançado, que integra o sistema de rádios do ISTsat one.

O  Modem foi construido nas instalações de montagem de circuitos eletrónicos no Laboratório de Circuitos (sala 1.69) e na sala limpa existente no campus. O ISTsat one será lançado a partir da International Space Station (ISS).

Pode ver aqui o vídeo da ESA.

 

 

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Sistema de rádios do ISTnanosat concluido

Na passada 6ª feira  o grupo de trabalho do sistema de rádios do ISTnanosat (TTC) terminou, no INESC, os ensaios laboratoriais deste sistema, com resultados excelentes.   Conseguiu-se receber tramas digitais em RF com -115 dBm ultrapassando as expectativas  do grupo e as especificações que tinham sido aceites pela ESA.

Bancada de ensaio do TTC

O nível medido do ruído do recetor é de -124 dBm.  Embora este nível esteja acima do ruído de -134 dBm emitido pela Terra, que será recebido no satélite, é um valor excelente para um sistema tão complicado. O sistema permitiu receber tramas de dados digitais com um sinal de RF na entrada no recetor de  -115 dBm.  O  TTC tem dois processadores, um para o Beacon e outro, um DSP muito avançado, para as funções de comunicação com outros módulos do ISTnanosat, controlo, modulação e desmodulação multimodo. Este último sistema está implementado num módulo (Modem) que é acrescentado à placa base do TTC.

TTC sem o Modem  e com as blindagens para RX e TX do Beacon e do emissor principal.

 

O recetor usa um sistema  de comando automático de nível feito por processamento digital de sinal e que controla o ganho do recetor entre 330000 (máximo) e o valor necessário para colocar na banda de base, à entrada do conversor analógico digital do desmodulador digital, uma tensão de 1,3 V pap. Este valor é essencialmente constante para sinais de entrada de -110 dBm até -40 dBm.  Paralelamente a estimativa da potência do sinal recebido, calculada no DSP, pode ser facilmente acedida da “ground station” e permitir calcular o nível recebido pelo satélite com um erro inferior a 1 dB nesta gama de amplitudes.

Nos anos 90 o Profs. Gonçalo Tavares e Moisés Piedade  desenvolveram novos algoritmos iterativos apropriados a AGCs digitais  mas este que agora o ISTnanosat funciona na parte digital e  analógica e   foi desenvolvido pelo Prof Gonçalo Tavares juntamente com todo o Modem de processamento digital de sinal.

No TTC trabalharam também o Prof. Rui Rocha e os alunos Ruben Afonso, Fabian Naf e Renato Encarnação.

TTC com o módulo de processamento digital de sinal. 

As especificações apresentadas foi com TTC ensaiado no caso mais desfavorável, em full duplex com o emissor principal a emitir e o recetor a receber, embora no ISTnanosat não vá ser ser usado neste modo.

O TTC vai agora ser acrescentado ao módulo “Flat Sat”  – um satélite planar com toods os módulos interligados como se estivessem no CubeSat para que se prossigam os ensaios de todo o sistema em ambiente de espaço.

 

 

 

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