Inlägg

Elektronik – v33

Elektronikteamet har i sommar ägnat sig åt att producera ett strömförsörjningskort och ett motordrivarkort, samt att programmera en mikrokontroller för att kunna kontrollera motorerna. Vi har gått från att kunna ungefär ingenting till att faktiskt förstå lite grann och till och med kunna läsa och förstå datablad vilket inte är helt fy skam.

Strömförsörjningskortet vi producerat kan leverera en rad olika spänningar – Plus/minus 12 volt, plus/minus 9 volt samt plus 3.3V. Spänningen på 9 volt behövs till själva experimentdelen för att driva operationsförstärkare, och spänningen på 3.3 volt används för att kunna driva logiken, det vill säga mikrokontrollern.

Motordrivarkortet som producerats har strulat en hel del – inte designmässigt då det faktiskt fungerar, utan konfigurationsmässigt. Kortet klarar av att snurra en motor, men det är en bit kvar med tweakning av inställningar innan man kan få den att snurra motorerna som vi vill.

Det är såklart mycket som gått fel i sommar – kretskort som designats lite tokigt, kortslutningar som bränt komponenter, kod som strulat, etsningar som inte fungerat, och kaffe som kallnat. Men summa summarum är teamet nöjd med sin insats och tycker att det varit en bra erfarenhet av att ha jobbat med detta projekt.

Team Elektronik out!

/Björn, Björn, Björn, Sofi och Charlie

//This summer the Electronics team have spent their time producing a power supply circuit board, a brushless motor driver board and programming a microcontroller to be able to control the motors of the experiment. We’ve gone from knowing absolutely nothing about electronics to actually knowing a little bit, and being able to read and understand datasheets is not a bad thing!

The power supply card that we designed and built is capable of delivering a variation of different voltages – plus/minus 12 volts, plus/minus 9 volts and plus 3.3 volts. The voltage of 9 volts is needed for the operational amplifiers that are used in the experimental part of the cube, and the voltage of 3.3 volts is used to power the microcontroller.

The brushless motor driver card have been a bit problematic – not because of the design since it does actually work, but configuration-wise. The card is capable of spinning a motor, but it’s a bit of tweaking left before we can make the motors spin in a way we are happy with.

Of course lots of things have gone wrong – circuitboards that have been designed a bit goofy, short circuits that burned components, faulty code, etching that went wrong and coffee that went cold. But all in all we are happy with what we have accomplished and feel that it has been a good learning experience working with this project.

The Electronics team is out!

/Björn, Björn, Björn, Sofi och Charlie

Konstruktion – v32

kon_1

Under den gångna veckan har vi i Konstruktion-teamet byggt den nya kuben som designades förra veckan. Denna nya design har en del nya förändringar jämfört med den gamla designen. Till att börja med så är den nya kuben gjord av två L-liknande bitar som byggs ihop till en låda och avslutas med två enkla sidor. Detta borde medföra att lådan är lättare att handskas med (hoppas vi) under tester. På bilden kan man också lägga märke till de nya skydden över de stora hålen. Dessa gjordes på begäran av Experiment-teamet, eftersom de hade problem med elektriska laddningar som byggdes upp mellan sensorerna. Preliminärt så visade sig skydden eliminera dessa störnings-moment. Vi får se vad de säger efter att de fått prova den nya designen.

//This week the Construction team has been busy building the new cube that was designed last week. This one has a few changes to it compared to the last design. For starters, it is made out of two L-shaped pieces that are combined to make a box-like construction and then finished off with two simple sides. This should make the cube easier to handle (hopefully) during tests. Looking at the picture, you may also notice the new cover-patterns over the big holes. This was done on request from the Experiments team as they had trouble with wayward electrical charges. Preliminary testing shows that this covering should mostly eliminate that problem. We’ll see once they try it out.

Konstruktion – v29

kon_1
Figur 1: Charlie och Björn från Elektronikteamet med vår nya snygga teamtröja!

kon_2
Figur 2: Den nya roterande disken. Den har blivit kallad för ”Dödsstjärnan”.

Kommer ni ihåg att vi sa att vi hoppades få delar klart för en ny låda? Det blev de, men nu har vi börjat diskutera en ny design på lådan som ska ge mer styrka och göra lådan enklare att sätta samman. Så vi håller nu på med att skära ut nya delar. Annat som hänt i veckan är att vi har fixat en ny roterande disk åt Experimentteamet att arbeta med och att vi har börjat bygga en enkel manick som ska hjälpa oss böja plåt. Inga bilder än eftersom allting ligger i en hög på ett bord, men vänta till nästa vecka så borde det finnas bilder.

//Remember the pieces for a new cube we mentioned last week? Well, while we did get them done, we have now discussed some new designs for the cube and started cutting new pieces. The new design is meant to give more strength to the cube and making it easier to assemble. Otherwise, this week’s work has been to provide some new rotating discs for the Experiments team to work with and building some contraption so that we can bend the metal pieces that we have. No images yet since everything is in a heap on a table, but stay tuned for next week. Meanwhile, look at these two nice people who visited us in the workshop. The one on the left is wearing the new team shirt we got yesterday.

Elektronik – v29

el_1

el_2

Denna vecka har till största delen bestått i ett intensivt informationssökande för Elektronikteamet. Nya strömförsörjningskort behövde designas, och det var dags att ta tag i det här med att designa och bygga egna kretsar för att kunna kontrollera motorerna. Vi har även jobbat tillsammans med Experimentteamet för att skapa bättre styrkod så att de kan göra effektivare testmätningar av mätinstrumentet.

Som tidigare har vi haft i uppgift att se till att mätinstrumentet får de matningsspännningar det behöver, men i och med att vi fortfarande håller på och utvecklar instrumentet så förändras även de behov som ställs på utrustningen, så därför var det dags att designa nästa version av strömförsörjningskortet. Som det ser ut nu så kommer vi använda en switchande regulator för att plocka ner matningsspänningen från landaren som är på 24V ner till positiv/negativ 12V, och sedan använda linjära regulatorer för att plocka ner spänningen ytterligare några snäpp. Varför man blandar dessa olika regulatorer är för att en switchande regulator är mer effektiv än en linjär regulator, men skapar istället en del oscillationer i kretsarna vilket kan störa mätningarna. En linjär regulator skapar å andra sidan en jämnare spänning men är mindre effektiv, då energin i princip omvandlas till värme. Då kan man istället plocka ner större delen av spänningen med en effektiv switchande regulator och sedan jämna ut den med en linjär regulator till de nivåer man behöver.

I veckan har vi även designat en egen motordrivkrets, då vi sett att de kretsar vi använt hittills skapar störningar i mätningarna för experimentgruppen. Ska bli spännande att se om vi får allt att funka! Så till veckan kommer vi förhoppningsvis hänga mycket i lödlabbet och etsa nya kretskort och löda på våra nya komponenter.

//The majority of the week has been spend reading up on a new way to communicate with the engine. We have also begun designing a power supply circuit board and started building our own circuits, made to control the engines. We’ve also worked together with the Experiments team in making a more efficient measuring code for the field measuring instrument.

One of our primary tasks is to make sure that the measuring instrument get the right input voltage, the instrument is still in a developing stage, so the requirements constantly changes which is why we are developing the next power supply circuit board. It looks like we will use a switching regulator to bring down the input voltage from the lander, which is 24V, to positive/negative 12V and then use a linear regulator to bring down the voltage even more. The reason why you we use different kinds of regulators is because a switching regulator is more efficient than a linear regulator, but it creates oscillations in the circuits which could disturb the field measurements. A linear regulator on the other hand give a more even voltage but is less efficient because a lot of energy is converted into heat.

This week we have also designed our own electric speed controller for the engine, because we realized that the one we used created too much noise, which disturbed the field measurements. It’ll be exciting to see if can make it all work! So, next week we will probably spend a lot of time in the soldering work shop where we will make the new circuit boards and solder on new components.

Konstruktion – v26

kon_1
Figur 1: Här har vi prototypen, även kallad kuben.

kon_2
Figur 2: Här byggs prototypen i aluminium.

Den här veckan har team Konstruktion jobbat med nya designlösningar för kuben, där en ny prototyp i aluminium med nedsänkta skruvar ska byggas. Planen är att prototypen ska vara färdigtillverkad inom två veckor så att ett stresstest på kuben ska kunna köras. Stresstestet kommer genomföras på skakbordet, som vi också jobbat med att göra i ordning. Förutom att byta kablar och gömma kontakter, så har en kondensator kopplats in för att förhindra strömdippar under tiden bordet körs. Samtidigt så har teamet jobbat med att trycksätta skakbordet. Problemet är att högtalarelementet tyngs ner av större tyngder, vilket försvårar dess förmåga att vibrera uppåt och neråt eftersom det då börjar slå ner i högtalarens botten. För att åtgärda detta försöker vi täta högtalaren och sen höja trycket inne i lådan med hjälp av tryckluft. Detta ska då trycka upp högtalarelementet och kompensera för tyngderna på bordet.

//This week the Constructions team’s been working on new designs for the cube, where a new prototype in aluminum with recessed screws is being built. The plan is that the prototype will be done within two weeks so a stress test on the cube can be conducted. The stress test will be run on the shaker table which has been improved by changing cables and hiding contacts. A capacitor has also been connected to the shaker tables power supply to prevent current drops while it is running. Meanwhile, our team have been working to pressurize the subwoofer box. The problem is that when heavy things are placed upon the shaker table, the speaker element is weighted down so that it starts hitting the bottom of the subwoofer box when the shaker table is run. To adjust this, we will pressurize the subwoofer box with compressed air. This will then press the speaker element upwards and compensate for the weights placed on the shaker table.

Elektronik – v26

el_1
Figur 1: Nytt för denna krets är att vi nu kan mata +- 5 V förutom 12 V.

el_2
Figur 2: När vi testade köra motorn i vakuum.

el_3
Figur 3: Testning pågår.

el_4
Figur 4: Ett litet adapterkort för en ytmonterad switchande regulator. Den var lite väl liten för att man skulle kunna löda på kablar direkt så vi valde att göra ett kort istället.

Teamet har suttit och petat lite på en breadboard-prototyp nummerr ett av strömförsörjningskretsen, hunnit designa prototyp två för att sedan hinna designa prototyp tre innan vi ens byggt prototyp två! Prototyp tre kommer bli vårt första försök till att skapa ett fullt funktionellt kretskort vilket kommer bli spännande. Kommer det fungera eller kommer det börja brinna? Största skillnaden mot tidigare prototyper är att vi fokuserat på att minska ner storleken på komponenterna samtidigt som de möter kraven som ställs.

Vi har testat att köra en motor i vakuum för att se hur pass mycket ström den förbrukar vid olika hastigheter. Som förväntat drog den mindre i vakuum än i luft, då rotorn utsätts för luftmotstånd vilket ökar belastningen. Dock har vi insett att den effektbegränsning som satts av projektägarna på 10 W är ett problem då vi snabbt överstiger det vid de rotationshastigheter vi vill uppnå, upp till 20 000 varv per minut.

Arbetet med motorstyrningen fortsätter, och det går framåt. Just nu sitter vi och jobbar med att kunna styra en mikrokontroller med en annan mikrokontroller, för att kunna simulera de omständigheter som kommer råda senare.

Teamet fick prova på det här med att etsa kretskort, vilket är en pillrig process där man belyser en kopparfilm med UV-ljus och badar kortet i olika kemikalier. Bra övning för det kommande strömförsörjningskortet som ska byggas!

//This week the team has been hard at work fiddling with the first power supply circuit, designing the second one just to skip to the third prototype before we even built the second one! Prototype number three will be our first attempt at building a fully functional circuit which will be awesome. Will it work or will it explode? The biggest difference from earlier versions is that we’ve been trying to minimize the size of the components while still maintaining functionality.

We tested running a motor in vacuum to see how much the current consumption was affected by air resistance, and as expected it was more effective. However, the lack of heat conducting air resulted in a warmer motor which reached temperatures up to 50 degrees celcius. But even when running the motor in a vacuum the motor drains too much current given the limits for the whole assembly, which is 10 Watts. This will be a problem since we want to achieve RPM:s exceeding 20 000.

The team continues working on the control of the motors and we are making progress. At the moment we are working on making two microcontrollers talking to each other, so we can simulate the conditions which will be later on.

We got to experiment with etching a circuit board, which is a fiddly process involving UV lights and different chemicals. This was a good exercise for the circuits we will etch later on!