Inlägg

ADC-kort, vakuumtest & mediabesök

Hej!
Det var ett tag sedan vi skrev någonting, men här kommer en uppdatering om vad som har hänt i projektet sedan dess.

Förra veckan blev ADC-kortet klart. Det är ganska tätt, som man kan se på bilden nedan:

acd-battery
ADC-kort bredvid 9V-batteri. Sex analoga kanaler bandpass-filtreras och samplas.

_mg_2320

Vi har gjort tester i vakuum för att se om förskjutningen vi har haft beror på statisk laddning av rotorn vid rotation i luften. Resultatet blev en något lägre förskjutning (med ca 10%), vilket indikerar att friktionsladdning inte är den största boven. Vi har några andra tankar om detta, men mer om detta i ett annat inlägg.

Vi har fått en ny motor i rostfritt stål. Anledningen för detta är för att försöka undvika statisk laddning på rotorn eftersom aluminium oxcide isolerar. Vi hoppas att en rostfri rotor kommer förhindra detta, och att det även kommer hjälpa oss i vårt pågående arbete med att förbättra jordningen.

_mg_2323

En morgon fick vi besök i labbet från SVT (Sveriges Television). De filmade ett kort inslag för kvällsnyheterna. Du kan läsa deras inslag här.

nmkjhnj

_mg_2311

_mg_2305

_mg_2302

På torsdag den här veckan kommer några från Umeå Lunar Venture teamet flyga till Göteborg för att gå på Fysikdagarna 2016 på Chalmers tekniska högskola. Förberedelser för resan är i full gång! Vi kommer skriva ett inlägg om denna upplevelse senare. Glöm inte att prenumerera via RSS och följa oss på Instagram och Facebook för de senaste uppdateringarna!

//Hello!

It´s been a couple of weeks since we last wrote. Here is an update of what has happened in the project so far.

We have also done some tests in vacuum to see if the offset we’ve been having is due to static charging of the rotor when rotating in air. The result was a slightly lower offset (by about 10%), indicating that friction charging is not the main culprit. We have some other ideas, more on this in a later post.

We had a new rotor made in stainless steel. The reason is to try to avoid static charges sitting on the rotor, since aluminium oxide is an insulator. The hope is that a stainless rotor will prevent this, and so is part of our ongoing work with improving grounding.

One morning we also had a visit from SVT (Swedish Television) in our lab. They shot a short report for the evening news. You can read their story here (in Swedish).

On Thursday this week some of the students from the Umeå Lunar Venture crew are flying to Gothenburg to attend the Fysikdagarna conference at Chalmers University of Technology. Preparations for the trip are at full speed! We will write about the experience in a later post. Remember to subscribe via RSS and follow our Instagram and Facebook accounts for instant updates!

Experiment – v33

I början av sommaren så började vi med att läsa på om hur field-mills fungerade och om månmiljön. En prototyp togs fram och vi började göra tester för att se om den fungerade. För att kunna se om den mätte vad den skulle byggdes en låda som vi kunde generera ett känt elektriskt fält med i alla riktningar som användes för att kalibrera sensorn. Den mesta tiden under sommaren har gått åt till att göra små förbättringar på sensorn hela tiden för att göra den så känslig som möjligt och fixa så att den kan mäta alla komponenter av det elektriska fältet (x,y och Z) vilket vi har lyckats med enligt de första mätningarna!

//In the beginning of the summer we started by to get some information about field mills and about the moon environment. A prototype for a field mill was built and we started with tests to see if it operated as expected. A box that generated a known electric field for all the directions was built to see if the sensor measured what we expected that we also used to calibrate the sensor. The most of the time during the summer have been to do minor improvements of the sensor all the time to make it more sensitive and make it measure all the components of the electric field (x,y and z) that we according to the first measurements have achieved!

Experiment – v32

ex_1 ex_2

Under veckan så har vi förberett inför att en viss tv-kanal skulle komma och göra ett reportage. Vi har även kalibrerat sensorn för jorden och fått det nya demoduleringskortet. Den mesta tiden denna vecka har gått åt till att felsöka demoduleringskortet och utföra olika tester. Resten av tiden gick åt till att skriva slutrapporten.

//During this week we have prepared for the reportage that a certain tv-channel was going to make. We have also calibrated the sensor for the Earth and got the new circuit for the demodulation of the signal. Most of the time during the week have been fixed some minor errors on the demodulation circuit and try different tests. The rest of the times have been put into writing the final report.

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.

Experiment – v31

ex_1
Figur 1: Här borrar vi på parallell-platt kondensator lådan.

ex_2
Figur 2: Såhär ser lådan ut i nuläget.

Under veckan så har vi modifierat parallell-platt kondensator lådan för att den ska se bättre ut. Vi har försökt hitta anledningen till off-setten i signalen (Den som nämndes i vecka 29’s sammanställning). Vi har även försökt att mäta alla de olika komponenterna av det elektriska fältet (X, Y och Z) och såg att vi är på rätt väg med teorin, alltså, vi såg en skillnad i styrkan på signalen när vi hade ett elektriskt fält i de olika komponenterna.

//During this week we have modified the parallel plate capacitor box to make it look better. We tried to identify the reason for the off-set in the signals (The off-set mentioned in week 29’s summary). We have also tried to measure all the components of the electric field (X, Y and Z) and saw that we are on the right track with the theory, in other words, we saw a difference in the amplitude of the signal when we had a electric field in the different components.

Simulering – v31

figur1

Figur 1: Simulering av testet som utförs av Experimentteamet. En elektrisk potential är applicerad över vänster och höger vägg som skapar ett elektriskt fält representerat av de röda strömlinjerna. Field-millen och de andra väggarna är jordade.

Testet av den riktiga field-millen har blivit försenat och vi väntar på resultaten för att jämföra våra simuleringar. Istället har vi arbetat mycket på rapporten och hittat mer referenser på vårt arbete. Vi har även testat vårt tidigare arbete och dubbelkollat vår Matlab-kod för att vara säker på att allting fungerar korrekt. Team Experiment upptäckte brus när de testade field-millen, vilket visade sig vara en isolator mellan sensorplattorna som blev laddad och skapade ett oönskat elektriskt fält som störde mätningarna. Vi kommer att göra simuleringar av detta under nästa vecka för att jämföra med deras mätningar.

//The test of the real field mill has been delayed and we are still waiting for the results to compare our simulations. Instead we have been working alot on the report and finding more references to our work. We have also tested our previous work and double checked our Matlab code to make sure everything works correctly. The Experiments team discovered some noise when testing the field mill, which turns out to be an insulator between sensor plates being charged and caused an unwanted electric field that disturbs the measurements. We will be doing simulations of this during the next week to compare with their measurements.

Experiment – v29

experiment1
Figur 1: Här polerar vi prototypen så den blir glansig och fin.

ex2
Figur 2: Hårt arbete!

ex3
Figur 3: Här har vi demodulatorn.

Under veckan så har vi testat den nya analoga demodulatorn för signalen. En demodulator minskar informationen på signalen, det vill säga vi kommer att få mindre data på signalen vi skickar ut. Detta är viktigt eftersom att vi inte har hur mycket datakraft som helst och inte kan skicka ner hur stora filer som helst ner till jorden när vi väl är på månen. En demodulerad signal kommer att skickas tillbaka till oss på jorden när vi är på månen, sedan kan signalen moduleras för att få fram all information igen (lite samma princip som att lägga in flera filer i en zip-fil, totala filstorleken kommer att minska men sedan kan du packa upp zip-filen igen och du kan fortfarande få ut alla filer).

Vi har även försökt att hitta källan till vår off-set i signalen vi läser in, när vi inte har något elektriskt fält över field millen så läser vi fortfarande av en amplitud på elektriska fältet, detta är vår off-set. Sist men inte minst så har vi polerat prototypen så att den glänser och blir fin!

//During this week we tried the new analog demodulator for the signal. A demodulator reduce the amount of information in the signal, that is we use less amount of data for the signal, this is important since we don’t have how much computational power and can’t send to much data as we want back to the Earth when we are at the moon. The demodulated signal will be sent to us from the moon and then we can modulate the signal again to get all the information (think about put several files on a computer in a zip file that will decrease the size of the total file and then you can just unpack the zip file and you still got all the files).

We have also tried to find the source to the off-set in the signal, when we have zero electric field on the field mill, we still measure an amplitude in the signal that is the off-set in the signal. Last of all we have polished the cube to make it more shiny!

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.

Elektronik – v28

el_1

Vi har den här veckan till slut börjat med vårt första riktiga kretskort. Vi hade dock lite mer problem med att etsa korten och trots att vi designat om det, så blev det inte bra. Problemet löste sig som tur var! Vi hade bara missförstått hur en timer fungerade. Nu har vi mycket finare kort som vi dessutom för första gången fått testa att löda fast komponenter på. Snart kan de testas på riktigt.

Arbetet med att kontrollera motorn har också fortsatt som vanligt. Vi gör ständiga förbättringar i koden och hur motorn kontrolleras, samtidigt som vi försöker möta krav från team Experiment som använder vår kod till att kontrollera sin motor och därmed mätinstrumentet. Vi har även fortsatt med att försöka kommunicera seriellt mellan våra mikrokontroller, och har nått en del framgång den här veckan. Vi kan styra motorn seriellt, men lite andra problem har uppstått när data ska skickas tillbaka.

//We have finally begun making our first real circuit this week. We kept having some issues when etching the card, even after redesigning it, but we solved it when we realized we had read a timer incorrectly. Now we were able to etch a much cleaner card, and could start soldering the components onto it. The cards should soon be ready to test out.

Work has continued on the brushless motor. We keep improving the Arduino code which controls the ESC and the motors. At the same time we have to meet the required specifications from the Experiment team, since they are using our code to control their motors, and by extension the instrument. We have also continued trying to communicate serially between our microcontrollers, and we have had some success. Now the motors can be controlled through the serial monitor, but we still have not figured out how to send data back from the slave controller to the master controller.

Experiment – v28

ex_1

ex_2

Den mesta tiden denna vecka har gått till att lösa olika problem med field millen, till exempel så plockade vi upp mycket brus i utsignalen som inte ska finnas där. Vi har även byggt klart parallel-platt kondensator boxen. Ett annat problem som vi löste denna vecka var att sensor-plattorna blev mättade vid höga elektriska fält, detta löstes med att ändra gain i signal-kretsen.

//Most of the time this week have been to solve different problems of the field mill, for example reduce the noise from the output signal. We also completed the building of the parallel-plate capacitor box. Another problem that we solved this week was that the sensor-plates got saturated, this was solved by changing the gain of the signal circuit.