Inlägg

Utveckling, programmering & testning

Hej!

Som vi skrev tidigare så vill vi verkligen engagera studenter i projektet. Den här veckan började vi med att marknadsföra att vi söker studenter med intresse för teknik eller fysik till projektet. Det verkar faktiskt som att vi nått ut då vi fått respons från personer som är intresserade av att bli en del av vårt team. Nästa vecka kan vi förhoppningsvis välkomna några nya ansikten till projektet och därmed effektivisera arbetet.

Denna vecka har i stora drag handlat om utveckling, programmering och testning.

Under sommarkursen hade några studenter i elektronik teamet utvecklat ett motordrivarkort för att driva och styra motorerna i vår fieldmill. Tyvärr kunde dem inte avsluta programmeringen av drivkretsarna. Den här veckan har vi börjat programmera drivrutinerna för att se hur vi konfigurerar dem för att driva motorerna i field-millen. För att göra detta har vi använt en USB I2C adapter eftersom chippet använder I2C. Dock hade vi ett bakslag när utrustningen för kommunikationen från datorn till chippet misslyckades utan att vi förstod varför. Det är dock bra att få dessa fel nu så att vi kan spåra källan och fixa detta om det nu har något att göra med vår design.

blogg_38
Vår arbetsplats.

blogg38_

img_4778

I måndags testade vi en ny utformning av fieldmill sensorn med vissa uppdateringar. De preliminära resultaten visar förbättringar i signalerna. Den främsta skillnaden med den nya utformningen är att vi kan ändra shunt-motståndet till att mäta strömmen från vår fieldmill. Bilderna nedan visar resultaten av att driva systemet med 1 MOhm vs 10MOhm. Formerna på kurvorna stämmer bra överens med teorin i litteraturen.

1mohm
1 MOhm shunt.

10mohm
10 MOhm displaying saturation at higher RPMs.

Förutom allt detta har vi även börjat förbereda oss inför ett kommande event nästa vecka som kallas för Forskarfredag. Vi kommer skriva mer om detta i ett kommande blogginlägg så håll dig uppdaterad!


//Hello!

As we wrote before we really want to engage students in the project. This week we started with an announcement about the opportunity to be involved in the project for students interested in either technology or physics. It gladly seems like we reached out and have got response from students who are interested in joining the team and the mission. Next week we can hopefully welcome some new faces to the project and therefore make the work more efficient.

A part from that this week has overall been about developing, programming and testing.

During the summer course some of the students in the electronics team developed a motor driver circuit to power and control the motors for the fieldmill. Unfortunately they could not finish the programing of the driver circuit. This week we have started to program the drivers and see how we configure them to power the motors in the fieldmil. To do this we have used a USB to I2C adapter since the chip uses I2C. But, we had a setback when the equipment to communicate from the computer to the chip failed and we don’t know why. But it is good to get these faults now so we can trace them to their source and fix it if it has something to do with our design.

On Monday we tested a new design of the fieldmill sensor with some updates. Preliminary results show some improvements to the signals. The main difference with this new design is that we can change the shunt-resistance to measure the current from the fieldmill.

The images abow show the results of running the system with 1 MOhm vs 10 MOhm. The shapes of the curves agree nicely with the theory in the literature.

A part from all of this we also have started to prepare ourself for an upcoming event next week called Forskarfredag. We will describe this further in a upcoming blogpost so stay updated!

Besök från TV4 Nyheterna

Hej allihopa!

Som några av er kanske vet så var TV4 Nyheterna här och hälsade på i början på augusti. De gjorde ett reportage om Umeå Lunar Venture och träffade några av oss som arbetar på projektet. Så om du är intresserad av att veta mer om projektet och lyssna på några av de fantastiska personerna som arbetar på ULV, kolla på det här.

//Hi everyone!

As some of you may already know, TV4 Nyheterna visited us in the beginning of August. They did a report about our current mission, Umeå Lunar Venture. So if you’re eager to know more about it and listen to some of the fantastic people working on the project, watch this.

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!

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!

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.

Simulering – v28

sim_2

sim_1

I veckan har simuleringarna legat på hyllan, vi har jobbat mestadels på att dokumentera allt vi gjort i en rapport för att se till att vi inte glömmer bort saker. Konrad gjorde sina sista dagar i veckan då han bara läser den kortare kursen och till veckan kommer Emil och Haidar vara på semester vilket gör att vi kommer gå lite på sparlåga. Vi tänkte på det lite som en storstädningsvecka, vi har fixat och kommenterat kod så att den blir lättare att använda i framtiden och tittat på vilken simuleringsdata vi har och behöver samt skrivit rapport.

Nästa vecka kommer vi fortsätta med dokumentationen och köra lite mindre simuleringar på rotorn till sensorn.

//This week the simulations has taken a backseat apart from a few that we went back and looked at again. Everything has been about getting all the results into writing and reflect on what we have actually done these weeks. Konrad left us yesterday since he only took the 7.5pts course and next week Haidar and Emil are going on a short vacation, so things are slowing down for a while. One could describe this as a cleaning-week. We have been fixing and commenting code so that it’s easy to use and read, looking at what simulation data we have and writing parts of the report. So nothing new has really happened.

Next week we will be continuing on the writing and do some small simulations on the rotor of the field mill.

Experiment – v27

ex_1
Figur 1: Här kan vi se prototypen.

ex_2
Figur 2: Under konstruktionen av en kondensator-box.

Under veckan så har vi testat den nya field-millen. Vi försökte att mäta alla komponenter i det elektriska fältet med en field-mill, detta testet gjordes på två olika sätt. Först så vred vi field-millen 45 grader i ett uniformt elektriskt fält och i det andra experimentet så använde vi en Van de Graaff-generator och flyttade på field-millen för att se om vi såg någon skillnad på signalen. Efter dessa test så började vi bygga en parallell kondensator-box som vi kommer att använda för att kunna inducera elektriska fält från olika vinklar. Vi har även provat att mäta det elektriska fältet när mätaren sitter fast på lådan för att få en så verklig mätning som möjligt med hur det kommer se ut på månen.

//During this week we have tested our new field mill. We tried to measure all the electric field-components with one field mill with two different approaches. In the first one we tilted the field mill 45 degrees in a uniformed electric field and the in the second experiment we used a Van de Graaff-generator and moved the field mill to see if we observed any difference in the measurements. After the field-component tests we started to build a parallel-plate capacitor box that we will use to induce electrical fields from different angles. We have also measured the electrical field when the sensor is mounted on the box to get as accurate measurements as possible for how it will look like when it’s on the moon.

Experiment – v25

ex_1
Figur 1: Field millen.

Under veckan så har vi byggt ihop den nya field millen med delarna vi fått av verkstaden. Vi har även byggt en Faraday-bur som skärmar av det externa elektriska fältet vid mätningar som gör att vi endast mäter det elektriska fält vi skapar själva. Vi har även förberett ett program som ska behandla datan vi får ut av mätaren och börjat kolla på hur vi ska göra detta på månen.

//During this week we have built the new field mill with the parts we got from the Construction team. We have also built a Faraday cage that shields the field mill from external electric fields during the measurements so that we only measure our known electric field that we create. We have prepared a program that analyze all our data from the field mill and have also started to see how we should do this on the moon.

Simulering – v25

sim_1
Figur 1: På bilden ser vi Field millen och mesh-elementen.

Det har varit en hektisk vecka i simuleringsgruppen. Tills i fredags verkade allt gå på räls tills det att ingenting fungerade och vi inte visste varför. Business as usual can man säga, så inget att oroa sig över. Fokus i veckan har då varit att förstå varför saker beter sig som dom gör och hur vi arbetar kring det. Det har handlat om att se till att värden är korrekta och varför dom är det. Mesh (indelning av domänen vi beräknar saker på) har varit ett stort fokus och vi har gjort små förbättringar varje dag. Finare mesh betyder också mer beräkningskraft något som vi håller på att lösa. För tillfället kör vi simuleringar parallellt på flertalet datorer men ska i nästa vecka förhoppningsvis flytta över dessa på en mer kraftfull server. Då ska vi även fått fram bra resultat på landaren med sensor och hur E­fälten ser ut. Datat från detta ska göra det möjligt att börja arbeta på en algoritm som tar ut storlek och riktning på det elektriska fältet. Förra veckans bild var kanske det tråkigaste man kan visa, så denna vecka tog vi en bild på meshningen över sensorn.

//This week has been a hectic one. As of last Friday everything seemed to go really good until nothing was right and we didn’t understand why. This is usually the case so this week has been all about understanding why things behave as they do. It has been all about getting the proper values and making sure they are correct and why they are correct. Meshing has gotten lots of attention (dividing the simulation domain in small volume elements) and we are taking small steps every day in making the simulation more detailed. Finer meshing also requires more computing power, and we are now at the point where we are splitting the simulations on 3-6 desktop computers.

As of next week our hope is to do the simulations on a local server that has a lot more computing power. At the beginning of next week we should have some good results on the lander with a detailed sensor placed on it. Data from this should make it possible to start creating algorithms that uses the sensor data to extract the magnitude and direction of the electric field.