Implementação de aviônica embarcada redundante com RTOS para foguetes modelos com paraquedas de dois estágios - Teloken, Francisco (My University, 2021)
Modeling rocket works in the development of technologies related to small-scale rockets, integrating different areas of engineering with a common goal, such as launching nanosatellites into orbit, improving and testing smaller-scale rocket-related technologies, atmospheric sounding, among other possibilities. With the rise of a new space race, teams and competitions at national and international levels need dedicated avionics platforms with the main objective of acting on recovery systems capable of bringing the model rocket safely to the ground, in addition to characterizing the flight in relation the acceleration, velocity and displacement parameters for comparison with models previously simulated in specific software for the area. Thus, this work aims to develop a redundant avionics platform, which should act on two recovery systems at different times of flight, using information from sensors dedicated to transducing the physical quantities of the environment and equating them through microcontrolled systems. Also, the necessary references for the development of implemented avionics are presented, dealing from the structure of rockets to the discrete stages that make up the redundant system, addressing the algorithms of operational routines implemented in RTOS, in addition to the applications for inertial navigation sensors employees, characterizing their applicability in relation to the simulated launch steps in specific software. The hardware integration in a dedicated PCB prototype, allowed the practical analysis of the model in specific test gigs, predetermining the possible scenarios found in a real release, and also validating the previously discussed concepts, regarding the existing data buses and synchronization. The results obtained from the constructive aspects, allowed to analyze and quantify the physical quantities related to the model rocket, illustrating the maximum values found in laboratory tests and qualifying the system for the proposed application. [resumo fornecido pelo autor]
O foguetemodelismo atua no desenvolvimento de tecnologias relacionadas a foguetes em escala reduzida, integrando diferentes áreas de engenharia com um objetivo em comum, como por exemplo lançamento de nanosatélites em órbita, aprimoramento e testes de tecnologias relacionadas a foguetes em menor escala, sondagem atmosférica, entre outras possibilidades. Com a ascensão de uma nova corrida espacial, equipes e competições em níveis nacional e internacional necessitam de plataformas aviônicas dedicadas com o objetivo principal de atuar sobre sistemas de recuperação capazes de trazer o foguete modelo em segurança ao solo, além de caracterizar o voo em relação aos parâmetros de aceleração, velocidade e deslocamento para comparação com modelos previamente simulados em softwares específicos para a área. Desta forma, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma plataforma aviônica redundante, que deverá atuar sobre dois sistemas de recuperação em momentos distintos do voo, utilizando informações provenientes de sensores dedicados a transdução das grandezas físicas do meio e equacionando-as por intermédio de sistemas microcontrolados. Também, são apresentadas as referências necessárias para o desenvolvimento da aviônica implementada, tratando desde a estrutura de foguetes até os estágios discretizados que compõe o sistema redundante, abordando os algoritmos das rotinas operacionais implementados em RTOS, além das aplicações para com os sensores de navegação inercial empregados, caracterizando a aplicabilidade destes em relação as etapas de lançamento simuladas em software específico. A integração do hardware em um protótipo de PCB dedicado, permitiu a análise prática do modelo em giga de testes específica, predeterminando os possíveis cenários encontrados em um lançamento real, e também validando os conceitos previamente abordados, quanto aos barramentos de dados e sincronização existentes. Os resultados obtidos diante dos aspectos construtivos, permitiram analisar e quantificar as grandezas físicas relacionadas ao foguete modelo, ilustrando os máximos valores encontrados em testes laboratoriais e qualificando o sistema para a aplicação proposta. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia eletrônica; Aviônica; Foguetes (Aeronáutica); Sistemas de navegação inercial