Magnetvälja simulaatori arendamine satelliidi ESTCube-1 testimiseks

Abstract

Selles bakalaureusetöö käigus valmistati seade, millega on võimalik simuleerida kahesuunalist magnetvälja tugevusega kuni 3 gaussi. Sellega viidi läbi ESTCube-1 testimised Maa pinnal ja kasutatakse hetkel ESTCube-1 duplikaadiga pöörlemisalgoritmide uurimiseks, et saavutada püstitatud missiooni edukas täitmine Maa orbiidil. Ette antud nõuetest lähtuvalt kasutati Helmholtzi mähist, mis tekitab kahe induktiivpooli vahele homogeense magnetvälja. Valmis keriti vajalikud poolid raadiusega 74 cm ja ehitati sobiv raam, mis võimaldab satelliiti testida. Magnetvälja tugevust on võimalik juhtida mähist läbiva voolutugevusega. Kahepolaarse toiteploki puudumise tõttu kasutati sillatud võimendi lahendust kahesuunalise magnetvälja tekitamiseks. Eelnevalt läbi viidud arvutuste põhjal koostati vajalik elektroonika Helmholtzi mähise juhtimiseks. Pinge juhtimine poolidel saavutatakse mikrokontrolleri digitaal-analoogmuundureid kasutades. STM32F4Discovery arendusplaadiga korraldatakse kogu elektroonika juhtimine elektroonika plaadil ja olemasoleva USB andmevahetusliidesega luuakse ühendus kasutajaliidesega. Kasutajaliides võimaldab seadet kalibreerida ja kontrollida magnetvälja tugevust Helmholtzi mähises. Valminud seadme poolt tekitatud magnetvälja sai uuritud magnetomeetriga, mis selle töö juures valmistati. Läbi viidud testimistest saab järeldada, et seadet on võimalik kasutada satelliidi testimiseks Maa pinnal.