Experiencia en la construcción del satélite de la UAZ
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Experiencia en la construcción del satélite de la UAZ DR. JORGE FLORES TRONCOSO CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO EN TELECOMUNICACIONES ESPACIALES AGENCIA ESPACIAL MEXICANA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS
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Experiencia en la
construcción
del satélite de la UAZ
D R . JO R G E F LO R E S T R O N C O S O
CE N T RO D E I N V E S T I GA CI ÓN Y D E S A RRO L LO
E N T E L E CO M U N ICA CI ON E S E S PA CI A L ES
A G E N CI A E S PA CI A L M E X I CA N A
U N I V E RS I DA D A U TÓN O MA D E Z A CAT E CA S
Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Nanosatelite Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Grupo de trabajo
üDr. Jorge Flores TroncosoüM. en ITC. Salvador Ibarra DelgadoüM. en C. Remberto Sandoval AréchigaüDr. Israel Alejandro Arriaga TrejoüDr. Jorge Simón RodríguezüDr. Juvenal Villanueva MaldonadoüDr. Manuel Hernández CalviñoüM. en C. Víctor M. Hernández DávilaüDr. Salvador Villareal ReyesüDr. Ramón Parra MitchelüDr. Leonel Soriano EquiguaüM. en C. José Luis Álvarez Flores
Cuerpo Académico de Telecomunicaciones y ElectrónicaUAZ-CA-201
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Áreas de I+D+i
Antenas y RF
Telecomunicaciones
satelitales (Telemetría,
Radiomodems, ET)
Procesamiento de señales
Vehículos no tripulados:
UAV, UGV (en exploración)
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Diseño de sistemas embebidos, NOCs, SDR
CIDTE
Inaugurado el 20 de marzo del 2015
http://www.aem.gob.mx/notas/centroZacatecas.html
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CIDTE
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Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatélites zacatecanos
• Nanosatelite Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Motivación
• Recurso humano especializado en Telecomunicaciones
• Programa académico de Ing. en Comunicaciones y Electrónica
• Se observa el desarrollo de pico y nanosatélites como un camino al
desarrollo de plataformas de validación tecnológica y pruebas de
concepto: Telemetría, Subsistemas de comunicaciones y antenas
• Misión: Con motivos de la celebración del centenario de la toma de
Zacatecas, se propone implementar un CubeSat. La carga útil del
CubeSat se plantea la transmisión de audio, donde se grabaría una
reseña de lo que fue la toma de Zacatecas, y la marcha del Estado
de Zacatecas.
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Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Satélite experimental Zacatecas-I
• Objetivo:
• Diseñar, construir y poner en funcionamiento un satélite
experimental que contribuya a la generación de tecnología
espacial mexicana, la formación de recurso humano y que
permita al grupo de investigación contar con una plataforma de
pruebas y concepto de subsistemas de comunicaciones.
• PlataformaTubesat de IOS:
• Archivos gerber, transceptores, baterías, celdas solares,
subsistema de potencia, microcomputadora, software base,
antenas, backup e incluye el lanzamiento.
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Zacatecas-I
• Equipo de trabajo:
• 5 docentes-investigadores
• 4 estudiantes de licenciatura
• Paquetes de trabajo
• Estructura mecánica
• Subsistema de Potencia
• Microcomputadora
• Carga útil
• Subsistema de comunicaciones
• Segmento terrestre: sistema de recepción
• Etapa de validación y verificación
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Estructura mecánica
Esqueleto del Tubesat
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Subsistema de potencia eléctrica
Celdas SolaresMonitor de
corriente
Regulador de Voltaje
Convertidor A/D
BATERÍA
3.3 V
5.7 V
Circuito de carga
Subsistema Radiofrecuenci
a
Subsistema Computadora
Subsistema Carga útil
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Microcomputadora
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Microcontrolador
(AVR)
TNC
PIC16F62
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TNC
PIC16F628
Modem
Carga útil
Módulo de
potencia
(EPS)
El módulo de la OBC está
integrado por tres micro-
controladores.
Un micro-controlador central
controla los demás módulos; los
restantes implementan TNCs.
Los TNCs son los encargados de
generar la trama AX.25 para la
transmisión y recepción de
datos.
Comunicación con protocolo SPI
e I2C para transferencia de
datos con carga útil.
selector
Microcomputadora: Firmware en AVR
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Inicio
Inicialización
UART, I2C, SPI
Configurar canal
del radio
Configurar
sensores
Generar
TIMESTAMP
Leer lecturas de
sensores
Transmitir trama
Carga útil
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LSM303
acelerómetro
L3GD20
giróscopo
BMP085
barómetro
lector de tarjeta
microSD
LSM303
magnetómetro
Hacia OBC
Alimentación
de EPS
La carga útil constituida por
cinco sensores:
-Acelerómetro, magnetómetro,
giróscopo de tres ejes,
barómetro y termómetro
digital.
Y un medio de almacenamiento
secundario.
Subsistema de comunicaciones
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Transceptor basado enTR2M-436.50-10-ARS
435 MHz-438 MHz
Amplificación con
AFS2Coaxial yConector
SMA
Sistemade antena
Regulación basada en LT3021
El transceptor esta basado en el TR2M-436.50-10-ARS que
tiene como características el ser multicanal, de banda
angosta (25 KHz) y que emplea modulación en frecuencia
(FM) de 435 MHz a 438 MHz.
Se utiliza un amplificador AFS2 de potencia de 500 mW.
Antena dipolo con
polarización lineal,
longitud total de λ/2
=34.36 cm
Zacatecas-I
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Sistema receptor
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radiorreceptormodemTNC
RF de nanosatélite
A computadora
(puerto USB)
Pruebas de Tx/Rx
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Pruebas de vibración
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Laboratorio de integración y pruebas aeroespacialesEscuela Superior de Ingeniería Mecánica
y Eléctrica Unidad TicománINSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
Ing. Alma Rosa García GonzalesIng. Daniel Lara FavelaMtro. Héctor Díaz García
Ø Cálculo del centro de masa.
Ø Pruebas de vibración tipo
senoidal.
Ø Pruebas de vibración tipo
aleatorio.
Pruebas de vibración
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Resumen del Zacatecas-I
• Tiempo de desarrollo: 10 semanas , 5 docentes-investigadores + 4
estudiantes de licenciatura
• Costo total: $300,000.00 MXP (INCLUYE 2 LANZAMIENTOS)
• Dificultad de obtención de recursos para este proyecto
• Gestión de uso del espectro: apoyo de la AEM
• En espera de lanzamiento (suborbital y orbital)
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Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Nanosatelite Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Proyecto: Implementación y desarrollo de CanSat
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Proyecto: Prototipo de cama de prueba de un picosatélite
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Proyecto: Picosatélite experimental
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Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Nanosatelite Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Nanosatélite Zacatecas-II
• CubeSAT 1U (más experiencia y capacitación)
• Mejoras sustantivas en todos los subsistemas
• Carga útil: Txaudio & med. de radiación
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Partículascargadas
Rayos X,Rayos Gamma
Radiación UV
Temperatura
Analizador de altura de pulso
DIODO PIN
DIODO PIN
DIODO PIN
TERMOPAR
UV en Watts/m2
Procesamiento
Analógico
DigitalTemperatura
en ᵒC
Datos a enviar
IP-Cores BB para un radiomodem satelital
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Datos a TxCodificador
fuente
Codificador
de canalEntrelazador
Modulador
digitalDUC/DAC Tx-AFE
Rx-AFEADC/DDCDemod.
digital
Desentrelazad
o
Decodif. de
canal
Decodif.
fuenteDatos Rx
Contenido
• Antecedentes
• Proyecto de nanosatelites zacatecanos
• Nanosatelite Zacatecas-I
• Proyectos consecuentes
• Proyecto actual
• Conclusiones
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Conclusiones
• Reducción de curva de aprendizaje con la plataforma de IOS
• Desarrollo de infraestructura requerida
• Formación de recursos humanos: Licenciatura y maestría
• Diseños propios utilizando componentes comerciales
• Colaboraciones con otros grupos académicos
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Agradecimientos
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Gracias…
• Contacto:
• Jorge Flores Troncoso
• Centro de Investigación y Desarrollo en Telecomunicaciones Espaciales
• Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica, UAZ
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