CC BY
6INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
РАЗРАБОТКА НАГЛЯДНОГО МАКЕТА ИСЗ ДЛЯ УЧЕБНЫХ ЦЕЛЕЙ Хатамов Артур Пулатович1, Рихсимов Бехруз Бехзод угли2
Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий, старший преподаватель кафедры «Технологии мобильной связи» 2Студент Ташкентского университета информационных технологий имени
Мухаммад ал-Хоразмий https://doi.org/10.5281/zenodo.7858150 Abstract. This article discusses the development of a mock-up of the Atom satellite equipped with a Bluetooth wireless module. To control the satellite, an application has been developed that allows the user to remotely control access to the object.
Keywords: Arduino, satellite layout, application development, system algorithm programming, Bluetooth, wireless communication.
Стремительное развитие космонавтики, успехи в её изучении и исследовании выявило весьма высокую эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле. Использование искусственных спутников Земли (ИСЗ) для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным.
Для нашей эпохи характерен огромный рост информации во всех жизненных областях. Прогрессируют традиционные средства передачи информации, такие как телефония, передача данных, телевидение и радиовещание. Вместе с тем существует потребности в создании новых ее видов - организация интернет каналов связи, обмен данными в автоматических системах управления, организация дистанционного образования [1,2] и т.д.. Тенденции в традиционных и новых средствах связи в объеме, дальности, оперативности и надежности передачи информации непрерывно совершенствуются. Однако их развитие встречает немалые затруднения как технического, так и экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной способности, качеству, надежности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены наземными средствами проводной и радиосвязи. Сооружение дальних наземных и подводных кабельных линий занимает много времени. Они сложны и дорогостоящи не только в строительстве, но и в эксплуатации, и в отношении дальнейшего развития. Обычные кабельные линии имеют к тому же сравнительно малую пропускную способность. Лучшие перспективы имеют широкополосные концентрические кабели и ВОЛС, однако и они обладают рядом недостатков, ограничивающих их применение. Достаточно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью перестройки для различных видов связи располагает радио. Однако и радиосигналы обладают определенными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение. Новые пути преодоления недостатков свойственных дальней радиосвязи открыли запуски искусственных спутников Земли. Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней международной и
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче больших объемов информации, позволяет устранить многие проблемы [3].
Современная тенденция развития информационно-телекоммуникационных систем связи требует высококвалифицированных специалистов. И одним из направлений области связи является спутниковые системы связи.
Для полноценного изучения данного направления используются различные учебные материалы, и в том числе учебные наглядные макеты, оснащенными электронными устройствами управления. Одним из примеров является разработка макета геостационарного искусственного спутника Земли (ИСЗ) «АТОМ», с использованием электронных устройств на базе платы Arduino и модуля Bluetooth модели HC-05 (рис. 1).
fÇ I fü S
Рис. 1. Основные электронные компоненты устройства макета ИСЗ
При создании макета ИСЗ «АТОМ» разработано программное приложение для сотового телефона, позволяющее управлять всей системой [4]. Внешний вид программного приложения представлен на рисунке 2.
Система управления i
Рис. 2. Вид программного приложения Программирование алгоритма системы также является важным шагом в разработке макета спутника Атом. В процессе программирования учтены все необходимые функции, которые должна выполнять система. Например, система предусмотрено изменение угла наклона солнечной панелей, мониторинг температуры бортовой аппаратуры и т.д.
В данной конструкции используется сервопривод для управления углом наклона панелей, а также аккумуляторная батарея и система контроля энергопотребления. Управление макетом осуществляется с помощью сотового телефона, а канал связи организуется посредством беспроводной линии связи стандарта Bluetooth с использованием модуля HC-05. В зависимости от типа команды, макет производит соответствующие действия и отправляет подтверждения на сотовый телефон [5].
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
Тестовый вариант конструкции учебного макета ИСЗ наглядно представлен на рисунке 3.
Рис. 3. Тестовый вариант конструкции учебного макета ИСЗ Внешний вид учебного макета в сборе наглядно представлен на рисунке 4.
Рис. 4. Внешний вид учебного макета ИСЗ в сборе Учебный макет ИСЗ устанавливается на штативе, имеет общую массу 0,9 кг, с габаритными размерами 300X 150 мм.
В настоящее время ведутся работы по расширению функциональных возможностей, а именно установки видеокамеры для организации видеосъемок поверхностей Земли и стабилизации положения спутника на орбите. Добавление этих дополнительных функций позволит расширить возможности макета ИСЗ, что позволит учащимся и студентам лучше понимать принципы работы космических систем, а также позволит им применить свои знания на практике [6].
В заключение можно сказать, что разработка макета ИСЗ Атом на основе платы Arduino и модуля Bluetooth модели HC-05 является отличным способом познакомиться с
764
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE "DIGITAL TECHNOLOGIES: PROBLEMS AND SOLUTIONS OF PRACTICAL IMPLEMENTATION IN THE SPHERES" APRIL 27-28, 2023
принципами работы космических систем и программирования. Создание подобного макета может стать интересным проектом для учащихся и студентов, которые хотят углубить свои знания в этой области.
Кроме того, разработка наглядного макета может иметь практическую значимость для профессиональной деятельности. Такой макет может использоваться для тестирования и отладки систем управления реальных спутников.
REFERENCES
1. Р.Р. Ибраимов, Д.А. Давронбеков, Ш.У. Пулатов, А.П. Хатамов. Спутниковые системы связи и приложения. Т.: «Alokachi», 2018. 365 с.
2. Хатамов А.П., Алиев У.Т. Организация взаимодействия учебных заведений посредством спутниковых линий связи. Международная научно-практическая конференция "ISPC-2021". Ташкент. Ноябрь. 2021 г. 66-73 с.
3. Сырова А.С., Бортовые системы управления космическими аппаратами. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2010. - 304 с.
4. Beginning Android ADK with Arduino by Mario Böhmer, 2012г. ст.16
5. Блум Джереми Б. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства: Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.: ил.
6. http: // dauria.ru/pl atformi/ atom -2
