Pico-satélite

Abstract

O principal objetivo desta dissertação é o desenvolvimento de uma prova de conceito de um Cubesat. Para tal desenvolveu-se nesta dissertação alguns dos sistemas que constituem um satélite, tais como o sistema de energia, o sistema de comunicações, a estrutura do satélite e o sistema de tratamento de dados. A estrutura do satélite desenvolvido tem o formato de 1.5U ou seja tem as dimensões de 10x10x15cm e foi dimensionado segundo as especificações do standart do CubeSat. O sistema de energia é constituído por quatro subsistemas, entre eles os painéis solares, o carregamento da bateria, a bateria e os conversores Direct current to direct current-DC-DC. Os painéis solares são utilizados para a geração da energia e o controlador Maximum Power Point Tracking-MPPT tem como objetivo retirar a maior potência dos painéis solares. A bateria e o seu carregador servem para armazenar a energia gerada pelos painéis solares, a bateria escolhida é uma bateria de iões de lítio. Os conversores DC-DC servem para converter o valor da tensão obtida, neste caso o valor da tensão aumenta para que possa ser utilizado nos restantes componentes do satélite. O sistema de comunicações é constituído por uma antena, um Software Defined Radio-SDR e um híbrido de 90_. Tanto a antena como o híbrido foram desenvolvidos para a frequência 2.455GHz que corresponde à frequência do projeto, sendo a antena uma patch. O SDR escolhido foi o LimeSDR e este serve para tornar o sinal digital num sinal analógico modulado e enviá-lo para o híbrido a que esta ligado à antena. O sistema de tratamento de dados é constituído por um Raspberry e por um Arduino, em que a sua função é de interpretar a informação recebida, executar os pedidos da estacão base e por fim enviar o resultado do pedido recebido.

The main objective of this dissertation is the development of a test of Concept of a Cubesat. To this end, this dissertation has developed some systems that make a satellite, such as the power system, the communications system, satellite structureand the data handling. The structure of the developed satellite has the format of 1.5U and has the dimensions of 10x10x15cm and was sized according to the specifications of CubeSat standard. The power system consists of four subsystems, including solar panels, battery, battery charging and direct current to direct current-DC-DC converters. Solar panels are used for power generation and the Maximum Power Point Tracking-MPPT controller aims to extract the most power from the solar panels. The battery and its charger serve to store the energy generated by the solar panels, the battery chosen is a lithium-ion battery. DC-DC converters are used to convert the voltage obtained, in this case the voltage value increases so that can be used on the other components of the satellite. The communications system consists of an antenna, a Software Defined Radio-SDR and a 90 hybrid. Both the antenna and hybrid were developed for the 2.455GHz frequency that corresponds to the design frequency, with the antenna being a patch. The chosen SDR was LimeSDR and it serves to turn the digital signal into a modulated analog signal and send it to the hybrid to which is connected to the antenna. The data handling system consists of a Raspberry and an Arduino, whose function is to interpret the information received, execute the requests from the base station and finally send the result of the request received.