El objetivo de este proyecto es dise\u00f1ar y desarrollar un picosat\u00e9lite capaz de generar gr\u00e1ficos estad\u00edsticos que nos permitan determinar la condici\u00f3n ambiental del aire. Para ello, deber\u00e1 medir, recolectar y transmitir ciertos compuestos qu\u00ed- micos presentes, como el di\u00f3xido de carbono (C02 ) y di\u00f3xido de nitr\u00f3geno (NO2 ). Adicionalmente, se tomar\u00e1n algunos datos de telemetr\u00eda de inter\u00e9s \u2013el posicionamiento global, temperatura interna y externa, altura, orientaci\u00f3n, presi\u00f3n atmosf\u00e9rica, entre otros\u2013 durante su lanzamiento y descenso, con intervalos de lecturas de los datos de al menos 0.5 s y recuperaci\u00f3n del cansat.<\/p>\n
Palabras clave:<\/strong> picosat\u00e9lite, telemetr\u00eda, posicionamiento global.<\/p>\n ABSTRACT <\/strong><\/p>\n Design and develop a picosatalite capable of measuring, gathering and transmiting certain chemical compounds in the air such as carbon dioxide (CO2 ) and nitrogen dioxide (NO2 ), with the objective of generating statistical graphics that would let us determine the environmental conditions of air. In addition, some interesting telemetry data is going to be taken for example: global positioning, internal and external temperature, height, orientation, atmospheric pressure, etc., during the launching and landing; with interval readings of data of at least 0.5 sec. to be able to obtain them.<\/p>\n Keywords:<\/strong> picosatellite, telemetry, global positioning<\/p>\n Hoy en d\u00eda, los sistemas satelitales cumplen una funci\u00f3n importante en el \u00e1mbito cient\u00edfico y tecnol\u00f3gico. Dentro de sus aplicaciones, se encuentra la captura de datos para medir las variables presentes en un entorno y as\u00ed poder analizar su interacci\u00f3n en un espacio bajo condiciones espec\u00edficas.<\/p>\n El estado del aire y de la atm\u00f3sfera son factores de vital importancia para el bienestar del ser humano. Desafortunadamente, estos dos aspectos no son tomados en cuenta, a\u00a0pesar de que actualmente los niveles de contaminaci\u00f3n son demasiado altos en algunas zonas, lo que puede perjudicar la salud de las personas que se encuentren en contacto directo.<\/p>\n MOTIVACI\u00d3N DEL PROYECTO<\/strong><\/p>\n La realizaci\u00f3n del Capteur-sat surge de la necesidad de implementar una alternativa para medir las variables m\u00e1s sobresalientes de la calidad del aire. De tal manera que al calcular estas caracter\u00edsticas, se intentar\u00e1 determinar si el \u00e1rea de estudio representa un riesgo para la salud del ser humano; cabe mencionar que en la zona sur de Tamaulipas existen indicadores de que el aire presenta \u00edndices elevados de factores contaminantes.<\/p>\n Tambi\u00e9n se intenta, con este proyecto, fomentar en el estado el desarrollo de la tecnolog\u00eda aeroespacial con aplicaciones \u00fatiles en otros sectores de inter\u00e9s.<\/p>\n OBJETIVO DE LA MISI\u00d3N<\/strong><\/p>\n El objetivo es dise\u00f1ar y desarrollar un cansat capaz de medir el nivel de ciertos compuestos qu\u00edmicos presentes en el aire, como el di\u00f3xido de carbono (C02 ), di\u00f3xido de nitr\u00f3geno (NO2 ) y humo, por mencionar algunos. Con el fin de construir gr\u00e1ficos estad\u00edsticos que permitan analizar los datos obtenidos de una manera sencilla.<\/p>\n Adicionalmente, se tomar\u00e1 telemetr\u00eda del instrumento: datos de GPS, temperatura, altura, orientaci\u00f3n y presi\u00f3n atmosf\u00e9rica.<\/p>\n \u00c9xito m\u00ednimo: env\u00edo de datos de telemetr\u00eda durante el ascenso y descenso entre el cansat y la estaci\u00f3n terrena.<\/p>\n \u00c9xito medio: env\u00edo de datos de telemetr\u00eda y de CO2<\/sub> , NO2<\/sub> y humo; muestreo durante el lanzamiento y descenso cada \u00bd s.<\/p>\n \u00c9xito m\u00e1ximo: lograr los dos objetivos de \u00e9xito anteriores; adem\u00e1s, desplegar la informaci\u00f3n gr\u00e1ficamente en un ordenador (estaci\u00f3n terrena) y recuperar el cansat.<\/p>\n REQUERIMIENTOS DE LA MISI\u00d3N<\/strong><\/p>\n GESTI\u00d3N DEL PROYECTO<\/strong><\/p>\n Descripci\u00f3n general del proyecto Capteur-sat <\/strong><\/p>\n En la figura 1 se muestra el diagrama para la implementaci\u00f3n y desarrollo de este proyecto (todas las figuras y tablas de este trabajo son obra de los autores).<\/p>\n La figura 2 muestra el organigrama de cada una de las actividades realizadas por cada integrante del equipo.<\/p>\n Figura 1. Diagrama de operaci\u00f3n del proyecto Capteur-sat.<\/p><\/div>\n <\/p>\n Figura 2. Organigrama de actividades realizadas por los integrantes del proyecto.<\/p><\/div>\n <\/p>\n DESCRIPCI\u00d3N F\u00cdSICA Y ARQUITECTURA DEL PROYECTO<\/strong><\/p>\n Arquitectura del sistema cansat<\/p>\n Figura 3. Arquitectura del sistema Capteur-sat.<\/p><\/div>\n Distribuci\u00f3n de masa<\/p>\n Masa total: 140 gramos.<\/p>\n Figura 4. Distribuci\u00f3n de masa del Capteur-sat.<\/p><\/div>\n Balance de consumo de energ\u00eda estimado<\/strong><\/p>\n La fuente de alimentaci\u00f3n para los componentes del cansat ser\u00e1 mediante una bater\u00eda de litio de 5 V de 2000 mAh, la cual tiene una duraci\u00f3n de 35 min de carga, el tiempo suficiente para poder realizar la misi\u00f3n.<\/p>\n La figura 5 muestra un diagrama del suministro de energ\u00eda de las bater\u00edas para cada subsistema.<\/p>\n Figura 5. Diagrama del subsistema de energ\u00eda.<\/p><\/div>\n Integraci\u00f3n de subsistemas<\/strong><\/p>\n Los subsistemas de Capteur-sat quedan distribuidas en tres etapas importantes: entradas, procesamiento de datos y salidas.<\/p>\n Figura 6. Integraci\u00f3n de subsistemas del Capteur-sat.<\/p><\/div>\n Estos componentes son lo que se tienen actualmente, se pretende poner en funcionamiento otros sensores.<\/p>\n RESULTADOS Y DISCUSI\u00d3N<\/strong><\/p>\n Antes de encapsular el cansat se realiz\u00f3 un dise\u00f1o en 3D de la lata con el software Solid Work como se observa en la figura 7.<\/p>\n Figura 7. Dise\u00f1o en Con la ayuda de una impresora en 3D el dise\u00f1o en Solid Work fue impreso con material TPA (figura 8).<\/p>\n Figura 8. M\u00e1quina impresora en 3D.<\/p><\/div>\n Una vez impresa nuestra lata, se procedi\u00f3 a implementar los circuitos en tablillas para la conexi\u00f3n y distribuci\u00f3n de los dispositivos, para poder encapsularlos de la mejor manera. La figura 9 muestra la estructura final del cansat.<\/p>\n Figura 9. Estructura final del Capteur-sat.<\/p><\/div>\n Despu\u00e9s de ordenar todo, se procedi\u00f3 a implementar la interfaz de visualizaci\u00f3n de datos en un panel de instrumentaci\u00f3n virtual dise\u00f1ado en el software de LabVIEW. Como se muestra en la figura 10.<\/p>\n Figura 10. Panel de instrumentaci\u00f3n virtual en LabVIEW<\/p><\/div>\n De tal manera que los datos enviados del Capteur-sat a trav\u00e9s del procesamiento de los mismos por nuestra computadora de vuelo son recibidos mediante comunicaci\u00f3n inal\u00e1mbrica con protocolo IEE 802.15.4 en los dispositivos Xbee Pro S3 al desplegar los datos que aparecen en la figura 11 (Naylamp Mechatronics, 2015a y 2015b).<\/p>\n Figura 11. Visualizaci\u00f3n de la variable temperatura del picosat\u00e9lite Capteursat.<\/p><\/div>\n <\/p>\n Figura 12. Visualizaci\u00f3n de los datos de vibraci\u00f3n del picosat\u00e9lite Capteursat.<\/p><\/div>\n CONCLUSIONES<\/strong><\/p>\n Aunque los valores obtenidos hasta el momento con el cansat\u00a0no arrojan datos claros para determinar en qu\u00e9 cantidad se\u00a0encuentran los contaminantes en el ambiente, nos ayuda a\u00a0entender que nuestros dispositivos funcionan y con la asesor\u00eda\u00a0adecuada poder determinar la afectaci\u00f3n de inter\u00e9s.<\/p>\n Por lo anterior, trabajaremos en el an\u00e1lisis de los datos, adem\u00e1s de adherir o cambiar algunos componentes para cubrir la mayor\u00eda de las variables solicitadas en el concurso.<\/p>\n El desarrollo de este cansat permite a la zona sur de Tamaulipas una alternativa para evaluar las variables m\u00e1s importantes para la medici\u00f3n de la calidad del aire. Adem\u00e1s, brinda la oportunidad a abrir nuevos t\u00f3picos de investigaci\u00f3n en la zona donde el mayor peso acad\u00e9mico est\u00e1 estrechamente relacionado al \u00e1rea petroqu\u00edmica e industrial.<\/p>\n AGRADECIMIENTOS<\/strong><\/p>\n Agradecemos al rector y al coordinador de ingenier\u00eda mecatr\u00f3nica de la UT de Altamira por todo el apoyo y las facilidades dadas en el desarrollo de este proyecto. Asimismo, al M.C.I.E \u00d3scar Mart\u00ednez por los consejos dados en cada etapa desarrollada.<\/p>\n * Universidad Tecnol\u00f3gica de Altamira.<\/p>\n Contacto: oscar_mtz13@hotmail.com<\/p>\n \n REFERENCIAS<\/strong><\/p>\n Agencia Espacial Mexicana. (2014). Material de ense\u00f1anza del Curso Nacional de Ingenier\u00eda en Sistemas Espaciales aplicado a una misi\u00f3n Cansat, del 8 al 12 de diciembre de 2014, Universidad Aut\u00f3- noma de Quer\u00e9taro, Quer\u00e9taro.<\/p>\n Agencia Espacial Mexicana. (2015). Estructura de un cansat. Consultado el 17 de noviembre de 2015. http:\/\/www.educacion espacial.aem.gob.mx\/cansat.html<\/p>\n Carrasco D., R., y V\u00e1zquez H., S. (2014). Nanosat\u00e9lite basado en microcontroladores PIC: cansat, 3er. Congreso Virtual, microcontroladores y sus aplicaciones, Cuba.<\/p>\n Hangar. (2012). Arduino + Xbee; primeros pasos. Consultado el 10 de agosto de 2016. https:\/\/hangar.org\/webnou\/wp-content\/uploads\/ 2012\/01\/arduino-xbee-primeros-pasos.pdf<\/p>\n Hetpro. (2015). GPS Ublox: NEO-6M m\u00f3dulo GPS con MATLAB por USB. Consultado el 20 de noviembre de 2015. https:\/\/hetprostore.com\/TUTORIALES\/gps-ublox-neo-6m-modulo-con-matlab\/<\/p>\n Naylamp Mechatronics. (2015a). Configuraci\u00f3n del m\u00f3dulo bluetooth HC-06 usando comandos AT. Consultado el 20 de noviembre de 2015. http:\/\/www.naylampmechatronics.com\/blog\/15_Configuraci %C3%B3n\u2014del-m%C3%B3dulo-bluetooth-HC-06-usa.html<\/p>\n Naylamp Mechatronics. (2015b). 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MERAZ ESPINOZA* Y \u00d3SCAR MART\u00cdNEZ HERN\u00c1NDEZ* CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 19, No. 81, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 45 RESUMEN El objetivo de este proyecto es dise\u00f1ar y desarrollar un picosat\u00e9lite capaz de generar gr\u00e1ficos estad\u00edsticos que nos permitan determinar la condici\u00f3n ambiental del aire. 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