Diseño de un prototipo de medición de la actitud en tierra de un pico-satélite de estandar cubesat

Abstract

En este documento se presentan los primeros resultados en el desarrollo de un prototipo de simulación de actitud en Tierra para picosatélites y se ha diseñado un modelo de la interfaz mecánica para un CubeSat en la configuración 1U, construido y validado por estudiantes de pregrado de Ingeniería Electrónica de la Universidad Industrial de Santander (UIS). El modelo funcional hace uso de una suspensión tipo cardan, el modelo CubeSat se coloca en el centro del anillo interno de la suspensión. El mecanismo puede girar en todas las direcciones x, y, z. El vector de actitud representado mediante un quaternion es medido en tiempo real por una unidad de medida inercial (IMU) de 9 grados de libertad colocado en la maqueta CubeSat. Las mediciones del acelerómetro, giroscopio y magnetómetro de la IMU son usadas para calcular el vector de actitud. La IMU previamente calibrada usando codificadores de alta resolución (600 pasos por vuelta) conectados a un sistema integrado basado en el micro controlador ATmega368 que funciona a una velocidad de reloj de 16 MHz. Aquí se presenta el informe de diseño y construcción de un modelo funcional encargado de reproducir el comportamiento aleatorio de la actitud de un pico-satélite de estándar CubeSat que se utilizará para verificar una estrategia de estimación basada en el filtro de kalman. Ademas contiene un marco conceptual, la metodología, la descripción de la estructura del giroscopio de tres ejes, el CubeSat, los elementos de hardware involucrados, los resultados y las conclusiones.