Návrh elektronického subsystému pro simulátor dopadu ve snížené gravitaci

Abstract

Tato práce se zaměřuje na vývoj elektronického subsystému pro zařízení simulující dopad při podmínkách snížené gravitace. V úvodu se rešeršní část práce nejprve zabývá průzkumem možností simulace mikrogravitace a snížené gravitace a jejich porovnáním, v další části jsou charakterizovány a porovnány tři vybrané potenciální přístupy pro vytvoření elektronického subsystému simulátoru dopadu. V praktické části této diplomové práce je popsán návrh a realizace zmíněného elektronického subsystému. Základem elektronického subsystému je řídicí jednotka, která byla vytvořena na základě mikrokontroleru od společnosti STMicroelectronics, pomocí ní je v systému snímán tlak, poloha, zrychlení, síla a dále je řídicí jednotka využita pro řízení krokového motoru. U každého prvku je popsána jeho integrace do systému jak z hlediska hardwaru, tak i softwaru. Pro interakci se systémem bylo dále vyvinuto grafické uživatelské rozhraní pro PC, na které se zaměřuje další z kapitol. V závěru práce je popsána činnost elektronického subsystému v průběhu experimentu a následně je navržený subsystém zhodnocen.

The focus of this thesis is development of an electronic subsystem for reduced gravity impact simulator. The research part of this thesis firstly covers methods used for simulation of microgravity or reduced gravity and compares them. Another part of research focuses on three selected potential approaches to creating the electronic subsystem for this device. The second, practical, part of this thesis describes the design and development of the electronic subsystem. The foundation of the electronic subsystem is a control unit which has been developed on the basis of an STMicroelectronics microcontroller. Using the control unit, the electronic subsystem measures pressure, position, acceleration and force in the system. Another task of the control unit is control of a stepper motor. Integration of individual elements into the electronic subsystem is described both in terms of software and hardware. Furthermore, a graphic user interface program for PC has been developed as a means to interact with the system. In the final part of the thesis, the operation of the electronic subsystem is described and lastly, the electronic subsystem is evaluated.