توسعه و آزمون مدارات راه انداز و اخذ داده از حسگر تصویری ردیاب ستاره
Title Proper
Development and Test of Driving and Acquisition Circuits for Imaging Sensor of a Star Tracker
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
حمید ابریشمی مقدم
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۴۰۱
Discipline of degree
کامپیوتر
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
ردیاب ستاره یک ابزار جهتیابی فضایی است که با توجه به محل قرارگیری ستارههای موجود در میدان دید، جهت جغرافیایی را تعیین مینماید. اهمیت این نوع ردیاب در دقت بالای آن در جهتیابی و عدم نیاز به مقداردهی اولیه است. در این پایاننامه، ادوات و زیرساختهای سختافزاری و نرمافزاری ردیاب ستاره، مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا چند نمونه از ردیابهای ستاره موجود در بازار به صورت اجمالی بررسی شده و پس از ارائه شمای مفهومی از سامانه ردیاب ستاره؛ بر همان اساس، هریک از زیربخشهای مکانیکی و الکترونیکی، جداگانه تحلیل و بررسی شدند. در بررسی جزئی، مشترکات و تفاوتهای سامانههای تجاری نیز لحاظ گردید. مقصود از این بررسی ایجاد درکی جهت کار با مجموعه ردیاب نصیر، توسعهیافته در دانشگاه صنعتی خواجه نصیر و با هدف تکمیل و راهاندازی آن بود. در بخش الکترونیکی سامانه، حسگر تصویری کوپلشارژ در دسترس، موضوع اصلی بررسی بوده و به این جهت مدارات راهانداز آن، از جمله مدارات مربوط به کلاک، بایاس دیسی، تقویتکنندگی و پردازنده سیگنال آنالوگ جهت تبدیل از حوزه آنالوگ به دیجیتال خروجی حسگر، مطالعه گردید. جهت کنترل عملکرد و زمانبندی سیگنالهای کلاک اعمالی به حسگر تصویری و پردازنده سیگنال آنالوگ و همچنین کنترل عملکرد راهانداز شاتر از ادوات منطقی برنامهپذیر استفاده گشت. پردازنده سیگنال دیجیتال ویدیویی، جهت ا مر اخذ تصویر از سکوی ارزیابی حسگر تصویری، به عنوان گیرنده قاب تصویر، مورد بررسی و آزمایش قرار گرفت. در بخش مکانیکی سامانه نیز با توجه به شاتر در دسترس که از نوع مکانیکی ورقهای و بیا ستابل است؛ بررسی و آزمون به عمل آمد. در تکمیل بخش مکانیکی سامانه؛ راهانداز شاتر، عیبیابی، مونتاژ و راهاندازی شد. در تکمیل بخش الکترونیکی سامانه نیز ابتدا هریک از دو جز اصلی، یعنی حسگر تصویری و پردازنده سیگنال دیجیتال با عنوان گیرنده قاب تصویر، بررسی گشت و از صحت عملکرد آنها اطمینان حاصل شد. تصویر دریافتی از برد ارزیاب حسگر تصویری توسط گیرنده قاب تصویر، اخذ و ظهور یافت. پس از آن، مجموعه نهایی، یعنی ردیاب ستاره ن صیر؛ عیبیابی، سرهمبندی و راهاندازی گردید. تصاویر اخذ شده از سامانه ردیاب ستاره نصیر، موید صحت عملکرد برد تصویربردار و مجموعه مکانیکی تکمیل شده می باشد.
Text of Note
Star Tracker is an aerospace navigation device that determines spatial orientation based on the location of stars in the field of view. This type of tracker is important due to its precise orientation determination and lack of need for initialization values. Also, in this device, the error is not accumulated since the decision is based on starts. In this thesis, the hardware and software infrastructures of a typical star tracker were studied. In the first step, some commercial star trackers were overviewed. After that, a conceptual schematic was obtained and mechanical and electronic infrastructures were surveyed on that basis. In this survey, commonalities and differences between that commercial star trackers were considered. The goal of this survey was to obtain a perception of working with Nasir Star Tracker, developed at the K.N.Toosi University of Technology, with aim of fulfillment and establishment. For the electronic part of the system, the main goal of this study was the available CCD sensor. Therefore, driver circuits of this part like clock drivers, bios voltage circuits, amplification circuits, and analog signal processors for converting the sensor output from analog to digital domain, were studied. Programmable logic devices were used to control the functionality and timing of applied clock signals to ADC and CCD. Also, CPLD was used as the controller unit of the shutter driver. A Digital signal processor was studied and examined to be used as the frame grabber to capture image data from the CCD evaluation board. For the mechanical part of the system, the available bi-stable leaf mechanical shutter was studied and examined. To fulfill the mechanical section of the system, the shutter driver was diagnosed, assembled, and established. To fulfill the electronic section of the system, first, to ensure the reliability of the two main parts of the system, the imaging sensor, and the digital signal processor were checked. The received image of the CCD evaluation board was grabbed and displayed via the Davinci DSP evaluation board as the frame grabber. After that, Nasir Star Tracker was diagnosed, assembled, and established as the final set. The accuracy of the established imager board and mechanical set could be confirmed with the captured image from the final set.