CanSat ve Model Uydu İniş, Altimetre ve Telemetri Çalışma Tezgahı

Tek/iki kademeli paraşütleri, Knacke-Pflanz açılma şok yüklerini, MEMS barometrik tepe noktası filtrelerini, RF CSV telemetri hatlarını, rampa pillerini ve NiCr yakma tellerini boyutlandırın.

SYS.SIMULATOR // CANSAT & MODEL SATELLITE ENGINEERING WORKBENCH

Deterministic Descent, Altimeter, Telemetry & Separation Sizer

Coupled troposphere aerodynamics (ICAO Doc 7488 ISA + Knacke 1992 Pflanz opening-shock method), MEMS barometer apogee filtering, RF link & launch-rail standby battery sizing, and NiCr thermal release calculations for PDR/CDR documentation.

AERODYNAMIC & DEPLOYMENT PARAMETERS

Simple 6–8 gore flat polygon; requires a 10–15% apex spill hole to damp pendulum oscillation.

Touchdown Rate v_t

8.76 m/s

Effective S = 895 cm²

Flight Duration & Drift

95.0 s

Wind drift: 428 m

Opening Shock (Pflanz)

31.5 N (9.7 G)

Shroud SF: 21.2×

Target Canopy Sizing

10 m/s → Ø29.8 cm

5 m/s → Ø59.6 cm

  • Single-Stage Descent (Flat Circular (Standard Ripstop Nylon))
  • Horizontal Wind Drift (m, at 4.5 m/s wind)
Simulated Descent Profile: Altitude AGL (m) vs. Elapsed Flight Time (s)0213425638850024487196Elapsed Descent Time (s)Altitude AGL / Horizontal Drift (m)Single-Stage Descent (Flat Circular (Standard Ripstop Nylon))Horizontal Wind Drift (m, at 4.5 m/s wind)
Verileri tablo olarak göster
Elapsed Descent Time (s)Single-Stage Descent (Flat Circular (Standard Ripstop Nylon))Horizontal Wind Drift (m, at 4.5 m/s wind)
08500
24632108
48416216
71212319
96——

MEMS BAROMETER & KALMAN / IIR FILTER CONFIGURATION

Drone/CanSat flight-control standard; hardware IIR filter and FIFO prevent packet loss during pyrotechnic ejection.

hPa →702.0 m AGL

Raw vs. Filtered Alt Noise

±2.1 cm RMS

Unfiltered raw: ±6.8 cm

Vertical Velocity σ_vz

±0.75 m/s

Trigger delay: 0.72 s (18 samples)

Ejection Spike Immunity

MODERATE RISK

Min recommended: ≥15 samples

ISA MISSION PRESSURE TABLE (PAD ELEVATION = 150 m ASL)

Flight EventAltitude AGLExpected PressureFirmware Trigger Rule
Launch Pad Baseline (P₀)0.0 m995.36 hPaStore in FRAM/EEPROM on `CMD,CAL`
Stage-2 Separation Threshold400 m948.90 hPaSTATE==DESCENT && h_filt ≤ 400 m for ≥15 samples
Nominal Apogee850 m898.75 hPav_z < −2.0 m/s for ≥15 samples (+600 ms ejection blanking)

RF TRANSCEIVER & LAUNCH-RAIL POWER PROFILE

Standard for AAS US CanSat Competition (ITU Region 2 ISM band; configure NETID/PAN ID per team).

Slant Range & FSPL

1.99 km

FSPL: 97.6 dB

Link Margin

+34.5 dB

Rx: -66.5 dBm

1st Fresnel Zone r₁

12.8 m

Keep Tripod ≥ 2 m AGL

Min 2S Battery (7.4 V)

420 mAh

Total: 3.10 Wh (incl. 35% margin)

INTERACTIVE CSV TELEMETRY PACKET & BANDWIDTH AUDITOR

Paste a sample ASCII CSV telemetry line from your flight firmware to verify field count, byte length, and RF channel utilization at 4 Hz:

Fields: 16Frame Size (incl. CRLF): 107 BThroughput @ 4 Hz: 3424 bpsAir Duty Cycle: 1.71%

NICHROME 80 (NiCr 80/20) THERMAL CUTTER SIZER

Wire Resistance & Dia

0.41 Ω

Ø0.202 mm

Pulse Current & Power

4.60 A

8.6 W on wire

Surface Heat Flux

113.5 W/cm²

Cut time: ~0.25 s

Release Status

OVERCURRENT RISK

Timeout at 2.5 s

OPEN-HARDWARE CANSAT CAD (.STEP / .DXF) & KICAD CIRCULAR PCB GENERATOR

Download standard-compliant mechanical envelopes (Ø66 × 115 mm ESA CanSat cylinder) and a ready-to-route Ø62.0 mm circular KiCad 7/8 PCB template with 4× M3 standoffs on a Ø53.0 mm bolt circle:

DETERMİNİSTİK FİZİK VE VERİ METODOLOJİSİ

Bu Hesaplayıcı Nasıl Çalışır?

Kaynak modüller: lib/physics/cansat.ts

ICAO troposfer atmosferinde (0–11 km) dört yörünge altı CanSat / Model Uydu alanını çözer: Knacke/Pflanz paraşüt iniş ve açılma şoku mekaniği, MEMS barometrik altimetre filtreleme ve tepe noktası (apogee) tetikleme güvenliği, LoRa/XBee bağlantı ve 2S pil bütçesi ile NiCr 80/20 yakma teli ayrılma hesabı.

Yönetici Denklemler ve Fiziksel Model

Limit iniş hızı ve Knacke/Pflanz açılma şoku kuvveti
v_t = √((2·m·g₀) / (ρ(h)·C_d0·S_eff)),   F_shock = C_d0 · S_eff · (½·ρ·v_dep²) · C_x · X₁(A)

ICAO Doc 7488/3 yoğunluğunu ρ(h), baca delikli etkin alanı S_eff = (πD₀²/4)(1 − γ²) ve Pflanz şok azaltma çarpanını X₁ hesaplar.

MEMS barometre gürültü süzgeci ve NiCr 80/20 ısı akısı
σ_filt = (σ_P / (ρ·g₀))·√(α / (2 − α)),   q'' = I²·R_tel / (π·d_w·L_w)

0,6 s ayrılma geçici rejiminde yanlış tetikleme riskini denetler ve tel yüzey ısı akısını UHMWPE (16 W/cm²) ile Naylon (24 W/cm²) eşikleriyle kıyaslar.

Girdiler, Parametreler ve Birimler

ParametreBirimFiziksel tanım
m, D₀, kubbeg, cm, 7 tipİniş kütlesi, nominal paraşüt çapı, baca deliği oranı ve kubbe tipi (düz dairesel, haç, toroidal, parafoil, otogiro).
h_apo, v_dep, v_rüzgarm, m/s, m/sAyrılma irtifası (AGL), açılma anı bağıl hızı ve yatay rüzgâr hızı.
Sensör, Radyo, AWGBMP/MS5611, LoRa/XBee, 28–36Barometre filtre parametreleri, telemetri/pil safhaları ve Nikrom tel çapı.

Kabuller ve Geçerlilik Sınırları

  • 11.000 m irtifaya kadar ISA troposferik sıcaklık gradyanı (6,5 K/km) ve sabit yatay rüzgâr profili varsayılır.
  • Askı ipi güvenlik katsayısına Knacke §6.3 uyarınca 0,50 düğüm verimi çarpanı dahildir.

Varsayılan Değerlerle Çözümlü Örnek

350 g ESA sınıfı CanSat (36 cm düz dairesel kubbe, 1.000 m AGL, 18 m/s açılma)

Yerde 8,50 m/s limit hızla iner (ESA 8–11 m/s aralığına uygun), 5,6 g açılma şoku ve 4 m/s rüzgârda 459 m sürüklenme üretir; 7,4 V (1,5 Ω seri direnç) ile sürülen 12 mm 30 AWG NiCr tel 47,8 W/cm² akıyla UHMWPE ipi ~0,47 saniyede keser.

Yer limit iniş hızı
8,50 m/s (459 m sürüklenme)
Pflanz açılma şoku
5,6 g (18 m/s açılmada)
BMP388 süzülmüş RMS gürültü
0,019 m (α = 0,15, 25 Hz)
30 AWG NiCr UHMWPE kesimi
47,8 W/cm² (~0,47 s)