Resumen del proyecto

Nuestro proyecto está inspirado en la reciente erupción volcánica que tuvo lugar en la isla de La Palma. Pensamos que era una buena idea crear un CanSat para monitorear la actividad del volcán, un microsatélite que se despliega en el área afectada y registra los parámetros que nos permiten saber la evolución del proceso eruptivo.

En primer lugar, medimos el tremor, que son terremotos o vibraciones casi imperceptibles para los seres humanos. Estos son de gran importancia, puesto que son precursores de erupciones volcánicas, y permiten medir la intensidad de las mismas. Para ello, instalamos un sensor Altimu, que detecta la aceleración en los tres ejes (x, y, z). Las anomalías en la continuidad de estos valores indican la presencia de tremores.

Otro punto de nuestra misión científica es la medición del Índice de Calidad del Aire (ICA), para alertar a la población de concentraciones elevadas perjudiciales para su salud. Para ello, medimos las partículas PM10 (diámetro menor a 10 µm) y CO2.

También hemos implementado una cámara térmica en la parte inferior de nuestro dispositivo, con el fin de medir la temperatura del penacho, de las fumarolas y de las coladas lávicas. Finalmente, se usa para detectar posibles nuevas bocas eruptivas, mediante la detección de puntos calientes en el terreno.

Por otro lado, colocamos  una bobina de cobre en el paracaídas. Al pasar por el campo eléctrico creado en el penacho, seremos capaces de detectarlo por la inducción electromagnética que se produce en el solenoide debido a la presencia de un campo magnético asociado al eléctrico. La señal de entrada analógica se amplifica con un par darlington para obtener datos válidos.

Por último, simularemos la caída del satélite en tres dimensiones, mediante el uso de un programa de desarrollo propio que se nutre de los valores de posición proporcionados por el GPS del CanSat. Creamos el software con el Game Engine UNITY 3D, y los mapas, con el programa de modelado 3D, BLENDER.

Además de todo esto, el CanSat cumple con la misión primaria propuesta por el concurso, que consiste en registrar cada segundo la presión y temperatura, y calcular la altitud mediante la fórmula barométrica.

Todos los datos registrados son enviados a través de LoRa una tecnología de comunicación de radio frecuencia que nos permite establecer conexión  con la estación de tierra, que los recibe con una antena yagi que nosotros mismos construimos. La telemetría llega cifrada por el protocolo AES (unos de los métodos de encriptación más seguros que existen).

Finalmente, exportamos los datos obtenidos durante el lanzamiento a una hoja de cálculo y construiremos gráficas a partir de ellos para comparar los valores y llegar a una conclusión final.

Lista de componentes y sus fichas técnicas
Acelerómetro MinIMU

Proporciona datos duplicados del BME 280 como la temperatura o la presión, pero además consta de un acelerómetro, que es empleado para medir la intensidad del tremor volcánico, es decir, los movimientos sísmicos.

Adafruit RFM95W Lora Radio transceiver

Módulo de LoRa para la emisión y recepción de datos, empleado tanto en el CanSat como en la Estación de Tierra. Trabaja a 868 MHz y tiene conexión SPI con la Raspberry Pi Pico. Se le puede incorporar cualquier antena, lo que nos permite probar distintos modelos y ver cuales son los que mejor se adaptan a nuestro proyecto.

Adafruit AMG8833 IR Thermal Camera

Cámara térmica situada en la capa inferior del CanSat, con una resolución de 8 x 8 píxeles. Es un modelo económico y pequeño que se adapta a nuestro proyecto. Aporta una matriz de 8 x 8 valores de temperatura en cada punto, con lo que se pueden construir fácilmente imágenes térmicas de la zona eruptiva que se estuviese estudiando.

Sensor óptico de polvo Sharp GP2Y1010AU0F

Detecta partículas muy finas de polvo en el aire, por lo que lo emplearemos para medir la concentración de PM10, pudiendo así determinar la calidad del aire en la zona eruptiva.

Sensor de calidad del aire CCS811 VOC y CO2

Este sensor se implementará en el CanSat para llevar a cabo la detección de CO2, como un factor para determinar la calidad del aire.

BME280

Es un sensor ambiental capaz de medir temperatura, presión barométrica y humedad. Es utilizado para llevar a cabo la misión primaria.

GPS

Cuenta con un receptor de alta sensibilidad y actualiza su posición 10 veces por segundo. Puede conectarse hasta a 22 satélites en 66 canales diferentes. Proporciona datos de latitud, longitud, altitud, etc. que son utilizados en nuestro proyecto para efectuar su localización.

Paracaídas

El paracaídas es un modelo que evita el cabeceo durante la caída, que nosotros mismos hemos diseñado y fabricado

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