Så snart laget är på plats väntar två stora beslut: vilken mikrokontroller ni ska bygga på, och vad ert sekundära uppdrag ska vara. Här är tips för båda delarna, plus vad som krävs om ni vill tävla.
Tävlingskrav i korthet
Vill ni tävla med er CanSat behöver den uppfylla ett antal krav. De viktigaste:
- Ni ska ha byggt och programmerat CanSat:en själva, med eventuellt stöd från lärare eller mentor.
- Det primära uppdraget, att mäta lufttryck och temperatur, är obligatoriskt.
- Utöver det ska den utföra minst ett sekundärt vetenskapligt eller tekniskt uppdrag, till exempel med hjälp av ytterligare sensorer.
- Hela konstruktionen, förutom fallskärm och eventuella antenner, får maximalt vara lika stor som en 33 cl läskburk eller annan behållare med samma storlek (115 mm hög, 66 mm diameter).
- CanSat:en ska väga mellan 300 och 350 gram.
- Den ska överleva att släppas från hög höjd med raket eller drönare.
Fullständiga regler och mallar för projektplan, PDR och CDR finns på huvudsidan för CanSat. Mer bakgrund om tävlingens uppdrag och tekniska ramverk finns på ESA:s hemsida.
Så väljer ni sekundärt uppdrag
Det sekundära uppdraget väljer ni helt själva, och det är där ni får vara som mest kreativa. Ett bra sekundärt uppdrag börjar inte med den mest avancerade idén, utan med den ni faktiskt kan genomföra på den tid och budget ni har. Tänk igenom detta innan ni bestämmer er:
- Vikt och storlek. Allt ska få plats i burken tillsammans med resten av elektroniken (se kraven ovan). Väg och mät komponenterna tidigt.
- Strömförbrukning. Sensorer och extra elektronik drar batteri, och strömmen behöver räcka längre än bara själva fallet, till exempel under väntan på uppskjutningsplatsen. Räkna på det tidigt.
- Tid att bygga och testa. Räkna med flera testomgångar. Ett uppdrag ni hinner testa tre gånger är bättre än ett ni bara hinner testa en gång.
- Vetenskapligt eller tekniskt värde. ESA, som CanSat Sverige är en del av, uppmuntrar lag att låta sig inspireras av riktiga rymduppdrag och att fundera på vilken extra data ni vill samla in utöver tryck och temperatur.
- Bedömningen. Exakt vad som bedöms i just CanSat Sverige framgår av bedömningsmallen. Använd den som facit när ni stämmer av er idé, snarare än antaganden.
Skriv ner tre till fem idéer, väg dem mot punkterna ovan, och välj den ni är mest överens om i laget. Det är bättre att göra något enkelt riktigt bra än något avancerat halvbra.
Så planerar ni arbetet
- Börja med frågan, inte lösningen. Vad vill ni faktiskt ta reda på? Bygg sedan sensorn eller metoden som svarar på just den frågan.
- Bygg en enkel prototyp tidigt. Testa grundidén innan ni lägger tid på att göra den snygg eller kompakt.
- Dokumentera från dag ett. Skriv ner mätvärden, misslyckade tester och ändringar löpande. Det gör både PDR och CDR mycket enklare att skriva.
- Testa i verkliga förhållanden så tidigt som möjligt. Släpp från en höjd, kyl ner komponenterna, eller på annat sätt simulera de förhållanden CanSat:en möter i luften.
- Fråga era mentorer. De har sett många lags uppdrag och kan ofta peka på fallgropar innan ni hamnar i dem.
Mer hjälp och resurser
- Utbildningsmaterial med laborationer för både Raspberry Pi/CircuitPython och Arduino/C++.
- Appendix 4, en guide till sensorer och komponenter.
- Huvudsidan för CanSat med fullständiga tävlingsregler, tidslinje och mallar.
- ESA:s CanSat-sida för det europeiska sammanhanget kring tävlingen.
Fastnar ni i planeringen är mentorerna och arrangörsgruppen första anhalten, hör av er till cansat@rymdelev.se.
Kom igång: välj mikrokontroller
En av de första sakerna laget behöver bestämma är vilken mikrokontroller och vilket programmeringsspråk ni vill använda. De två vanligaste alternativen:
- Raspberry Pi med CircuitPython. Ofta lättare att komma igång med om ni inte har så mycket programmeringsvana sedan tidigare, och mycket prestanda för pengarna. Drar däremot mer ström än Arduino.
- Arduino med C++ (eller en variant av det). Drar mindre ström, men har en något brantare inlärningskurva rent programmeringsmässigt.
Det finns också sensorer som bara fungerar med det ena systemet, så kolla det innan ni bestämmer er. Vill ni köra Raspberry Pi/CircuitPython finns laborationer att utgå från i vårt utbildningsmaterial. Där finns även äldre Arduino/C++-laborationer som är delvis daterade men fortfarande användbara.
Idéer till sekundärt uppdrag
Miljö och atmosfär Luftkvalitet och partikelhalt, luftfuktighet, UV-strålning på olika höjder, ozonkoncentration, vindhastighet under fallet.
Biologi och liv Ta prover från luften och/eller marken där sonden landar, hur sporer eller frön klarar snabb nedstigning, mikroorganismers överlevnad vid tryck- och temperaturförändring.
Fysik och teknik Beräkna sondens position, exempelvis med GPS, magnetfältsmätning, accelerationsmätning och rotation, strålningsnivåer, hur en enkel spektrometer läser av solljus.
Bild och kamera Ta bilder med en kamera och analysera dem, marktäckning eller molnformationer, tidsserier som visar hur landskapet förändras under fallet.
Kommunikation Testa en alternativ metod för att skicka data till marken, jämföra hur olika antenner eller frekvenser presterar under flygningen.
Styrning och landning Simulera en landning på en exoplanet, eller styr sonden med hjälp av fallskärmen. Det senare är ett väldigt svårt uppdrag som kräver mycket arbete, men kan vara rätt utmaning för ett ambitiöst lag.
Material och konstruktion Testa hur olika material eller konstruktioner klarar påfrestningen från uppskjutning och landning, stötdämpning, isolering mot kyla på hög höjd.
Se detta som utgångspunkter, inte en färdig lista. De starkaste bidragen brukar vara idéer laget själva kommit på utifrån något ni är nyfikna på. Om ni inte kommer på något, titta på vilka sensorer som finns till er mikrokontroller (väldigt många!) för inspiration. Vi har sammanfattat en del intressanta sensorer för en CanSat i Appendix 4.
Tre exempel från ESA
ESA, som driver CanSat på europeisk nivå, lyfter själva fram tre typer av sekundära uppdrag som inspiration. Ni behöver inte hålla er till dessa, men de visar bredden i vad ett uppdrag kan vara:
- Avancerad telemetri. Samla in och skicka ner mer avancerad data än primäruppdraget kräver, eller testa en egen kommunikationslösning.
- Styrd landning. Bygg in styrning eller en anpassad fallskärm/krockkudde för att kunna landa CanSat:en på en bestämd plats.
- Planetsond. Låt CanSat:en simulera en utforskningsfärd till en annan planet, och samla in mätningar på marken efter landning (till exempel jordprover, fukthalt eller temperatur).
Vanliga misstag att undvika
- Att välja ett uppdrag som är för ambitiöst för tiden ni har, och att inte ha en enklare backup-plan om det inte fungerar.
- Att inte testa hur sensorn beter sig vid låg temperatur och lågt tryck, vilket skiljer sig mycket från rumstemperatur.
- Att glömma bort strömbudgeten när fler sensorer läggs till.
- Att samla in data utan en tydlig plan för hur den ska analyseras och presenteras efteråt.
- Att vänta för länge med att bygga en fungerande prototyp, så att det inte finns tid kvar för justeringar.
