Магнитометр

Виртуальное потребление - 40мА

Рисунок 1. Магнитометр

Чаще всего при проектировании космических аппаратов, работающих на низких орбитах, в качестве одного из устройств определения ориентации (как правило, дополняющего солнечные датчики), используют магнитометр (рисунок 1).

Магнитометр измеряет магнитное поле вокруг себя, выдавая три компоненты вектора индукции магнитного поля, в единицах, измеряемых в Тесла. В идеальных условиях магнитометр на борту спутника измеряет именно геомагнитное поле Земли - то самое, которое заставляет поворачивать стрелку компаса у наземного пользователя. Однако в реальной жизни конструкция любого спутника содержит в своем составе магнитные материалы (например, постоянные магниты электроприводов), поэтому магнитометр измеряет некое суммарное поле Земли и поле самого спутника - т.н. суперпозицию полей.

Сравнение показаний магнитометра с расчетными значениями модели геомагнитного поля позволяют оценить ориентацию (а в некоторых случаях и положение) космического аппарата в пространстве. При проведении экспериментов с конструктором ОрбиКрафт предполагается использование магнитометра в качестве прибора как для определения ориентации, так и для определения положения спутника на «орбите», т.е. для навигации. При этом «геомагнитное» поле, измеряемое магнитометром на борту, создается специальной лабораторной оснасткой Терра и управляется от компьютера по заранее заданному и известному закону управления.

Для получения текущих показаний магнитометра используется функция (на языке C):

int32_t magnetometer_request_raw(uint16_t num,int16_t *pRAW_dataX,int16_t *pRAW_dataY,int16_t *pRAW_dataZ); 

Внутри констуктора ОрбиКрафт, как и на реальных аппаратах, показания магнитометра зависят не только от внешнего «геомагнитного» поля. Другие приборы (в основном двигатели-маховики и система энергопитания) могут вносить помехи в измерения, поэтому не рекомендуется установка магнитометра в непосредственной близости от этих устройств.

Код проверки магнитометра на языке C

  #include "libschsat.h"
 
  /*
  ** Lab 2: get a raw data from a magnetometer
  */
  void control(void)
  {
    int i;
    const int num = 1;  /* magnetometer #1 */  
    printf("Enable magnetometer #%d\n", num);  
    magnetometer_turn_on(num);
    Sleep(1);   
    printf("Get RAW data from magnetometer #%d\n", num);  
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        int16_t x, y, z;
        if (LSS_OK == magnetometer_request_raw(num, &x, &y, &z)) {
            printf("%d: x=%d y=%d z=%d\n", i, x, y, z);
        } else {
            puts("Fail!");
        }
        Sleep(1);
    }
    printf("Disable magnetometer #%d\n", num);
        magnetometer_turn_off(num);
  }

Код проверки магнитометра на языке Python

  def control(): # Основная функция программы, в которой нужно вызывать остальные функции
      mgn_result = [0,0,0,0] # Инициализируем mgn_result
      num = 1
      print "Enable magnetometer №", num
      magnetometer_turn_on(num)
      sleep(1)
      print "Get RAW data from magnetometer"  
      for i in range(10):
          mgn_result = magnetometer_request_raw(num)
          if not mgn_result[0]: # если датчик вернул сообщение об ошибке,
              print "state:", mgn_result[0], "x_raw =", mgn_result[1], "y_raw =", mgn_result[2], "z_raw =", mgn_result[3] # Обратите внимание на символ переноса строки!
          elif mgn_result[0] == 1:
              print "Fail because of access error, check the connection"
          elif mgn_result[0] == 2:
              print "Fail because of interface error, check your code"
          sleep(1)
 
      print "Disable magnetometer №", num
      magnetometer_turn_off(num)