طراحی، ساخت و تست زیر مجموعه ثبت اطلاعات آکوستیک برای کپسول زیستی کاوشگر پژوهش

نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسنده

پژوهشکده سامانه های فضانوردی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

10.30699/jsst.2020.103810

چکیده

در این مقاله طراحی، ساخت و تست زیرمجموعه ثبت داده های آکوستیک 24 بیتی برای کپسول زیستی کاوشگر پژوهش تشریح می‌شود. زیرمجموعه طراحی شده از حسگر آکوستیک 4942 شرکت بی اند کی استفاده و اطلاعات خوانده شده را به جهت افزونگی در یک کارت میکرو اس دی ذخیره می‌نماید. سرعت نمونه گیری 48000 نمونه در ثانیه و پهنای باند زیرمجموعه ثبت داده 4 تا 23 کیلو هرتز اندازه گیری شده است. با توجه به محدودیت‌های تجهیزات آزمایشگاهی، رنج دینامیکی در حدود 113 دسی بل اندازه گیری شده است که منجر به تشخیص سیگنال‌های آکوستیکی مابین 27 دسی بل تا 140 دسی بل می‌گردد. جهت پردازش، انتقال اطلاعات و ذخیره سازی از پردازنده آرم کورتکس ام3 استفاده شده است. با توجه به حجم داده استخراج شده، سرعت ذخیره سازی 3 مگابیت بر ثانیه است. توان مصرفی کل زیر مجموعه آکوستیک به همراه حسگر آکوستیک و برد تامین توان، 8/2 وات اندازه گیری شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

design, implementation and test of acoustic data acquisition subsystem for space Bio-capsule of Pajohesh explorer

نویسنده [English]

  • Peyman Aliparast
Department of Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, IRAN
چکیده [English]

in this paper, design, implementation and test of 24 bit acoustic DAQ subsystem for bio-capsule of Pajohesh explorer is presented. the proposed structure has been used B&K 4942 microphone as input sensing element. the proposed DAQ, has 48Ksps speed, 24 bit resolution, 113dB dynamic range and 23 KHz BW. we used a ARM Cortex M3 for signal handling and processing. the acquiescing data have been sending to Bio- capsule FC and also recorded in a Micro-SD card. power consumption of the proposed DAQ is obtained 2.8W. the proposed DAQ take a place with dimentions of 40*40*100 mm3 inside of bio-capsule stand.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acoustic
  • Analog to digital converter
  • Microphone
  • bio-capsule
[2]  Hajebrahimi, Z., Alidoosti, L., Arabian, M., Alavi, E., Ebrahimi, M., and Bahramian, M., “The Study of Hypergravity and Flight Stress on Different Cell Lines Function in Sounding Rocket”, Journal of Space Sciences and Technologies, Vol. 6, No. 4, 2014, pp. 73-79, (In Persian).
[3]   Roller, C.A. and Clark, J.B.,“Short-duration Space Flight and Hearing Loss”, Otolaryngol Head Neck Surg., Vol. 129, No. 1, 2003, pp. 98-106.
[4]  Ebrahimi, M. and et. al., Research Probe System Requirements Matrix, Research Probes System Reports, Aerospace Research Institute, Tehran, Iran, 2013.
[5]  Available, [Online]: https://www.bksv.com/
[6]  Maloberti, Franco., Data Converters, Publisher: Springer US, ISBN: 978-0-387-32486-9, 2007.
[7]  Available, [online]: https://www.analog.com/en/products/ ad7760.html#product-overview
[8]  Available, [online]: https://www.cirrus.com/products/ cs5381/
[9]  Available, [online]: http://www.ti.com/product/PCM4222
[12] Khosh Baten, M., Complete Reference of ARM Microcontrollers: NXP LPC17xx Edition, Ghalam Azin Pub., Mashhad, Iran, 2012, (In Persian).
[13] NASA Technical Standard, “Payload Vibroacoustic Test Criteria, Measurement System Identification:” Nasa-Std-7001a, National Aeronautics and Space Administration Approved: 01-20-2011 Washington, DC, 20546-0001, 2011.
[14]Hill, G.M. and Evans, R.K., “Advanced Distributed Measurements and Data Processing at the Vibro-acoustic Test Facility, GRC Space Power Facility, Sandusky, Ohio-an Architecture and an Example”, 25th Aerospace Testing Conference, USAF/The Aerospace Corporation, El SegundoCalifornia, United States, October 2009.
[15] Richard K. Evans and Gerald M. Hill, “Data Acquisition System Architecture and Capabilities at NASA GRC Plum Brook Station’s Space Environment Test Facilities”, 27th Space Simulation Conference, Annapolis, Maryland, November 5–8, 2012.
[16] NASA Systems Engineering Handbook, Nasa/Sp-2016-6105 Rev2 Supersedes SP-2007-6105 Rev 1 dated December, 2007.