Projeto e implementação do sistema de potência elétrica do satélite ST-OBSAT-01
| dc.contributor.advisor1 | TEIXEIRA, Raphael Barros | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4902824086591521 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0003-2993-802X | pt_BR |
| dc.creator | PANAGIO, Dário Fernando da Silva | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6751362329098519 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2024-03-05T18:14:36Z | |
| dc.date.available | 2024-03-05T18:14:36Z | |
| dc.date.issued | 2024-02-22 | |
| dc.description.abstract | The mission called Super Time Brazilian Satellite Olympics 01 (ST-OBSAT-01) aims to launch a 1U CubeSat, i.e., with dimensions of 10 x 10 x 10 cm, in the year 2024. The goal is to design a low-cost satellite by leveraging commercially available components. This work is focused on the development of the Electrical Power System (EPS) of the ST-OBSAT-01 satellite, which comprises an energy acquisition, storage, distribution, and monitoring system. Additionally, the EPS must meet mission requirements in various aspects, such as standardization, connections with other subsystems, operational requirements, power consumption, among others. This thesis describes the design, analysis, implementation, and testing of an EPS module, which is a essential part of the satellite. The developed EPS has input for up to six solar panels, interconnected to the rest of the system through three parallel DC-DC boost converters incorporating a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm. A centralized EPS architecture was adopted. Buck- boost DC-DC converters provide regulated outputs at 3.3 V and 5 V to the satellite’s other systems. The regulated outputs are distributed from an unregulated central bus connected to a rechargeable 4.2 V Li-ion battery. The EPS also incorporates load protection circuits, safety switches, and a microcontroller capable of managing, monitoring, and providing telemetry data from the EPS to the satellite’s On-Board Computer (OBC). The final product of this work is a module composed of two Printed Circuit Boards (PCBs), which together form the EPS. The module’s functionality was tested, and the results were properly documented. The tests ranged from visual inspections to integration, electrical measurements, and telemetry system data acquisition. During the testing process, points requiring correction, enhancement, and improvements were identified. Overall, the module demonstrated good performance, aligning with most of the initial project expectations. All relevant documentation for module fabrication, design, programming codes, and future updates has been made available on GitHub. | pt_BR |
| dc.description.resumo | A missão denominada Super Time Olimpíada Brasileira de Satélites 01 (ST-OBSAT-01) tem como propósito lançar um nanossatélite da categoria CubeSat 1U, ou seja, com dimensões de 10 x 10 x 10 cm, no ano de 2024. O objetivo é projetar um satélite de baixo custo explorando o uso de componentes comercialmente disponíveis. Este trabalho está concentrado no desenvolvimento do Sistema de Potência Elétrica (EPS, do inglês Electrical Power Subsystem) do satélite ST-OBSAT- 01, que é composto por um sistema de aquisição, armazenamento, distribuição e monitoramento de energia. Além disso, o EPS deve atender os requisitos da missão em diversas frentes, tais como a padronização, as conexões com os demais subsistemas, os requisitos de operação, o consumo, entre outros. Esta monografia descreve o design, análise, implementação e os testes de um módulo EPS, que é uma parte essencial do satélite. O EPS desenvolvido possui entrada para até seis painéis solares, os quais são interligados ao restante do sistema por meio de três conversores DC-DC boost em paralelo que incorporam um algoritmo de Rastreamento do Ponto de Máxima Potência (MPPT). Uma arquitetura centralizada de EPS foi adotada. Conversores DC-DC buck-boost disponibilizam saídas reguladas em 3,3 V e 5 V aos demais sistemas do satélite. As saídas reguladas são distribuídas a partir de um barramento central não regulado, conectado a uma bateria recarregável de Li-ion de 4,2 V. O EPS também incorpora circuitos de proteção das cargas, interruptores de segurança e um microcontrolador capaz de gerenciar, monitorar e fornecer dados de telemetria do EPS ao Computador de Bordo (OBC, do inglês On-Board Computer) do satélite. O produto final deste trabalho é um módulo composto por duas Placas de Circuito Impresso (PCBs, do inglês Printed Circuit Board), que juntas formam o EPS. A funcionalidade do módulo foi testada e os resultados foram devidamente documentados. Os testes abrangeram desde inspeções visuais até a integração, as medições elétricas e a aquisição de dados do sistema de telemetria. Durante o processo de teste, foram identificados pontos que necessitavam de correção, aprimoramento e melhorias. No geral, o módulo demonstrou um bom desempenho, alinhando-se a maior parte das expectativas iniciais do projeto. Toda a documentação pertinente à fabricação do módulo, projeto, códigos de programação e futuras atualizações foi disponibilizada no GitHub. | pt_BR |
| dc.identifier.citation | PANAGIO, Dário Fernando da Silva. Projeto e implementação do sistema de potência elétrica do satélite T-OBSAT-01. Orientador: Raphael Barros Teixeira. 2024. 135 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia Elétrica, Campus Universitário de Tucuruí, Universidade Federal do Pará, Tucuruí, 2024. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6874. Acesso em:. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6874 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.source.uri | Disponível na Internet via Sagitta | pt_BR |
| dc.subject | CubeSat | pt_BR |
| dc.subject | Conversores DC-DC | pt_BR |
| dc.subject | EPS | pt_BR |
| dc.subject | PCB | pt_BR |
| dc.subject | Olimpíada Brasileira de Satélites | pt_BR |
| dc.subject | DC-DC converters | pt_BR |
| dc.subject | Brazilian Satellite Olympics | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::SISTEMAS AEROESPACIAIS::SATELITES E OUTROS DISPOSITIVOS AEROESPACIAIS | pt_BR |
| dc.title | Projeto e implementação do sistema de potência elétrica do satélite ST-OBSAT-01 | pt_BR |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia | pt_BR |