Die Zahl der Satelliten, Raumfahrzeuge und Schrottteilchen, welche sich im All befinden, steigt immer weiter an. Um die Annäherung zweier Satelliten im All zu simulieren und Sensoren hierfür zu entwickeln, betreibt der Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität München das RACOON-Lab. Es handelt sich um einen Hardware-in-the-Loop Simulator, welcher zwei Satellitenmodelle, sowie zwei Leuchtquellen für Sonnenlicht und Erdalbedolicht umfasst. Um das reale Lichtspektrum möglichst genau nachzubilden, wird auf Metallhalogenidlampen zurückgegriffen. Um die Lampen nicht zu beschädigen, ist es notwendig einige Sicherheitsaspekte zu beachten. Der Sonnensimulator darf nicht in heißem Zustand, also direkt nach dem Ausschalten, wieder gezündet werden, sondern muss vorher mehrere Minuten abkühlen. Diese Arbeit dokumentiert den Entwurf, die Programmierung und die Implementierung einer einheitlichen Mikrocontrollersteuerung für beide Simulatoren, sowie die Entwicklung einer grafischen Benutzeroberfläche zur Ansteuerung der Lampen. Es werden die wichtigsten der Arbeit zugrundeliegenden Konzepte erklärt, mehrere Varianten zentraler Bauteile vorgestellt und die jeweils am Besten geeignete daraus ausgewählt. Zur Steuerung wird ein NodeMCU Board mit einem esp8266 Mikrocontroller eingesetzt. Dieser bietet den großen Vorteil einer bereits implementierten W-LAN Schnittstelle, sowie passender Arduino Bibliotheken. Um die Temperatur der Lampe zu erfassen und überwachen zu können, wird ein Thermoelement in die Steuerung integriert. Damit der Sonnensimulator nicht heiß wieder gezündet werden kann, wird zusätzlich die Ausschaltzeit mit einer Real Time Clock überwacht. Diese liefert unabhängig von der normalen Stromversorgung die aktuelle Uhrzeit und ermöglicht es im Speicher des Mikrocontrollers die Zeit zu speichern, wann die Lampe ausgeschaltet wurde. Die Programmierung der Steuerung findet in der Arduino-Entwicklungsumgebung statt. Es werden sämtliche Sicherheitsfunktionen in die Mikrocontrollersteuerung implementiert, um die Sicherheit der Steuerung vom Bediencomputer unabhängig zu gestalten. Die grafische Benutzeroberfläche wird mittels C# und Windows Presentation Foundation erstellt. Alle Bedienelemente einer Steuerung finden sich zusammengefasst auf einer Seite, es kann zwischen den beiden Simulatorsteuerungen per Tab gewechselt werden. Damit der Bediener einen Überblick über den Status der Lampen bekommt, werden Temperatur- und sonstige Zustandsinformationen, sowie Fehler- und Statusmeldungen der Steuerung in der Oberfläche angezeigt. Die Kommunikation zwischen Mikrocontroller und GUI ist mittels HTTP-Server Konzept realisiert. Der Mikrocontroller fungiert als Server und die Bedienoberfläche als Client.     «

Die Zahl der Satelliten, Raumfahrzeuge und Schrottteilchen, welche sich im All befinden, steigt immer weiter an. Um die Annäherung zweier Satelliten im All zu simulieren und Sensoren hierfür zu entwickeln, betreibt der Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität München das RACOON-Lab. Es handelt sich um einen Hardware-in-the-Loop Simulator, welcher zwei Satellitenmodelle, sowie zwei Leuchtquellen für Sonnenlicht und Erdalbedolicht umfasst. Um das reale Lichtspektrum möglichst gen...     »

The number of satellites, spacecraft and space debris is continuously increasing. In order to simulate the approach of two satellites in space and to develop sensors for this purpose, the Institute of Astronautics of the Technical University of Munich operates the RACOON-Lab. The lab is a hardware-in-the-loop simulator that comprises two satellite models and two light sources for sunlight and earth-albedo light. In order to reproduce the real light spectrum as accurately as possible, metal halide lamps are used. To avoid damage to the lamps, it is necessary to consider some safety aspects. The sun simulator must not be re-ignited in a hot state, i.e. immediately after switching off, but must be cooled down for several minutes beforehand. This work documents the design, programming and implementation of a uniform microcontroller control for both simulators, as well as the development of a graphical user interface to control the lamps. The most important concepts on which the work is based are explained, several variants of central components are presented and the most suitable ones are selected. A NodeMCU board with an esp8266 microcontroller is used for control. This offers the advantage of an already implemented W-LAN interface as well as suitable Arduino libraries. In order to measure and monitor the temperature of the lamp, a thermocouple is integrated into the control. To prevent the sun simulator from being re-ignited hot, the switch-off time is additionally monitored with a real time clock. The real time clock provides the current time independently of the normal power supply and allows to store the switch-off time in the memory of the microcontroller. The programming of the control is performed in the Arduino development environment. All safety functions are implemented in the microcontroller control to make the safety of the control independent of the operating computer. The graphical user interface is created using C# and Windows Presentation Foundation. All control elements of a control system are combined on one page, it is possible to switch between the two simulator controls by tab. To give the operator an overview of the status of the lamps, temperature and other status information as well as error and status messages from the controller are displayed in the user interface. The communication between microcontroller and GUI is realized via the HTTP server concept. The microcontroller acts as server and the user interface as client.     «

The number of satellites, spacecraft and space debris is continuously increasing. In order to simulate the approach of two satellites in space and to develop sensors for this purpose, the Institute of Astronautics of the Technical University of Munich operates the RACOON-Lab. The lab is a hardware-in-the-loop simulator that comprises two satellite models and two light sources for sunlight and earth-albedo light. In order to reproduce the real light spectrum as accurately as possible, metal halid...     »