Konsep Awal ADCS

Persyaratan

•Kebutuhan pointing satelit di 3 axis (payload kamera optik).

•Dimensi yang cukup kecil untuk ukuran satelit.

•Konsumsi daya rendah.

•Keperluan redundant system dengan beberapa alternatif metode redundancy.

Mode Operasi 

Automatic Attitude Control

• Memberikan kemampuan untuk mengambil gambar dengan payload kamera di berbagai titik pada orbit. 
• Karena kontrol dilakukan menggunakan informasi attitude dari sensor, untuk beberapa konfigurasi sensor-aktuator (contohnya mangetometer-magnetorquer) diperlukan strategi khusus dalam mengontrol attitude satelit. 

Manual Attitude Control

• Memberikan kemampuan kontrol secara real-time. 
• Sensor attitude bisa didapat dari kamera optik karena lebih intuitif untuk operator. 
• Hanya bisa dilakukan saat satelit masuk dalam jangkauan sinyal dari ground station kontrol.

Sensor

Secara umum sensor attitude terbagi menjadi dua: inersial dan referensial. Sensor referensial membaca attitude melalui vektor satelit terhadap objek perbandingan (reference), seperti bumi, matahari, rasi bintang, atau arah medan magnet. Contoh sensor pada tabel sebelumnya merupakan sensor referensial. Sensor inersial membaca kecepatan sudut yang dialami satelit dalam koordinat inersialnya.

Kedua jenis sensor biasa digunakan sekaligus untuk menambah akurasi dan menghasilkan data yang reliable. Dalam aplikasi di ITB-SAT, sensor yang digunakan adalah magnetometer (menjadi keharusan jika aktuator menggunakan magnetorquer), sun sensor, dan gyroscope. Berikut alternatif dari tiap jenis sensornya:

•Magnetometer

HMC5843 dari Honeywell

Type: Triaxial digital magnetometer

Range: ±4 [G]

Accuracy: 7 [mG]

Interface: I2C

Power consumption: 3 [mW] @ 3.3 [V]

Sampling frequency: 10 – 116 [Hz]

Operating temp.: -30 to 85 [◦C]

Programmable offset (hard iron calibration)

Internal set/reset for Degaussing

Self-test function

•Sun Sensor (alternatif)

Solar panel sebagai sun sensor

Data tegangan tiap sel harus terintegrasi ke sistem pembacaan telemetri

Photodiode

•Gyroscope

ITG3200 dari InvenSense

Type: Triaxial digital gyroscope

Range: ±2000 [◦/s] ~ 5.5 [rps]

Sensitivity: 14.375 [LSB/(◦/s)]

Interface: I2C

Power consumption: 21,5 [mW] @ 3,3 [V]

Operating temp.: -40 to 85 [◦C]

Digitally programmable low pass filter

Aktuator

•Magnetorquer

Kebutuhan pointing satelit secara aktif di 3 axis mengharuskan ITB-SAT memiliki minimal satu aktuator aktif. Magnetorquer dijadikan pilihan karena kesederhanaan fabrikasinya.

Prinsip dasar kerja magnetorquer sebagai kontrol attitude digambarkan sbb:

        

Dimana bumi berlaku sebagai magnet raksasa dengan kutub magnetik selatannya berada di kutub utara, dan satelit sebagai magnet kecil yang akan selalu berusaha menghadapkan kutub utara magnetorquernya ke arah kutub utara (atau kutub selatan magnet bumi). Ini juga yang membatasi kontrol attitude satelit sepenuhnya di 3 axis.

Desain magnetorquer menggunakan MATLAB menghasilkan spesifikasi magnetorquer sbb:

Torsi: 4,1689 [uNm]

Coil current: 44,3 [mA]

Coil power:  266 [mW]

Coil mass: 46,7 [gr]

by: Bagus Adiwiluhung