{:de}Kommunikation{:}{:en}Communication{:}

{:de}In der Kommunikations Subsection entwerfen und entwickeln wir alle Systeme die zur Kommunikation mit und auf dem CubeSat benötigt werden. Zu aktuellen Projekten gehören der Bau einer eigenen Bodenstation und ein ausfallsicheres Bus Systems, welches auf unserem Satelliten zum Einsatz kommen wird. Wir arbeiten in unseren hardwarenahen Projekten hauptsächlich mit den Programmiersprachen MicroPython und C(++), bei vielen Projekten kommt auch Python zum Einsatz. Wenn etwas in CAD entworfen wird geschieht dies in OpenSCAD und wird dann 3D gedruckt.

Systementwurf

Bei der Entwicklung eines Kommunikationssystems ist es wichtig den Fokus auf die Zuverlässigkeit des Systems zu legen, um die ständige Kontrolle über den Satelliten zu behalten. Um dies zu gewährleisten haben wir uns dazu entschlossen, CCSDS Standards zur Funkübertragung und für die Kommando- und Datenverarbeitung zu verwenden, welche in der kommerziellen Raumfahrt, bei ESA und NASA, eingesetzt werden.
Das Kommunikationssystem umfasst die Bodenstation, die Kommunikationsplatine im Satelliten, den selbst entwickelten On-Board-Bus sowie die Weiterleitung der Daten von der Bodenstation zum Missionskontrollzentrum. Wir arbeiten eng mit der On-Board Computer Subsection zusammen, um Anforderungen zu definieren und Schnittstellen einheitlich zu gestalten.

On-Board Bus

Die verschiedenen Subsysteme eines CubeSats benötigen einen zuverlässigen und ausfallsicheren Weg miteinander zu kommunizieren und Befehle auszutauschen. Da dafür momentan noch keine gängige Lösung existiert haben wir zusammen mit LibreCube den SpaceCAN entwickelt. Dieser basiert auf dem in der Automatisierung und dem Automotive Bereich weit verbreiteten CAN Bus. Durch Hinzufügen einer redundanten Leitung und Mechanismen zur Wiederherstellung der Betriebsfähigkeit im Fehlerfall wird ein kritischer “Single Point of Failure” beseitigt und die Wahrscheinlichkeit des Erfolges der gesamten Mission des Satelliten wird erhöht.

Bodenstation

Um die Kosten für die Entwicklung der Bodenstation gering zu halten und schnell Prototypen aufbauen zu können, kommen Software Defined Radio (SDR) und höhere Programmiersprachen, wie Python, zum Einsatz. Wir verwenden GNU Radio, ein Open Source Framework zur SDR Entwicklung und Simulation. Da sich unser CubeSat täglich mehrfach über unsere Bodenstation bewegen wird, muss diese, mit ihren Antennen, ihm mit Hilfe eines Rotators folgen können. Diesen entwickeln wir mit 3D Druck, Schrittmotoren und Arduinos selbst.

Interesse geweckt?

Egal ob du aus der Elektrotechnik, Physik oder einem ganz anderen Studiengang kommt, du bist bei uns immer willkommen, da die Aufgaben vielfältig sind und wir so gemeinsam lernen, basteln und etwas großartiges erschaffen können. Hast du Interesse bekommen oder noch weitere Fragen? Dann schick einfach eine Mail an den Teamleiter Milenko Starcik. Unsere Treffen finden regelmäßig Freitags um 14:30 im Raum S3|06 509 statt, melde dich am besten vorher an wenn du vorbei schauen willst.{:}{:en}In the communication subsection we design and develop all systems needed for communication with and on the CubeSat. Current projects include the construction of an own ground station and a fail-safe bus system, which will be used on our satellite. In our hardware related projects we mainly work with the programming languages MicroPython and C(++), in many projects Python is also used. If something is designed in CAD, this is done in OpenSCAD and then printed in 3D.

System design

When developing a communication system, it is important to focus on the reliability of the system in order to maintain constant control over the satellite. To ensure this we have decided to use CCSDS standards for radio transmission and for command and data processing, which are used in commercial spaceflight, at ESA and NASA.
The communication system comprises the ground station, the communication board in the satellite, the self-developed on-board bus and the transmission of data from the ground station to the mission control centre. We work closely with the on-board computer subsection in order to define requirements and to design uniform interfaces.

On-Board Bus

The different subsystems of a CubeSat need a reliable and fail-safe way to communicate and exchange commands. Since there is no common solution for this at the moment we have developed the SpaceCAN together with LibreCube. It is based on the CAN bus which is widely used in automation and automotive applications. By adding a redundant line and mechanisms to restore operational capability in case of failure, a critical “single point of failure” is eliminated and the probability of success of the entire mission of the satellite is increased.

Ground Station

To keep the costs for the development of the ground station low and to be able to build prototypes quickly, Software Defined Radio (SDR) and higher programming languages such as Python are used. We use GNU Radio, an open source framework for SDR development and simulation. Since our CubeSat will move several times a day over our ground station, the station must be able to follow it with its antennas with the help of a rotator. We develop this rotator ourselves with 3D printing, stepper motors and Arduinos.

Interest?

No matter if you come from electrical engineering, physics or a completely different field of study, you are always welcome to join us, because the tasks are manifold and we can learn, tinker and create something great together. Did you get interested or do you have any further questions? Then just send a mail to Milenko Starcik, the head of this subsection. Our meetings take place regularly on Friday at 14:30 in room S3|06 509, so please register in advance if you want to come by.{:}