martes, 21 de enero de 2014

Sistema de Teleoperación para Observatorio Astronómico

Sistema de Teleoperación para el Observatorio Astronómico del Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha

Realizado por: Javier Martínez Gusano
Destinatario: Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha (MCCM) 
Año: 2010/2011
Duración del proyecto: 1 año
Reconocimiento: Mejor Proyecto Fin de Carrera de Ingeniería Técnica de Telecomunicación (Sonido e Imagen)  - Curso: 2010/2011 

A continuación describiré en qué consistió el proyecto fin de carrera perteneciente a los estudios de Ingeniería Técnica de Telecomunicaciones / Grado en Ingeniería de Sistemas Audiovisuales de Telecomunicación.


Introducción

El Observatorio Astronómico del Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha (inaugurado en el año 1999) está ubicado en la cubierta del propio museo.
Vista del acceso al observatorio

El principal objetivo se centró en dar una solución profesional que permitiese el uso remoto del equipamiento existente en el observatorio. También se buscó que el diseño fuese extrapolable a otros observatorios así como garantizar la estabilidad y escalabilidad del mismo para añadir nuevas funcionalidades. 

Punto de partida

Dentro del observatorio encontramos el siguiente equipamiento astronómico:
  • Telescopio Meade LX200 Classic 16".
  • Cámara Philips SPC900 NC.
  • CCD Meade Pictor 1616XT.
  • Otros: Accesorios de enfoque automático, filtros, oculares...
La instalación eléctrica del sistema de control de la cúpula, a pesar de ser totalmente manual, carecía de esquemas eléctricos y presentaba problemas durante su uso cotidiano. Por tanto, se decidió renovar por completo el elemento de control tratando de aprovechar los actuadores ya disponibles.
Vista del interior del observatorio

 

Solución implementada

A continuación indicaré las diferentes líneas de trabajo que se desarrollaron en el trascurso de este proyecto.
  • Armario de control de la cúpula: El nuevo elemento de control, se diseñó utilizando Autodesk AutoCAD Electrical. Posteriormente, la programación del PLC industrial Phoenix Contact ILC 150 ETH se desarrolló en IEC61131-3 (en 4 de sus 5 variantes) utilizando la plataforma PC WorX.
  • Red informática del observatorio: Por motivos de seguridad, era necesario independizar la red del observatorio de la existente en el resto del Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha. Para ello se diseñó la siguiente topología.
    Para acceder al observatorio desde el exterior era necesario loguearse previamente en un servidor VPN que nos diese acceso a dicha red.
  • Planteamiento distribuido para observaciones teleoperadas: El usuario debe poder trabajar con el observatorio de manera fácil y sencilla, quedando relevado a un segundo plano toda la estructura de control existente.
  • Aplicación de control del observatorio: Desarrollada íntegramente bajo Java 2 SE con la finalidad de garantizar la independencia del sistema operativo del usuario. Utiliza comunicación mediante sockets para recibir la información de los diferentes elementos del observatorio (telescopio, cúpula...) así como efectuar las tareas que el usuario requiera en todo momento.

Modos de operación

Tras implantar la solución de este proyecto, el observatorio puede funcionar en cualquiera de los siguientes modos de funcionamiento:
  • Modo manual: Este modo de funcionamiento permite el uso del telescopio y la cúpula del mismo modo en que se venía haciendo anteriormente. Para ello, será necesario utilizar el mando del telescopio y el de la cúpula de manera independiente.
  • Modo semi-automático: En este caso, el operario del observatorio únicamente debe controlar el telescopio con el mando físico del mismo. La cúpula funcionará de manera autónoma sin que el usuario deba intervenir en su movimiento.
  • Modo teleoperado: El operario del observatorio se encuentra fuera del mismo. Para ello, utilizando la aplicación KStars, el usuario indicará al telescopio la posición a la que debe desplazarse y la cúpula se encargará de posicionarse de manera autónoma.
  • *Modo robótico: Este modo de uso se encuentra actualmente en fase de desarrollo y no requiere de la intervención de ninguna persona para que el observatorio funcione.

Presupuesto

El coste del material para el desarrollo del proyecto asciende a un total de 3.401,79€.

Observaciones

En el siguiente enlace encontrarán un vídeo de los diferentes modos de funcionamiento del observatorio:

Demostración del funcionamiento

A continuación os dejo un conjunto de imágenes tomadas con este nuevo sistema de manera teleoperada.
Mancha Solar

 Saturno

Recursos disponibles para descarga

En los siguientes enlaces, encontraréis los materiales asociados a este proyecto disponibles para su descarga de manera totalmente gratuita:
NOTA: Si desea algún material adicional asociado a este proyecto, no dude en contactar conmigo.


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