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[CanSat#1] 캔위성 프로젝트 개요 및 구성
프로젝트 소개
이 프로젝트는 음료수 캔 크기의 위성 모형(CanSat)을 제작하여, 낙하 과정에서 수집한 다양한 센서 데이터를 지상국으로 실시간 전송하는 원거리 통신(Telemetry) 시스템을 구현하는 것을 목표로 합니다.
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NOTE이 포스트는 ESP32 및 각 센서들의 활용방법 학습을 위해 작성되었습니다.
시스템 전체 구성
완성된 캔위성 시스템은 아래와 같이 위성 송신부(Satellite) 와 지상국 수신부(Ground Station) 로 구성됩니다. 파란색 박스는 데이터를 수집하여 송신하는 위성부이며, 빨간색 박스는 데이터를 수신하여 시각화하는 지상국입니다.
데이터 흐름도
[위성 송신부] GPS, IMU(가속도/자이로), 환경 센서(온습도/기압)가 ESP32로 데이터를 보내고, ESP32가 이를 취합하여 HC-12 무선 모듈을 통해 송신함.
[지상국 수신부] 433MHz RF 신호를 수신한 HC-12 모듈이 ESP32로 데이터를 전달하고, 최종적으로 OLED 디스플레이에 정보를 시각화함.
프로젝트 로드맵
각 단계별 상세 포스트를 통해 시스템을 구현해 나가겠습니다. (링크를 클릭하여 해당 포스트로 이동하세요.)
개발환경 및 기본셋팅
- Arduino IDE 설치
- 필요 라이브러리 설치
- ESP32 연결
위성 송신부
- NEOPIXEL RGB LED 상태 표시등 구현
- MPU6050 6축 자이로/가속도 센서를 이용한 자세 측정
- AHT20+BMP280 온도, 습도, 기압 및 고도 측정
- NEO-6M-0-001(GPS) 위도, 경도 좌표 수집
- HC-12모듈 장거리 무선데이터 송신
지상국 수신부
발생했던 이슈
UART 자원 충돌: ESP32의 3개 UART 포트를 GPS와 통신 모듈에 어떻게 분배할 것인가?
3.3V 전압 강하(Voltage Sag): HC-12 모듈이 전송할 때 발생하는 전압 불안정 문제 해결 (AT+FU1 모드 활용).
데이터 파싱: CSV 형태로 들어오는 문자열 데이터를 어떻게 효율적으로 분리할 것인가?
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