LAE-P: nosso primeiro altímetro para minifoguetes

No dia 30 Jan 2016 foi lançado o minifoguete LAE-52 com o nosso primeiro altímetro a bordo, que funcionou, e foi denominado de LAE-P. 

O minifoguete LAE-52 e seu altímetro LAE-P foram desenvolvidos pelo Grupo de Foguetes Carl Sagan (GFCS) da UFPR (Universidade Federal do Paraná). Este minifoguete também levou a bordo um altímetro comercial do tipo Micropeak, da Altus Metrum, para comparação.

  

O altímetro LAE-P sem bateria e cartão de memória.

Resultados principais do voo do minifoguete LAE-52:

• Apogeu: altímetro Micropeak = 123,4 m; altímetro LAE-P = 125,4 m; erro = 2,0 m ou 1,6% 
• Tempo de voo até o apogeu:  altímetro Micropeak = 5,376 s; altímetro LAE-P = 5,43 s; erro = 0,054 s ou 1,0%
• Velocidade máxima = 168 km/h (Micropeak)
• Aceleração máxima = 4,1 g  (Micropeak)
• Velocidade média de queda = 28 km/h (Micropeak)
• Tempo total de voo: altímetro Micropeak = 21,312 s; altímetro LAE-P = 20,87 s; erro = 0,442 s ou 2,1%
• Altura do ponto de impacto em relação ao ponto de lançamento: altímetro Micropeak = -1,44 m; altímetro LAE-P = -1,35 m; erro = 0,09 m

Características principais do minifoguete LAE-52:

• Motor Bandeirante, classe real C4-4, com impulso total médio de 7,48 N.s, média do empuxo médio de 3,81 N, tempo de queima médio da carga propulsora de 1,99 s, e tempo de queima médio da carga temporizadora de 3,70 s. Propelente: pólvora negra. Resultados baseados em 24 testes estáticos feitos em 2010.
• Altímetro do tipo Micropeak da Altus Metrum; massa = 1,86 g.
• Altímetro LAE-P com dimensões de 70x21 mm; massa com pilha A23 = 15,54 g
• Sistema de recuperação: paraquedas (abriu mas rasgou parcialmente)
• Comprimento: 378 mm
• Diâmetro máximo: 25,4 mm
• Massa de lançamento: 74,3 g

Componentes do altímetro LAE-P:

• 1 arduino promini (microcontrolador baseado no atmega328p)
• 1 mini módulo sd card (módulo leitor/gravador minicartão de memória)
• 1 sensor bmp 180 (módulo sensor digital de pressão)
• 1 suporte para pilha A23
• 1 pilha A23
• fios
• cartão de memória sd de 2 GB (tempo de registros: 13 min 46 s)

Todos os componentes do altímetro LAE-P podem ser comprados no Mercado Livre por aproximadamente R$ 28 sem o frete e o cartão sd.

Funcionamento do altímetro LAE-P: ao ser ligada a pilha, o altímetro passa a registrar a pressão atmosférica, altitude do altímetro e temperatura atmosférica em função do tempo com intervalo de tempo de 0,083 s (12 Hz).

O vídeo do voo de subida está disponível em https://youtu.be/NOMzb2GWAwQ

O vídeo da descida com paraquedas está disponível em https://youtu.be/bwpYlRViUmM

Comentários:

• Como o intervalo de tempo de aquisição de dados do altímetro Micropeak é 0,192 s e do LAE-P é 0,083 s, este consegue uma resolução melhor da trajetória.
• Num estudo publicado nesse blog (http://fogueteufpr.blogspot.com.br/2014/12/comparacao-de-3-altimetros.html) em 29 Dez 2014 verificou-se que o altímetro Micropeak apresentou uma diferença de 2,8 m na medida do apogeu para um altímetro comercial do tipo Alt15K/WD da PerfectFlite.
• No mesmo estudo de 29 Dez 2014, a diferença entre os dois tipos de altímetros na medida do tempo de voo até o apogeu foi de 0,2 s.
• Conclusão: o altímetro LAE-P apresenta acurácia na medida do apogeu e da trajetória equivalente a altímetros comerciais.
• O desafio agora é miniaturizar o LAE-P.

   
O MF LAE-52 nas mãos do Fabio Matos
que criou o altímetro LAE-P.

  
 O MF LAE-52 decolando.

  
  O MF LAE-52 no local em que foi encontrado após o voo.

Gráfico da trajetória do MF LAE-52 dos dois altímetros.

  
Participantes do lançamento do MF LAE-52
no NITA/Fazenda Canguiri/UFPR em Pinhais (PR).