Design, construction, testing, and debugging of a Digital Power Supply (DPS) for an Antarctic Weather Station

Abstract

El proyecto surge de un cliente ficticio que contrata a un equipo de ingenieros para resolver el siguiente problema: "Se requiere el despliegue de una serie de estaciones meteorológicas en varios lugares remotos de la Antártida. Estas estaciones no tripuladas dispondrán de un enlace de radio bidireccional con una estación tripulada y realizarán mediciones bajo demanda. La estación debe ser lo suficientemente pequeña y ligera como para ser transportada a su ubicación en trineo y debe funcionar y ser capaz de ser reprogramada sin mantenimiento durante un período de 15 años". Aunque el objetivo final del proyecto no es el desarrollo y diseño de la Estación Meteorológica Antártica completa debido a la falta de recursos y tiempo; se persigue un modelo óptimo de la alimentación digital y del sistema de carga de baterías de la estación meteorológica antártica. El desarrollo y la mejora de otros subsistemas de la estación meteorológica antártica, como los sensores o los sistemas de radioenlace, serían los siguientes pasos a seguir o una posible ampliación del proyecto. El objetivo principal del proyecto es el diseño, la construcción, las pruebas y la depuración del DPS y del sistema de carga, intentando mejorar los aspectos antes mencionados que buscan las empresas (coste, rendimiento, tiempo de mantenimiento, eficiencia...). En concreto, el proyecto nace de la demanda de un cliente ficticio que contrata a nuestra empresa para modelar el DPS que está sujeto a ciertas restricciones por parte del cliente. De ahí que el diseño resultante y, por tanto, un objetivo esencial del proyecto sea satisfacer dichas exigencias.

The project rises from a fictitious customer which hires a team of engineers to solve the following problem: “A series of weather stations are required to be deployed at various remote locations in Antarctica. These unmanned stations will have a two-way radio link with a manned station, and they will make measurements on demand. The station must be small and light enough to be carried to its location by sledge and must operate and be capable of being reprogrammed without maintenance for a period of 15 years”. Even though the final objective of the project is not the development and design of the entire Antarctic Weather Station due to the lack of resources and time; an optimal model of the digital supply and the battery charging system from the Antarctic weather station is pursued. The development and enhancement of further subsystems of the Antarctic weather station, such as the sensors or the radio link systems, would be the next steps to follow or a possible extension for the project. The project's principal aim is the design, construction, testing, and debugging of the DPS and charging system, attempting to improve the aforementioned issues companies are seeking (cost, performance, maintenance time, efficiency…). In particular, the project is born from a fictitious client demand which hires our company to model the DPS which is subject to certain constraints from the client. Hence, the resulting design and therefore, an essential objective of the project is to satisfy those requirements.