Solid Rocket Motor Test Station ver 2.0

ANCP Rocket Motor Test Station (Rev 2.0)

고정추진제 로켓 모터(ANCP) 지상시험을 위한 정밀 계측·점화 제어 스테이션
고정밀 아날로그 체인(로드셀/압력/열전대), 안전 중심 점화 시퀀스, 2″ LCD(LVGL9 + SPI DMA) GUI, PC 텔레메트리 지원

주요 기능

• 안전 중심 점화 플로우
  • 물리 IGN 스위치 감지 → 카운트다운 → 온도/추력 인터록 → 핫와이어 제어
  • 모터/보드/PC 준비 상태 점검(미준비 시 시험 중지)
• 정밀 계측 체인
  • 로드셀(추력), 챔버 압력, 노즐/내부 온도(열전대), IMU 진동
  • 메인/IGN 배터리 셀 별 전압 + 메인 배터리 전류(INA219)
• 2″ LCD GUI (LVGL v9)
  • SPI DMA 플러시(논블로킹), SquareLine Studio 기반 화면
  • Idle/Test/Config/Cal 페이지, FPS 확보 위해 라인 버퍼 + DMA 이중버퍼
• EEPROM 기반 설정/보정
  • 32B 페이지 체크섬 저장 포맷(캘리브레이션 오프셋/설정값 무결성 보장)
• PC/RF 텔레메트리
  • 헤더·길이·페이로드·체크섬으로 구성된 패킷 전송
• RTOS 태스킹
  • sensing / gui / comms / control / logging 분리

하드웨어 개요

3D 렌더 (Top)

PCB 레이아웃(Top Routed)

펌웨어 개요

• 프레임워크: STM32Cube HAL (+ FreeRTOS 선택)
• GUI: LVGL v9 / SquareLine Studio(UI 설계)
• LCD 드라이버: ST7789 (SPI4 + DMA)
  • fw/Drivers/lcd/LCD_2inch_st7789_v9_dma.c — ST7789 초기화 + DMA 라인 스트리머
  • fw/Drivers/lcd/LVGL9_ST7789_Port_ULP.c — LVGL9 디스플레이 포트(플러시/세마포어)
  • fw/Drivers/board/DEV_Config_h7.c — SPI4 DMA, D-Cache clean, TIM3 PWM 백라이트, OS-aware delay
• 정밀 ADC(ADS1262): SPI(절연) 드라이버, 채널/게인/SPS 매트릭스, 오프셋 CAL
• EEPROM(AT24C08C): 페이지 쓰기/검증, 설정·보정값 저장
• 주요 태스크(권장): task_gui, task_sense_fast, task_comms, task_control, task_logging

LVGL & LCD 초기화 예시

// main.c
extern void lv_port_disp_init_st7789_v9_ulp(void);

void app_gui_init(void) {
    lv_init();
    lv_port_disp_init_st7789_v9_ulp();  // DMA flush, flush_wait 포함
    // SquareLine 생성 코드 호출 ...
}

D-Cache ON 환경에서는 DMA 전 송신 버퍼에 대해 SCB_CleanDCache_by_Addr() 처리 필수. 위 파일들에 구현 포함.

캘리브레이션 & EEPROM 포맷

ADC Zero-Offset CAL: (ch, gain, sps) 조합별로 오프셋 저장. 부팅 시 전 페이지 스캔 → 이중 체크섬 검증 → RAM LUT 로드.

[32B Page Format]  (1 페이지 = 4개의 Offset)
0-1   : "EP" (헤더)
2     : CH/Gain 상위 3비트(6..3)
3     : SPS
4-7   : OFFSET[ch][gain][sps] (int32/Q-format)
8-13  : 다음 CH/Gain/SPS + OFFSET
14-15 : CHECKSUM #1 (0..13)

16-17 : "EP"
18-19 : CH/Gain/SPS
20-25 : OFFSET
26-29 : 다음 CH/Gain/SPS + OFFSET
30-31 : CHECKSUM #2 (16..29)

• 쓰기 시퀀스: 새 페이지 작성 → 읽기 검증 → 성공 시 구버전 페이지 폐기(저널링)
• 유효성 실패 시: 기본 오프셋(0)로 부팅 + Cal 페이지 경고 표시

시험/점화 플로우

1. Self-check: 센서 연결/EEPROM 무결성/배터리 상태/PC 준비 여부
2. IGN SW ON → ANCP Test 모드 자동 진입
3. 로드셀 Auto-tare → 카운트다운(가변)
4. 점화 로직(예시):

if (mosfet_temp < T_th && thrust < F_th)  hotwire_on();
else if (mosfet_temp > T_th && thrust < F_th) { hotwire_off(); show_overheat(); }
else hotwire_off(); // ignition success

5. 실시간 데이터 PC 전송 + 로깅

전송 패킷(예시): 0x48 0x53 | type | len | payload | CRC16

스키매틱 스냅샷

Main Power

MCU

Analog/ADC/Isolation

빌드 & 플래시

• 툴체인: STM32CubeIDE(H7), ARM GCC, (선택) FreeRTOS
• Cube 설정 핵심
  • SPI4 TX DMA(FIFO 사용), CS/DC/RST/BL GPIO
  • TIM3 PWM → 백라이트
  • 1 ms 타이머 → lv_tick_inc()
  • D-Cache 사용 시 DMA 버퍼 clean 처리
• 빌드

  git clone https://github.com/jmh8231-Dev/ancp
  # STM32CubeIDE에서 .ioc 열기 → 빌드 → ST-Link로 플래시

• 첫 부팅: Idle 화면 → 센서/배터리 상태 확인

문서 구조

ancp/
├─ fw/
│  ├─ Core/                 # CubeMX 생성 코드
│  ├─ Drivers/
│  │  ├─ lvgl/              # LVGL v9
│  │  ├─ lcd/               # LCD_2inch_st7789_v9_dma.c, LVGL9_ST7789_Port_ULP.c
│  │  └─ board/             # DEV_Config_h7.c 등
│  ├─ app/                  # tasks, ads1262, eeprom, telemetry, state machine
│  └─ middleware/           # FreeRTOS(선택)
├─ hw/                      # 회로/PCB/거버
├─ docs/
│  └─ images/               # 사진/스크린샷
└─ README.md

주의

• 방폭/방염 환경, 방호벽, 소화 장비, E-Stop 필수
• 시험 전 인터록/센서/전원/배선 재점검