Integration
Un article de Projet Exploradur.
Sommaire |
Objet du document
Le but de ce document est de décrire dans le détail la mécanique de la sonde et l'intégration des différents éléments.
Il apporte aussi des informations sur la taille maximale des circuits imprimées.
Rappel des documents applicables
Ce document s'appuie sur 2 documents
1- Le cahier des charges Cansat de planète Sciences
2- La description de la sonde Exploradur
3- Le dossier d'architecture de la sonde Exploradur
Intégration générale
Vue de dessus :
Vue de côté :
Vue dans l'axe longitudinal:
Principaux éléments constituants
La sonde peut être composée en trois sous ensemble distincte :
- Une peau en PVC comprenant les portes latérales
- Un berceau mécanique composé des principales bagues, des barres longitudinales et du cône.
- Une intégration électronique composée des cartes, de l'antenne et du mat caméra.
La séquence d'assemblage étant la suivante :
On intègre la partie électronique dans le berceau mécanique. L'intégration étant maintenue par des barres transversales reposant sur les barres longitudinales
Ensuite on fait coulisser l'ensemble dans le tube en PVC.
Les portes latérales sont assemblées en dernier.
Sur les images du §3, on distingue :
En bleu : Les servos moteurs, la caméra et son mat, l'antenne.
En rouge: la carte d'acquisition vidéo vers RS
En rose : La zone dédiée à la carte processeur + radio
En violet : La carte Capteur
En vert : La carte Alim ainsi que la Batterie
Sur la vue du dessus, on distingue les 5 barres d'intégrations longitudinales ainsi que les 4 barres transversales. Des écrous maintiennent l'intégration.
D'une peau en PVC de diamètre extérieur de 80mm. Le choix a été fait de prendre un tube PVC standard dispo chez Leroy Merlin.
De 4 bagues :
- Une bague avant servant d'interface avec le cône : Cette bague est en epoxy.
- Une bague avant en aluminium reprenant tous les efforts des barres d'intégrations
- Une bague arrière recevant les servos moteurs. Il reste à déterminer si cette bague est en alu ou en epoxy
- Une seconde bague arrière en epoxy recevant les différents contacts électriques ainsi que les boutons poussoirs et les leds.
De 5 barres d'intégrations
Parmi ces barres, 2 sont réservées pour les mécanismes de rotations des portes.
Principaux éléments constituants
Détail des pièces
Cône d'impact
Le cône d'impact est la pointe avant de la sonde. Il héberge le radar Ultrason ainsi que le détecteur de choc.
Ces éléments sont connectés électriquement via une liaison électrique passant par un trou de 10mm dans la bague de cône.
Il est en mousse polyurethane expansée. Il sera fabriqué dans un moule respectant globalement la forme suivante :
La bague de cône en epoxy (décrite ci-après) fait partie intégrante du cône.
L'ensemble est relié à la bague inférieure via des suspensions disponibles chez SELECTRONIC :
Ref 80-1879
Ces suspensions sont vissées :
- D'une part dans la bague inférieure en aluminium.
- D'autre part à des écrous à travers la bague cône.
Pour permettre d'accéder à cette dernière zone, des « tubes » d'accès doivent permettre de laisser passer une clé à pipe.
Enfin, un dernier tube doit permettre la sortie du signal du radar Ultra-son. Ces tubes sont réalisés au moment du moulage par des épargnes en cartons.
Bague de cône
Les 4 trous de 3mm permettent de relier l'avant au reste de la sonde via 4 suspensions. Ces dernières permettant d'amortir le choc pour le reste de la sonde.
Le trou centrale de 10mm, permet le passage de câble pour le radar UltraSon
Bague inférieure
Vue de face :
Vue de côté :
Les 4 trous de 3mm permettent de relier l'avant au reste de la sonde via 4 suspensions. Ces dernières permettant d'amortir le choc pour le reste de la sonde.
Le trou centrale de 10mm, permet le passage de câble pour le radar UltraSon.
Les 5 trous en périphérie permettent de relier aux barres d'intégrations longitudinales.
La pièce à une épaisseur de 5mm et est réalisée en aluminium.
Bague Servo
Cette bague supporte les 3 servos moteurs et accepte aussi le trou de passage pour la goupille de largage du parachute.
Le trou carré centrale permet le passage de la clé de parachute. Cette clé fait 6mm de coté
Les découpes de servos prennent en compte les arrondis de fraisage
Cette bague est en aluminium de 5mm d'épaisseur.
Bague supérieure
Cette bague reste à définir.
Elle sera sous forme d'epoxy. Ce sera un circuit imprimé qui recevra tous les interrupteurs ainsi que les LEDs.
Elle sera immobilisée par :
- D'un coté les servos moteurs eux-mêmes maintenus sur la bague servo
- De l'autre côté par des écrous sur les barres d'intégrations
Carte Processeur
Cette zone définit la place utile pour la carte processeur :
Cette zone comprend :
Une surface horizontale munit de 3 vis de fixation
Une surface verticale. Cette surface verticale est maintenue brasée sur la surface horizontale par plusieurs points de fixation.
Attention cependant, il faut tenir compte de la barre d'intégration qui soutient les 2 vis de droites (voir sur le plan d'ensemble).
Cette dernière est en effet montée à l'envers par rapport aux autres. Elle pourra être travaillée pour géner le moins possible la surface verticale lorsque cette dernière croise la barre de fixation.
Dans cette zone il faut donc compter 2 mm de moins environ entre le circuit horizontale et le circuit vertical.
Carte Capteur
Cette zone définit la place utile pour la carte Capteur :
Carte Vidéo
Il s'agit d'une carte achetée en l'état.
La représentation mécanique est donnée ci-dessous:
Carte Alimentation
Cette zone est la surface utile pour la carte alimentation.
Pas de remarques particulières à signaler dans cette zone.
Détails
Dans ce chapitre, on réalise des zooms sur certaines parties importantes de l'intégration.
Servos moteurs
Les servos moteurs utilisés sont des HS-55 de HITEC disponible chez LEXTRONIC.
L'encombrement mécanique des servos est le suivant :
Système de largage
Le système de largage est composée d'une « clé » retenue par un axe pouvant être retiré par le servo moteur de largage parachute.
Cette clé est disponible chez leroy merlin et est utilisée pour les poignées de porte.
Le schéma ci dessous rappel l'intégration à travers les bagues.
La photo montre un essemble de la clé muni d'un anneau, d'un émerillon et du parachute.
Enfin, le schéma suivant montre le principe du système de largage. Une clavette passant à travers la clé décrite ci dessus, est extraite par le mouvement du servo moteur. En rouge on voit la clavette ainsi que la pièce du servo. Il faudra légèrement rendre le trou du servo oblong pour permettre un mouvement aisé de translation.
Détail sur l'ouverture des portes
Les deux images suivantes présentent des détails sur le système d'ouverture.
Position Ouverte :
Position Fermée :
Je placerais probablement deux petits aimants en haut des portes pour rattraper le jeu des portes et garantir ainsi la fermeture.
Bilan de masse
| Intégration | 90 |
| Bagues Alu | 70 |
| Batterie | 84 |
| Accéléros chocs | 10 |
| Accéléros 2g | 10 |
| US | 10 |
| Température | |
| Pression | 10 |
| Cellules solaires | 50 |
| Servo moteurs | 40 |
| Électroniques | 300 |
| Caméra | 10 |
| Numérisation | 10 |
| Antenne | 30 |
| Tube PVC | 100 |
| Total | 824 |
|---|
