Integration

Un article de Projet Exploradur.

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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 :

Image:Integ_4_a.png

Vue de côté :

Image:Integ_4_b.png

Vue dans l'axe longitudinal:

Image:Integ_5.png

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 :

Image:Integ_7_a.png

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 :

Image:Integ_7_b.png

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

Image:Integ_9.png

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 :

Image:Integ_10_a_bis.png

Vue de côté :

Image:Integ_10_b_bis.png


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

Image:Integ_11_bis.png

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 :

Image:Integ_12.png

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.

Image:Integ_12_bis.png

Image:Integ_13_a.png

Carte Capteur

Cette zone définit la place utile pour la carte Capteur :

Image:Integ_13_b.png

Image:Integ_14_a.png



Carte Vidéo

Il s'agit d'une carte achetée en l'état.

La représentation mécanique est donnée ci-dessous:

Image:Integ_14_b.png


Carte Alimentation

Image:Integ_16.png

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 :


Image:Integ_16_bis.png

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.

Image:Integ_17_a.png

La photo montre un essemble de la clé muni d'un anneau, d'un émerillon et du parachute.


Image:Integ_17_b.png

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.

Image:DetailLargage.jpg

Détail sur l'ouverture des portes

Les deux images suivantes présentent des détails sur le système d'ouverture.

Position Ouverte : Image:ouvert.jpg

Position Fermée : Image:ferme.jpg

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