Transmission des phases de vol S e c t e u r E S P A C E
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ASSOCIATION NATIONALE SCIENCES TECHNIQUES JEUNESSE Secteur ESPACE 16 Place Jacques Brel - 91130 RIS ORANGIS Téléphone : 01-69-02-76-10 / Télécopie : 01-69-43-21-43 E-Mail : [email protected] Web: http://anstj.mime.univ-paris8.fr Edition Mars 1993 Transmission des phases de vol --Note technique ANSTJ ASSOCIATION NATIONALE SCIENCES TECHNIQUES JEUNESSE La mesure des phases de vol, parmi les nombreuses que l'on peut imaginer sur une fusée expérimentale, présente de nombreux intérêts. Il s'agit d'obtenir au sol des informations sur le déroulement du vol. Les plus classiques sont le déclenchement de la minuterie, la phase propulsee, le top de la minuterie, l'ouverture d'une porte latérale, l'ouverture du parachute I Ces informations, seront fort utiles pour analyser le comportement en vol de la fusée, surtout si on l'a perdue de vue. De plus, ces mesures sont généralement faciles à mettre en oeuvre et ne nécessitent pas de capteur couteux. Cela en fait une expérience particulièrement adaptee à un jeune club. Les explications suivantes font appel à des notions d'électronique de base. Si cela vous pose problème, 1'ANSTJ dispose de différentes notes techniques auxquelles vous pouvez vous référer. Nous prendrons l'exemple d'un système électrique permettant de transcrire 3 phases de vol en variations de la tension électrique. Ces variations de tension électrique permettrons de commander le système de transmission des informations vers le sol (voir la note technique ANSTJ sur le modulateur pour émetteur IBIS). ’ Les phases de vols seront détectées par l'ouverture de contacts électriques initialement fermés. Ces contacts peuvent être par exemple : - un fil passant par le connecteur d'initialisation, - un contact "fin de course" détectant l'ouverture d'une porte ou la séparation de la fusée, - un système à bouton pression détectant la tension de la sangle parachute, - un accéléra-contact, - un signal prélevé en séquenceur. aval d'un opto-coupleur venant du SCHEMA : Ri $ r u,,,r l e LM566 R3 R4 10,40 V < Us < 10,60 V R5 R2 Le capteur est alimente par une tension Ue = 12 V. La tension de sortie US sera calculée pour commander directement un modulateur. Nous choissirons le cas du codage IRIG (fréquence centrale +/- 7,5 % et du VCO LM 566. Il faut alors que Us soit compris entre 3 /4 de Ue et Ue (9 et 12 77 dans notre cas). Nous choisirons arbitrairement Us centré sur 10,s V, ce qui donne pour les fréquences extrèmes des tensions de l'ordre de 10,4 et 10,6 V. (voir la note technique sur le LM 566) Les condensateurs servent au "découplage". En effet, les fils qui vont courrir dans toute la fusée pour ramener les contacts détectant les phases de vol jusque sur la carte de télémesure, vont agir comme des antennes et capter différents signaux, notament ceux générés Par l'émetteur IBIS. Ces signaux, se superposant à celui que l'on veut mesurer, vont le perturber. Les condensateurs agissent comme des court-circuits pour les signaux de fréquence élevée. 11 vont donc aténuer tous les parasites. Cela ne nous dispense pas de certaines précautions élémentaires, comme par exemle, l'emploi de fil blindé pour les liaisons les plus longues. Si nous répartissons régulièrement les 4 tensions de sortie possibles dans l'intervalle (10,4 V ; 10,6 V) on obtient : - tous les interrupteurs fermés I3 ouvert : I3 et I4 ouverts : 13, 14 et I5 ouverts : : us us us us = = = = 10,60 10,54 10,47 10,40 V v v v CALCUL DES RESISTANCES Les résistances se calculent en utilisant la loi d'ohm, qui lie la tension (U) aux bornes d'une résistance (R) au courant qui la traverse (1) : U = RI. Nous avons choisi 7" maximum (intensité passant lorsque la plus petite résistance est branchée) égale à 15 mA pour que la consommation sur les piles ne soit pas trop importante. CALCUL DE Rl ET R2 La plus petite résistance est branchée lorsque R3, R4 et R5 sont court-circuitées. Alors, le schéma du circuit est : 6 vers le LM566 4 us=1 0,40 v Ue = (Rl + R2) Imax Rl+R2 = (12 x 1000)/15 Rl + R2 = 800 ohms or Us = R2 x Imax et Us = 10,4 V lorsque tous les contacts sont encore fermés R2 = (10,4 x 1000)/15 Rl = 800 - R2 R2 = 680 ohms Rl = 110 ohms CALCUL DE R3 Lorsque la première phase de vol se produit, le premier interrupteur s'ouvre et le schéma du système devient : vers le LM566 R3 D us R2 = 10,47 v 680 ohm Dans ce cas, Us = 10,47 V us = (R2 + R3) 1 Ue = (Rl + R2 + R3) 1 Us/Ue = (R2 + R3)/(Rl + R2 + R3) R3 = (R2 x Ue - (Rl + R2) V~)/(US - Ue) R3 -- 75 ohms Remarque : Si vous refaites les calculs, VOUS ne trouverez pas exactement ces valeurs. Mais comme toutes les valeurs de résistances n'existent pas, il est nécessaire de choisir des valeurs proches parmi celles qui sont normalisées CALCUL DE R4 De même lors de la deuxième phase de vol, l'interrupteur no2 s'ouvre, le schéma électriaue devient : Ri IlOohm vers le LM566 R4 +12v R3 75 ohm R2 680 ohm us = (R2 + R3 + R4) 1 Ue = (Rl + R2 + R3 + R4) 1 UsAJe = (R2 + R3 + R4)/(Rl + R2 + R3 + R4) R4 = ((R2 + R3) x Ue - (Rl + R2 + R3) V~)/(US - Ue) R4 = 39 ohms us=10,54 v CALCUL DE R5 Lorsaue tous les interrupteurs sont ouverts, le schéma du circuit èst : RI R3 R4 +12v R5 R2 us = (R2 + R3 + R4 + R5) 1 - 3 ss s A 110ohm vers le LM566 75 ohm 39 ohm 680 ohm -0 Ue = (Rl + R2 + R3 + R4 + R5) 1 Us/Ue = (R2 + R3 + R4 + R5)/(Rl + R2 + R3 + R4 + R5) R5 = ((R2 + R3 + R4) x Ue - (Rl + R2 + R3 + R4) Us)/(Us - Ue) f R5 = 15 ohms Le système décrit peut être aisément adapté à un nombre plus grand ou plus petit de phases de vol. Toutefois un nombre trop élevé conduirait à des écarts de tension faibles entre les phases et donc difficiles à décoder.
