SEE - Séparateur d'Etage Electrique
ESSAI SAS 1 - 2019
Le modèle : SAS 1
Motorisation : 3 xD9-P de Klima allumés en cluster.
Le sépararateur électrique
Ressorts : Lo = 35 mm ; øext = 8,5mm ; øfil = 0.8mm ; k = 260N/m. (provenants d'une boite de ressorts en vrac). Energie emmagasinée : 0,45J pour trois ressorts.
Billes acier ø8 (123roulement.com)
Le module avionique
Le PCB est disponible ici : None
Toutefois, des adaptations onté ét faites au niveau de l'alimentation car les batteries CR2032 sont très loin d'être suffisantes. Il y a donc une pile 9V (Vin) et une batterie 3.7V LiPO qui alimente le nano par son port USB.
Liste du matériel :
- 1 x arduino nano
- 1 x EEPROM 24LC512
- 1 x buzzer
- 1 x Sparkfun MPL3115A2
- 1 x servo tunigy tgy-225mg
- 2 x 220ohms
- 2 x 10kohms
- 1 x interrupteur
- 1 x système de clé de sécurité (interrupteur modifié)
Les codes
Ce n'est pas forcément "joli" mais le microcontrôleur est chargé du programme nécessaire à l'usage que l'on souhaite. Un programme pour effacer l'EEPROM, un programme d'essai au sol pour vérifier le déclenchement et l'éjection du parachute, un programme de vol et enfin un programme de récupéartion des données.
Programme de vol :
Programme de lecture des données :
Programme de raz de l'EEPROM :
Programme d'essai statique :
La simulation
Réalisé sous Open Rocket.
Le vol
Tir du 15 juin 2019. 15h30.
Conditions météo : 20°C à l'ombre, vent OSO de 4 à 6 m/s.
Masses après récupération sans moteurs :
tête : 304g
Bas : 367g
Total : 672g
Retex
Récupération des données de vol
1. Données brutes
Récupérées à l'aide du programme : Hermes_mode_lecture.ino injecté dans le microprocesseur après le vol.
Rappel : l'EEPROM utilisée permet le stockage de 16000 réels (5,79 minutes d'autonomie)
Nombre de valeurs écrites dans l'EEPROM : 9369
Les 20 premières écritures ne sont pas cohérentes et sont liées à un démarrage du système antérieur. Il y a donc 9349 données interprétables.
Début de l'acquisition : 0,671s
Fin de l'acquisition : 216,356s
nombre de couple de données : 4675
période d'échantillonnage moyen :46,20ms
temps minimum entre deux écritures : 46ms (4050 cas) 47ms (588 cas) 48ms (33 cas)
temps maximum entre deux écritures : 345 µs à 206845ms (bug ?)
L'acquisition de la pression se fait par contre à T=258ms ; en retrouve un changement de pression environ tous les 230ms, soit environ 1 mesure toutes les 5. Ce qui correspond au paramétrage (6 à 258 ms).
|
t_absolu (s) |
t_relatif (s) |
hauteur (m) |
vitesse (m/s) |
accélération (m/s²) |
|
210,999 |
0 |
0 |
|
|
|
211,045 |
0,046 |
0 |
0,00 |
0,00 |
|
211,229 |
0,23 |
1,69 |
9,18 |
49,92 |
|
211,46 |
0,461 |
7,38 |
24,63 |
66,87 |
|
211,691 |
0,692 |
11,32 |
17,06 |
-32,80 |
|
211,921 |
0,922 |
16,76 |
23,65 |
28,68 |
|
212,152 |
1,153 |
24,88 |
35,15 |
49,78 |
|
212,382 |
1,383 |
32 |
30,96 |
-18,24 |
|
212,614 |
1,615 |
41,51 |
40,99 |
43,25 |
|
212,844 |
1,845 |
51,32 |
42,65 |
7,22 |
|
213,074 |
2,075 |
56,82 |
23,91 |
-81,47 |
|
213,306 |
2,307 |
59,13 |
9,96 |
-60,16 |
|
213,536 |
2,537 |
65,13 |
26,09 |
70,13 |
|
213,767 |
2,768 |
72,69 |
32,73 |
28,75 |
|
213,998 |
2,999 |
78,32 |
24,37 |
-36,17 |
|
214,228 |
3,229 |
84,19 |
25,52 |
5,00 |
|
214,459 |
3,46 |
89,44 |
22,73 |
-12,10 |
|
214,689 |
3,69 |
92,75 |
14,39 |
-36,24 |
|
214,921 |
3,922 |
96,38 |
15,65 |
5,41 |
|
215,151 |
4,152 |
98,94 |
11,13 |
-19,64 |
|
215,382 |
4,383 |
101,82 |
12,47 |
5,79 |
|
215,613 |
4,614 |
104,5 |
11,60 |
-3,75 |
|
215,843 |
4,844 |
105,57 |
4,65 |
-30,22 |
|
216,074 |
5,075 |
106,57 |
4,33 |
-1,40 |
|
216,305 |
5,306 |
107,88 |
5,67 |
5,81 |
|
216,536 |
5,537 |
107,5 |
-1,65 |
-31,67 |
Comparaison simulation/enregistrement
|
|
Open Rocket |
StabTraj |
Mesure |
|
Apogée |
178 m |
161 m |
108m |
|
Vitesse max |
51 m/s |
53 m/s |
42 m/s |
|
Accélération |
87 m/s² |
87 m/s² |
67 m/s² |
La mesure de l'accélération n'est pas probante. Elle n'est exprimée que pour z.
Baie d'avionique
La pile 9V a voyagé ; le support interrupteur de la clé est décollé (pied droit) ; sinon ras.
Tension 9v : 9,60V (10,4V initial)
Tension 3,7V : 4,25 V (4,27V initial)
Le buzzer s'est déclenché correctement une fois au sol.
Parachute
matière : Spinnaker CX2 (49g/m²) [https://www.cerfvolantservice.com/contents/fr/p513.html]
R=40cm.
Suspentes en nylon tressé ø1mm [LE CHINETOILE 26320 SAINT MARCEL LES VALENCE]
Une suspente s'est décollée ; le parachute a fait une descente en vrille, emmêlant les suspentes.
à Hypothèse : les suspentes ont arraché deux des trois guides ressort du découpleur lors de la descente en hélice.
Pas de dégât sur la toile.
Ogive
RAS ; un peu déboitée au retour au sol - La séquence photo montre que ce déboitement est déjà fait avant le contact au sol. Hypothèse : choc lors de l'ouverture du parachute.
Cordon Kevlar
Ce cordon relie l'étage d'avionique, le parachute et le corps inférieur. L'accrochage est réalisé aux éléments par différents nœuds. RAS.
Nota : le fait qu'il ne soit pas tressé peut poser problème (délitement).
https://www.netjuggler.net/acheter/ficelle-kevlar-epaisse.html
Bloc moteur
Fabriqué en PLA CHROMATIK : s'est un peu déformé, le démontage des moteurs a été un peu difficile tout en restant possible.
Ailerons
Fabriqué en PLA : RAS
Guides
øarrière : 9,1mm
øavant : 9,15mm
RAS
Separateur
1 bille perdue ; 2 guides cassés. Le servo fonctionne toujours après atterrissage. C'est très probablement la descente en vrille et l'interférence avec le cordon kevlar qui est à l'origine de la casse. A noter que la bille perdue avait tendance a sortir lors des essais statiques.
(dernière vidéo ajoutée le 11 août 2019 - de Yannick DEMAY, collègue de promo)
La suite
Une version 2 est en cours (SAS2) :
- nouveau séparateur : suite au RETEX de SAS1, et notamment la casse en vol des guides ressorts.
- nouvel ordinateur de bord principal: RETEX sur le PCB, ajout de fonctionnalités (gyros, 2 altimètres), télémétrie radio, correction de l'alimentation électrique.
- captage vidéo lors de la séparation.
- revue du parachute et des suspentes (dispositif anti-torche).
- un module de mesure dans la partie basse de la fusée pour acquérir plus de données sur la cinématique de séparation.
Ils arrivent :
- le planning.
- le schéma de l'ordinateur de bord et du module complémentaire.
- le plan de SAS2, le lanceur d'essai.
- la simulation de vol.
Fabrication : Section Espace du Fab Lab Chateau Thierry à partir de septembre 2019.