« BR Micro Avionic » : différence entre les versions

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== Généralités ==
== Généralités ==
La carte Micro Avionic permet d'acquérir et d'enregistrer les paramètres de vol d'une fusée. Elle repose sur 2 modules principaux :
La carte Micro Avionic permet d'acquérir et d'enregistrer les paramètres de vol d'une fusée. Elle repose sur 2 modules principaux:


* Une carte [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040 Zero] qui est une version miniature de la carte Raspberry Pico mais qui utilise le même microcontrôleur. Cette carte est programmable en C++ ou en [https://micropython.org/ Micropython].
* Une carte [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040 Zero] qui est une version miniature de la carte Raspberry Pico mais qui utilise le même microcontrôleur. Cette carte est programmable en C++ ou en [https://micropython.org/ Micropython].
* Une carte GY87 à10 degrés de liberté comprenant un capteur de pression, un accéléromètre 3 axes, un gyromètre 3 axes et un magnétomètre 3 axes
* Une carte GY87 à 10 degrés de liberté comprenant : un capteur de pression, un accéléromètre 3 axes, un gyromètre 3 axes et un magnétomètre 3 axes


Ces 2 modules sont disponibles montés, ils doivent être soudés sur une petite carte mère dédiée avec quelques composants périphériques comme un buzzer qui permet de connaitre l'état de fonctionnement de la fusée et un connecteur d'alimentation pour la batterie.  
Ces 2 modules sont disponibles montés, ils doivent être soudés sur une petite carte mère dédiée avec quelques composants périphériques comme un buzzer qui permet de connaitre l'état de fonctionnement de la fusée et un connecteur d'alimentation pour la batterie.  


En exploitant l'ensemble des capteurs de cette ensemble, il est possible d'enregistrer les de restituer la trajectoire de votre fusée en 3 dimensions et de mesurer l'altitude atteinte !
En exploitant l'ensemble des capteurs, il est possible de restituer la trajectoire de votre fusée en 3 dimensions et de mesurer l'altitude atteinte !


== Schématique ==
== Schématique ==
Le schéma des modules [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et GY87 sont disponibles sur les liens associés mais il n'est pas nécessaire de les comprendre en détail pour monter votre carte BR Micro Avionic dont le schéma général est présenté ci-dessous :
Le schéma des modules [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et GY87 sont disponibles sur le WEB, mais il n'est pas nécessaire de les comprendre en détail pour monter votre carte BR Micro Avionic dont le schéma général est présenté ci-dessous :
[[Fichier:Schematic.png|centré|sans_cadre|1000x1000px|Schéma de la carte BR Micro Avionic]]
[[Fichier:Schematic.png|centré|sans_cadre|1000x1000px|Schéma de la carte BR Micro Avionic]]
[[Fichier:LiPo.png|alt=Batterie Lipo 3.7V 110mAh|vignette|Batterie Lipo 3.7V 110mAh]]
[[Fichier:LiPo.png|alt=Batterie Lipo 3.7V 110mAh|vignette|267x267px|Batterie 3.7V 110mAh]]
La carte BR Micro Avionic est alimentée par une batterie LiPo de 3,7V / 110mAh qui dispose d'un connecteur JST femelle au pas de 1.25mm. Ainsi le connecteur mâle J1 de la carte permet de connecter la batterie et d'alimenter les modules [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et GY87 via  la diode Schottky  D1 (1N5819).
La carte BR Micro Avionic est alimentée par une batterie LiPo de 3,7V / 110mAh qui dispose d'un connecteur JST femelle au pas de 1.25 mm. Ainsi, le connecteur mâle J1 de la carte permet de connecter la batterie et d'alimenter les modules [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et GY87 via  la diode Schottky  D1 (1N5819).


Celle-ci est très importante car elle protège la batterie lorsque vous alimentez la carte RP2040 Zero à l'aide d'un câble USB. Les résistances R1 (10kΩ) et R2 (10kΩ) divisent la tension d'alimentation par 2 et l'appliquent sur une des  entrées analogiques du [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] (ADC2). Il est ainsi possible de la mesurer par logiciel. Le module GY87 qui contient l'ensemble des capteurs communique avec le module maitre [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] à l'aide d'un bus I2C qui dispose d'un signal d'horloge (SCL) et de données (SDA). Enfin, le buzzer BZ1 est relié à la sortie GP0 du module [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et permet de générer des signaux sonores très utiles pour connaitre l'état de fonctionnement de la carte même lorsqu'elle se trouve à l'intérieur du corps de la fusée.
Celle-ci est très importante car elle protège la batterie lorsque vous alimentez la carte RP2040 Zero à l'aide d'un câble USB. Les résistances R1 (10kΩ) et R2 (10kΩ) divisent la tension d'alimentation par 2, et l'applique sur une des  entrées analogiques du [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] (ADC2). Il est ainsi possible de la mesurer par logiciel. Le module GY87 qui contient l'ensemble des capteurs, communique avec le module maitre [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] à l'aide d'un bus I2C qui dispose d'un signal d'horloge (SCL) et de données (SDA). Enfin, le buzzer BZ1 est relié à la sortie GP0 du module [https://www.framboise314.fr/carte-waveshare-rp2040-zero/ RP2040] et permet de générer des signaux sonores très utiles pour connaitre l'état de fonctionnement de la carte même lorsqu'elle se trouve à l'intérieur du corps de la fusée.
 
Le tableau ci-dessous regroupe l'ensemble des composants nécessaires pour réaliser la carte BR MicroAvionic ainsi que quelques liens vers des distributeurs possibles. Si vous avez choisi d'acheter le kit sur notre boutique n'hésitez pas à bien vérifier avant assemblage que chaque composant est présent dans le sachet avec la bonne référence et la bonne valeur ! Le kit BR MicroAvionic ne contient que les références en jaune ci-dessous, U1,U2 et B1 ne sont pas inclus et doivent être commandés séparément.
 
{| class="wikitable"
|- style="background-color:#f0f0f0;border-bottom:solid 2px"
! style="width: 5%;"|Item
! style="width: 25%;" |Référence
! style="width: 13%;" |Distributeurs
!Remarques
|-
|U1
|RP2040 Zero
|[https://www.amazon.fr/Waveshare-Pico-Like-Raspberry-Castellated-Applications/dp/B09KZPCNPL/ref=sr_1_1?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=3948NEM9A5CXW&dib=eyJ2IjoiMSJ9.5AZmt4b__gYt1mXIla6cEbUO1fFoS2rprKuz_bY2DYklaqU-A38HTgflAti_AeHBk8fDmkA5e1APQvXltLx7XUehh7rfgexwcgLxABm5h-MimqTsRqhRYDWhA_Q_U_LOcMF5b6fIw8XhBKWedgxfrA.86qm3o6kpSfJMQvYbPi6PagzdVxiqZLxsslCjDW2Urw&dib_tag=se&keywords=RP2040&qid=1705135764&sprefix=rp2040%2Caps%2C127&sr=8-1 Amazon]
[https://fr.aliexpress.com/item/1005005106712277.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.64.21ef5e5bCVMtis&gatewayAdapt=glo2fra AliExpress]
 
...
|
|-style="background-color:#f0f0f0"
|U2
|IMU GY87
|[https://fr.aliexpress.com/item/4000234539826.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.4.21ef5e5bPBl9S9&gatewayAdapt=glo2fra AliExpress]
 
...
|
|-style="background-color:#ffffff;border-bottom:solid 2px"
|B1
|Batterie LiPo 3.7V 110mAh avec JST
|[https://fr.aliexpress.com/item/4001035104445.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.95.21ef5e5bCVMtis&gatewayAdapt=glo2fra AliExpress]
|
|-style="background-color:#ffffcc;"
|J1
|Connecteur JST Male coudé 2.5mm 2p
|[https://fr.aliexpress.com/item/1005003115054198.html?spm=a2g0o.detail.0.0.6202HT68HT68a4&gps-id=pcDetailTopMoreOtherSeller&scm=1007.40050.354490.0&scm_id=1007.40050.354490.0&scm-url=1007.40050.354490.0&pvid=a2142e00-130a-4aa6-b675-89514d95539e&_t=gps-id:pcDetailTopMoreOtherSeller,scm-url:1007.40050.354490.0,pvid:a2142e00-130a-4aa6-b675-89514d95539e,tpp_buckets:668%232846%238112%231997&pdp_npi=4%40dis%21EUR%210.80%210.74%21%21%210.86%210.80%21%402101ec1a17051573807287456e91fb%2112000024181096854%21rec%21FR%212518984221%21&utparam-url=scene%3ApcDetailTopMoreOtherSeller%7Cquery_from%3A AliExpress]
| rowspan="6" |Ces composants sont disponibles chez les distributeurs indiqués mais souvent en quantité, avec des minimum de commande et/ou des frais de livraison dissuasifs.
Nous vous recommandons pour cela d'acheter le kit '''BR Micro Avionic,''' qui comprend l'ensemble de ces composants ci-contre sur notre [https://shop.berryrocket.com/ boutique en ligne].
 
Cette démarche contribuera à ne pas acheter des composants qui ne vous servirons pas et à soutenir le développement d'autres produits au sein de l'association Berry Factory !
|-style="background-color:#ffffcc;"
|D1
|Diode Schottky 1N5819
|[https://fr.rs-online.com/web/p/diodes-schottky-et-de-redressements/4864460 Radiospares][https://www.amazon.fr/ALLECIN-1N5819-Schottky-Redressement-Rectifier/dp/B0CKSHSWPS/ref=sr_1_6?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=3DG3YTX1VRGU8&dib=eyJ2IjoiMSJ9.IXdwhJ0C39grmPlUsUdY5_fu0MEY7FPweeXC-QP26hA7H6fZ7rCFXIvoV7uYO0Aspb9xxAJouTWTl5BWOe4theuwn_NL0rc9pZNMxkKj3wpRvUqxqUNl8vQhmPb7Z8eIYZBPfz2PPhCoyNVOpExs1w.0NtidNJbd9FbmC7wwVGg7-4tVaGISSMgPkxaG6UE9vI&dib_tag=se&keywords=1N5819&qid=1705158251&sprefix=1n5819%2Caps%2C110&sr=8-6&th=1 Amazon]
|-style="background-color:#ffffcc;"
|R1, R2
|Résistance 10k, 1/4W
|[https://fr.aliexpress.com/item/32847096736.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.5.24985e5bosnGNT&gatewayAdapt=glo2fra AliExpress][https://www.amazon.fr/r%C3%A9sistances-m%C3%A9tallique-Tol%C3%A9rance-R%C3%A9sistances-limitation/dp/B08QRJZ82J/ref=sr_1_1_sspa?__mk_fr_FR=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=R0EVNXPU6NSY&dib=eyJ2IjoiMSJ9.xo2EeZCYWL8sJtNQmGOnpHrGtsVQHjndVE4TYpcnv--cO4AobTteDyfiTlDXXEQ5Fp6VOchUbThSgi7K2QrEeGKsWz114aT6TGBQzSSZOmfEtilrIeot00MVbGWIq8AhguInjUHyqnbZu3Wta0Crrw.rGSw5nfi-sOMeXyAoKqm6-brVHzIKxjiSyPxuU1jPBk&dib_tag=se&keywords=resistance%2B10k&qid=1705157911&sprefix=resistance%2B10k%2Caps%2C119&sr=8-1-spons&sp_csd=d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGY&th=1 Amazon][https://fr.rs-online.com/web/p/resistances-traversantes/1991817 Radiospares]
|-style="background-color:#ffffcc;"
|BZ1
|Buzzer
|[https://fr.aliexpress.com/item/4000148640191.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.27.24985e5bosnGNT&gatewayAdapt=glo2fra AliExpress]
|-style="background-color:#ffffcc;border-bottom:solid 2px"
|PCB
|Circuit imprimé BR Micro Avionic
|[https://shop.berryrocket.com/ Berry Factory Shop]
|}


== Notice de montage ==
== Notice de montage ==
La présente notice décrit le montage des composants contenu dans le kit de la carte BR Micro Avionic que vous pouvez vous procurer sur notre site. Vous pouvez également acheter les composants chez vos distributeurs habituels. Dans ce cas, il vous faudra router un circuit avec un outil de CAO électronique et réaliser le PCB à partir du schéma précédent.
[[Fichier:Micro1.jpg|alt=Nettoyage du PCB|vignette|243x243px|Nettoyage du PCB]]
La présente notice décrit le montage des composants contenus dans le kit de la carte BR Micro Avionic que vous pouvez vous procurer sur notre site. Vous pouvez également acheter les composants chez vos distributeurs habituels. Dans ce cas, il vous faudra router un circuit avec un outil de CAO électronique et réaliser le PCB (Print Circuit Board ou Circuit Imprimé) à partir du schéma précédent.


Lorsque que l'on soude des composants sur une platine, il est d'usage de commencer par les éléments les moins hauts. Il est également recommander de dégraisser le PCB avec de l'alcool ou de l'acétone afin de faciliter la soudure des composants.  
Lorsque que l'on soude des composants sur une platine, il est d'usage de commencer par les éléments les moins hauts. Il est également recommandé de dégraisser le PCB avec de l'alcool ou de l'acétone afin de faciliter la soudure des composants. Le bon fonctionnement de votre carte dépend du soin apporté à la réalisation des soudures. Si vous n'êtes pas habitué à réaliser des soudures, n'hésitez pas à vous entrainer sur une platine à pastilles au préalable. Le choix du fer à souder (qualité et largeur de la panne) est aussi essentiel pour obtenir de bons résultats. De nombreux tutos existent comme celui de [https://www.framboise314.fr/comment-bien-souder-un-tutoriel-sur-la-soudure/ Framboise 314]. 


=== Montage du module RP2040-Zero ===
=== Montage du module RP2040-Zero ===
Il est important que le module RP2040-Zero soit placé bord à bord avec le PCB afin qu'il s'insère au mieux dans la case expérience. Pour réaliser cela, il est possible de maintenir le module avec du ruban adhésif sur le PCB pendant la réalisation des deux premières soudures. Celles-ci seront avantageusement réalisées de chaque coté du module, en diagonal. Après cette opération, le module est ainsi maintenu sur PCB et le ruban adhésif peut être enlevé pour ne pas gêner la réalisation des autres soudures.
Il est important que le module RP2040-Zero soit placé bord à bord avec le PCB (Fig. 1) afin qu'il s'insère plus tard au mieux dans la case expérience. Pour cela, il est possible de maintenir le module avec du ruban adhésif sur le PCB pendant la réalisation des deux premières soudures (Fig. 2). Celles-ci seront avantageusement réalisées de chaque coté du module, en diagonal (Fig. 3). Après cette opération, le module est ainsi maintenu sur le PCB et le ruban adhésif peut être déplacé pour ne pas gêner la réalisation des autres soudures (Fig. 4 & 5).
 
<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro2.jpg|Fig. 1: Placement du RP2040
Fichier:Micro3.jpg|Fig. 2: Maintien du module RP2040
Fichier:Micro4.jpg|Fig. 3: Soudure des 2 premières pastilles
Fichier:Micro6.jpg|Fig. 4: Module RP2040 en place
Fichier:Micro7.jpg|Fig. 5: Module soudé
</gallery>


=== Montage du module GY87 ===
=== Montage du module GY87 ===
Cette opération est plus délicate car il faut souder la barrette sécable 8 points sur le circuit en veillant à déposer peu de soudre afin que celle-ci affleure et permette le report du circuit sur le PCB dans un second temps. Si les pins reçoivent trop d'étain, la surépaisseur mettra le module en porte à faux sur la platine et le module ne pourra se monter dans la case expérience.
Les broches les plus longues de la barrette sécable doivent être insérées du coté composant du module GY87 (Fig. 1). Il est important que la barrette fasse un angle de 90° avec le module (Fig. 2). La soudure de la barrette sur la platine est assez délicate car il faut minimiser la hauteur des soudures (Fig. 3) afin de ne pas gêner, après cette opération, l'insertion de l'ensemble sur le PCB (Fig. 4). Pour terminer, soudez le module GY87 et sa barrette sur le PCB (Fig. 5 & 6).<gallery mode="packed" heights="150">
Fichier:Micro10.jpg|Fig. 1: Positionnement de la barette sécable
Fichier:CY91 barette.png|Fig. 2: Placement de la barette
Fichier:Micro12.jpg|Fig. 3: Soudure des broches
Fichier:Montage CY81.png|Fig. 4: Placement du module GY87 sur le PCB
Fichier:Micro14.jpg|Fig. 5: Soudure du module
Fichier:Micro15.jpg|Fig. 6: Module GY87 soudé
</gallery>


=== Montage des composants passifs ===
=== Montage des composants passifs ===
Les composants passifs sont les résistances R1 et R2 ainsi que la diode D1 . Pour ceux-ci il faut au préalable plier leurs pattes à 90° avec une pince plate en veillant à respecter l'écart correspondant à la distance entre les pastilles. Attention, la diode D1 à un sens de montage, sa cathode est repérée par un anneau plus clair. Prenez garde à bien souder R1 et D1 sur le dessous du PCB.
Les composants passifs sont les résistances R1 et R2 ainsi que la diode D1. Pour ceux-ci il faut au préalable plier leurs pattes à 90° avec une pince plate en veillant à respecter l'écart de 1 cm correspondant à la distance entre les pastilles (Fig. 1). Commencez par D1 er R1 en les plaçant sur la face inférieure du PCB. Attention, la diode D1 a un sens de montage, sa cathode est repérée par un anneau plus clair (Fig. 2). R2, quant à elle, doit être soudée sur la face composant (dessus) du PCB (Fig. 3). Après avoir soudé chaque composant passif, coupez leurs pattes avec une pince coupante (Fig. 4).<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro20.jpg|Fig. 1: Pliage des pattes des composants
Fichier:Micro21.jpg|Fig. 2: Placement de D1 et R1
Fichier:Micro22.jpg|Fig. 3: Placement de R2
Fichier:Micro23.jpg|Fig. 4: Coupe des pattes
</gallery>


=== Montage du connecteur d'alimentation ===
=== Montage du connecteur d'alimentation ===
Ce petit composant est assez fragile, il est recommandé de la coller au préalable sur le PCB avec de la colle cyanoacrylate (super glue) ou bien de la colle epoxy bi composante (Araldite) afin qu'il ne se torde pas sous l'effet des connections / déconnections successives. Attention lors de cette opération à ne pas déposer de colle sur les broches du connecteur.
Ce petit connecteur J1 est assez fragile, il est recommandé de le coller au préalable sur le PCB avec de la colle cyanoacrylate (super glue) ou bien de la colle époxy bi composante (Araldite) afin qu'il ne se torde pas sous l'effet des connections / déconnections successives. La dépose de la goutte de colle doit s'effectuer avant la soudure du connecteur. Il faut être précis, la colle ne doit pas se répandre à l'intérieur du connecteur ni sur ses broches.<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro30.jpg|Fig. 1: Dépose d'un point de colle sur J1
Fichier:Micro31.jpg|Fig. 2: Mise en place et soudure de J1
</gallery>


=== Montage du Buzzer ===
=== Montage du Buzzer ===
C'est le dernier composant à souder sur le PCB et, comme la diode, il possède un sens de montage. Le "+" est visible sur son capot il doit correspondre à la pastille indiquée sur la figure ci-dessous.
C'est le dernier composant à souder sur le PCB et, comme la diode D1, il possède un sens de montage. Le "+" est visible sur son capot (Fig. 1), la patte en regard doit être soudée sur la pastille indiquée sur la figure 3. Ce composant traversant ne dispose pas de trous pour son placement, il est soudé sur le coté composant du PCB sur 2 pastilles rectangulaires qu'il faut préalablement étamer. Cette opération consiste à déposer de la soudure sur une pastille (Fig. 3) ou tout autre élément métallique comme les pattes du buzzer par exemple (Fig. 2). Pour souder le buzzer il suffit alors de le mettre en place sur le PCB (Attention à bien repérer le +) et de chauffer localement avec le fer à souder. La soudure préalablement déposée sur la pastille et sur les pattes du composant s'uniformise alors pour maintenir ce dernier (Fig. 4).<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro40.jpg|Fig. 1: Repère + du buzzer
Fichier:Micro41.jpg|Fig. 2: Etamage des pattes du buzzer
Fichier:Micro42.jpg|Fig. 3: Etamage des pastilles recevant le buzzer et repairage du +
Fichier:Soudure HP.png|Fig. 4: Soudure du Buzzer
</gallery>
 
=== Nettoyage de la carte ===
Pour un rendu impeccable, il est recommandé de nettoyer le circuit avec du nettoyant pour flux de soudure ou de l'acétone. Ce produit, disponible généralement en bombe et muni d'une brosse (Fig. 1), permet d'enlever toutes les particules de flux et laisser des soudures bien brillantes. Une fois nettoyé, le circuit doit faire l'objet d'un contrôle visuel minutieux à la loupe pour déceler toute soudure défectueuse avant la mise sous tension (Fig. 2 & 3).<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro50.jpg|Fig. 1: Nettoyage du flux de soudure
Fichier:Micro51.jpg|Fig. 2 Soudures du RP2040 à la loupe
Fichier:Micro52.jpg|Fig. 3: D1 et R1 à la loupe
</gallery>
 
== Mise sous tension & tests ==
Pour mettre le circuit sous tension il suffit de relier la carte BR Micro Avionic à un PC via un câble USB C. La LED verte présente sur le module GY87 doit alors s'allumer (Fig. 1) et une fenêtre s'ouvre à l'écran (Fig. 2). 
[[Fichier:Micro62.jpg|centré|vignette|Fig. 1: Mise sous tension de la carte BR Micro Avionic]]
Si vous choisissez de programmer votre carte en [https://micropython.org/ MicroPython] (recommandé) vous devez alors télécharger [https://micropython.org/download/rp2-pico/rp2-pico-latest.uf2 ce fichier .uf2] (mis à disposition sur le site [https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/micropython.html Raspberry Pico] ) et le glisser-déposer dans la fenêtre (Fig. 3). Le RP2040 Zéro se réinitialise automatiquement et vous pouvez alors y déposer votre premier programme de test. Il existe de nombreux environnement de développement pour les cartes basées sur la puce RP2040 mais [https://thonny.org/ Thonny] est sans doute à privilégier si vous débutez. Bonne programmation !<gallery mode="packed" heights="180">
Fichier:Micro60.png|Fig. 2: Fenêtre du RP2040
Fichier:Micro61.png|Fig. 3: Glissé déposé du fichier .uf2
</gallery>
 
'''''Auteur''''' : ''Nicolas VERDIER pour [https://berryrocket.com/ BerryRocket.com]''


== Test de la carte ==
'''''Licence :'''''  [https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/deed.fr CC-BY-NC 4.0]

Dernière version du 8 décembre 2024 à 16:21

Généralités

La carte Micro Avionic permet d'acquérir et d'enregistrer les paramètres de vol d'une fusée. Elle repose sur 2 modules principaux:

  • Une carte RP2040 Zero qui est une version miniature de la carte Raspberry Pico mais qui utilise le même microcontrôleur. Cette carte est programmable en C++ ou en Micropython.
  • Une carte GY87 à 10 degrés de liberté comprenant : un capteur de pression, un accéléromètre 3 axes, un gyromètre 3 axes et un magnétomètre 3 axes

Ces 2 modules sont disponibles montés, ils doivent être soudés sur une petite carte mère dédiée avec quelques composants périphériques comme un buzzer qui permet de connaitre l'état de fonctionnement de la fusée et un connecteur d'alimentation pour la batterie.

En exploitant l'ensemble des capteurs, il est possible de restituer la trajectoire de votre fusée en 3 dimensions et de mesurer l'altitude atteinte !

Schématique

Le schéma des modules RP2040 et GY87 sont disponibles sur le WEB, mais il n'est pas nécessaire de les comprendre en détail pour monter votre carte BR Micro Avionic dont le schéma général est présenté ci-dessous :

Schéma de la carte BR Micro Avionic
Schéma de la carte BR Micro Avionic
Batterie Lipo 3.7V 110mAh
Batterie 3.7V 110mAh

La carte BR Micro Avionic est alimentée par une batterie LiPo de 3,7V / 110mAh qui dispose d'un connecteur JST femelle au pas de 1.25 mm. Ainsi, le connecteur mâle J1 de la carte permet de connecter la batterie et d'alimenter les modules RP2040 et GY87 via la diode Schottky D1 (1N5819).

Celle-ci est très importante car elle protège la batterie lorsque vous alimentez la carte RP2040 Zero à l'aide d'un câble USB. Les résistances R1 (10kΩ) et R2 (10kΩ) divisent la tension d'alimentation par 2, et l'applique sur une des entrées analogiques du RP2040 (ADC2). Il est ainsi possible de la mesurer par logiciel. Le module GY87 qui contient l'ensemble des capteurs, communique avec le module maitre RP2040 à l'aide d'un bus I2C qui dispose d'un signal d'horloge (SCL) et de données (SDA). Enfin, le buzzer BZ1 est relié à la sortie GP0 du module RP2040 et permet de générer des signaux sonores très utiles pour connaitre l'état de fonctionnement de la carte même lorsqu'elle se trouve à l'intérieur du corps de la fusée.

Le tableau ci-dessous regroupe l'ensemble des composants nécessaires pour réaliser la carte BR MicroAvionic ainsi que quelques liens vers des distributeurs possibles. Si vous avez choisi d'acheter le kit sur notre boutique n'hésitez pas à bien vérifier avant assemblage que chaque composant est présent dans le sachet avec la bonne référence et la bonne valeur ! Le kit BR MicroAvionic ne contient que les références en jaune ci-dessous, U1,U2 et B1 ne sont pas inclus et doivent être commandés séparément.

Item Référence Distributeurs Remarques
U1 RP2040 Zero Amazon

AliExpress

...

U2 IMU GY87 AliExpress

...

B1 Batterie LiPo 3.7V 110mAh avec JST AliExpress
J1 Connecteur JST Male coudé 2.5mm 2p AliExpress Ces composants sont disponibles chez les distributeurs indiqués mais souvent en quantité, avec des minimum de commande et/ou des frais de livraison dissuasifs.

Nous vous recommandons pour cela d'acheter le kit BR Micro Avionic, qui comprend l'ensemble de ces composants ci-contre sur notre boutique en ligne.

Cette démarche contribuera à ne pas acheter des composants qui ne vous servirons pas et à soutenir le développement d'autres produits au sein de l'association Berry Factory !

D1 Diode Schottky 1N5819 RadiosparesAmazon
R1, R2 Résistance 10k, 1/4W AliExpressAmazonRadiospares
BZ1 Buzzer AliExpress
PCB Circuit imprimé BR Micro Avionic Berry Factory Shop

Notice de montage

Nettoyage du PCB
Nettoyage du PCB

La présente notice décrit le montage des composants contenus dans le kit de la carte BR Micro Avionic que vous pouvez vous procurer sur notre site. Vous pouvez également acheter les composants chez vos distributeurs habituels. Dans ce cas, il vous faudra router un circuit avec un outil de CAO électronique et réaliser le PCB (Print Circuit Board ou Circuit Imprimé) à partir du schéma précédent.

Lorsque que l'on soude des composants sur une platine, il est d'usage de commencer par les éléments les moins hauts. Il est également recommandé de dégraisser le PCB avec de l'alcool ou de l'acétone afin de faciliter la soudure des composants. Le bon fonctionnement de votre carte dépend du soin apporté à la réalisation des soudures. Si vous n'êtes pas habitué à réaliser des soudures, n'hésitez pas à vous entrainer sur une platine à pastilles au préalable. Le choix du fer à souder (qualité et largeur de la panne) est aussi essentiel pour obtenir de bons résultats. De nombreux tutos existent comme celui de Framboise 314.

Montage du module RP2040-Zero

Il est important que le module RP2040-Zero soit placé bord à bord avec le PCB (Fig. 1) afin qu'il s'insère plus tard au mieux dans la case expérience. Pour cela, il est possible de maintenir le module avec du ruban adhésif sur le PCB pendant la réalisation des deux premières soudures (Fig. 2). Celles-ci seront avantageusement réalisées de chaque coté du module, en diagonal (Fig. 3). Après cette opération, le module est ainsi maintenu sur le PCB et le ruban adhésif peut être déplacé pour ne pas gêner la réalisation des autres soudures (Fig. 4 & 5).

Montage du module GY87

Les broches les plus longues de la barrette sécable doivent être insérées du coté composant du module GY87 (Fig. 1). Il est important que la barrette fasse un angle de 90° avec le module (Fig. 2). La soudure de la barrette sur la platine est assez délicate car il faut minimiser la hauteur des soudures (Fig. 3) afin de ne pas gêner, après cette opération, l'insertion de l'ensemble sur le PCB (Fig. 4). Pour terminer, soudez le module GY87 et sa barrette sur le PCB (Fig. 5 & 6).

Montage des composants passifs

Les composants passifs sont les résistances R1 et R2 ainsi que la diode D1. Pour ceux-ci il faut au préalable plier leurs pattes à 90° avec une pince plate en veillant à respecter l'écart de 1 cm correspondant à la distance entre les pastilles (Fig. 1). Commencez par D1 er R1 en les plaçant sur la face inférieure du PCB. Attention, la diode D1 a un sens de montage, sa cathode est repérée par un anneau plus clair (Fig. 2). R2, quant à elle, doit être soudée sur la face composant (dessus) du PCB (Fig. 3). Après avoir soudé chaque composant passif, coupez leurs pattes avec une pince coupante (Fig. 4).

Montage du connecteur d'alimentation

Ce petit connecteur J1 est assez fragile, il est recommandé de le coller au préalable sur le PCB avec de la colle cyanoacrylate (super glue) ou bien de la colle époxy bi composante (Araldite) afin qu'il ne se torde pas sous l'effet des connections / déconnections successives. La dépose de la goutte de colle doit s'effectuer avant la soudure du connecteur. Il faut être précis, la colle ne doit pas se répandre à l'intérieur du connecteur ni sur ses broches.

Montage du Buzzer

C'est le dernier composant à souder sur le PCB et, comme la diode D1, il possède un sens de montage. Le "+" est visible sur son capot (Fig. 1), la patte en regard doit être soudée sur la pastille indiquée sur la figure 3. Ce composant traversant ne dispose pas de trous pour son placement, il est soudé sur le coté composant du PCB sur 2 pastilles rectangulaires qu'il faut préalablement étamer. Cette opération consiste à déposer de la soudure sur une pastille (Fig. 3) ou tout autre élément métallique comme les pattes du buzzer par exemple (Fig. 2). Pour souder le buzzer il suffit alors de le mettre en place sur le PCB (Attention à bien repérer le +) et de chauffer localement avec le fer à souder. La soudure préalablement déposée sur la pastille et sur les pattes du composant s'uniformise alors pour maintenir ce dernier (Fig. 4).

Nettoyage de la carte

Pour un rendu impeccable, il est recommandé de nettoyer le circuit avec du nettoyant pour flux de soudure ou de l'acétone. Ce produit, disponible généralement en bombe et muni d'une brosse (Fig. 1), permet d'enlever toutes les particules de flux et laisser des soudures bien brillantes. Une fois nettoyé, le circuit doit faire l'objet d'un contrôle visuel minutieux à la loupe pour déceler toute soudure défectueuse avant la mise sous tension (Fig. 2 & 3).

Mise sous tension & tests

Pour mettre le circuit sous tension il suffit de relier la carte BR Micro Avionic à un PC via un câble USB C. La LED verte présente sur le module GY87 doit alors s'allumer (Fig. 1) et une fenêtre s'ouvre à l'écran (Fig. 2).

Fig. 1: Mise sous tension de la carte BR Micro Avionic

Si vous choisissez de programmer votre carte en MicroPython (recommandé) vous devez alors télécharger ce fichier .uf2 (mis à disposition sur le site Raspberry Pico ) et le glisser-déposer dans la fenêtre (Fig. 3). Le RP2040 Zéro se réinitialise automatiquement et vous pouvez alors y déposer votre premier programme de test. Il existe de nombreux environnement de développement pour les cartes basées sur la puce RP2040 mais Thonny est sans doute à privilégier si vous débutez. Bonne programmation !

Auteur : Nicolas VERDIER pour BerryRocket.com

Licence : CC-BY-NC 4.0