BR Mini Avionic

Généralités

La Berry Rocket Mini-Avionic est un ensemble de 3 cartes permettant d'acquérir et d'enregistrer les paramètres de vol d'une minifusée et de déclencher le déploiement de son parachute en pilotant un servocommande (voir wiki de la Mini Origin). On distingue :

• Un ordinateur de bord (OBC) basé sur une carte Raspberry Pico agissant comme le cerveau de la fusée
• Une carte BR Interface permettant de ce recevoir cet OBC et faire le lien entre les différents périphériques
• Une carte BR Mini Sensor ou Pico 10DOF optionnelle permettant de mesurer les paramètres de vol de la fusée

Dans sa configuration complète (avec la carte BR Mini Sensor), l'ensemble BR Mini Avionic permet d'accéder aux paramètres suivants:

• Accélération sur 3 axes
• Vitesse angulaire sur 3 axes
• Altitude à l'aide d'un capteur de pression statique
• Température

La carte BR Interface permet également à l'utilisateur de piloter jusqu'à 3 servomoteurs en mode PWM et d'utiliser des capteurs ou actionneurs externes grâce aux bus l'UART et I2C disponibles sur des connecteurs dédiés. Un buzzer produit également des mélodies informant de l'état de la fusée. Un connecteur spécifique permet enfin d'alimenter la pile de 3 cartes avec un pack batterie LiPo de 7.2V.

Schématique

Le schéma du Raspberry Pico est disponible sur le WEB et ses caractéristiques largement détaillées sur le site de la fondation Raspberry. La figure ci-dessous indique toutefois les lignes qui sont exploitées par la BR Interface et la BR Mini Sensor lorsque les cartes sont assemblées pour constituer la BR Mini Avionic

Fig. 1 : Utilisation des broches du Raspberry Pico dans l'assemblage BR Avionic

Assemblage

Assemblage de la version basique (sans la carte BR Mini Sensor)

Dans cette configuration, seules les cartes Raspberry Pico et BR Interface sont utilisées. Pour détecter le décollage de la fusée on exploite le signal issu de l'accéléro-contact de la BR Interface connecté à l'entrée GP28 du Raspberry. Le pilotage du servocommande permettant d'ouvrir la trappe contenant le parachute s'effectue alors après un temps préprogrammé dans le code de la Raspberry Pico . Ce temps de culmination est défini à partir d'un outil de prévision de vol comme Stabtraj.

Assemblage de la version complète (avec la carte BR Mini Sensor)

Dans cette configuration, on ajoute à la version basique la carte BR Mini Sensor (ou un équivalent) . Pour détecter l'instant de culmination de la fusée et piloter le servocommande qui va ouvrir la trappe du parachute, on exploite dans ce cas les informations produites par les capteurs d'accélération ou d'altitude. Il reste toutefois possible d'exploiter l'accéléro-contact pour avoir un système d'ouverture redondant.

Mise sous tension & Tests

La BerryRocket Mini-Avionic peut se programmer en Python ou en C/C++. Le Python est facilement accessible et permet de créer un programme rapidement à partir de nos exemples. Le C/C++ permet d'optimiser les performances du code pour échantillonner plus rapidement les capteurs par exemple.

Dans sa version de base (sans la carte BR Mini Sensor), c'est une minuterie qui va décider de l'instant ou le servocommande sera piloté Vous pouvez télécharger un code exemple en Python (Basic_main.py) permettant de détecter le décollage de la fusée et de piloter le système de récupération (ouverture de la trappe parachute).

Dans le cas de la version complète, on pourra exploiter les données de l'accéléromètre 3 axes pour détecter l'instant du décollage ou le capteur de pression pour déterminer directement la culmination. Dans ce cas, il faut pouvoir échantillonner les différents capteurs. Un exemple de code permettant la lecture des capteurs de la carte BR Mini Sensor est partagé sur notre Git, il vous appartiendra de l'adapter à votre besoin notamment pour enregistrer les valeurs dans un fichier pour les exploiter après vol. Avec ce type de capteurs, il est possible de restituer la trajectoire de la fusée au cours de son vol.

Détection du décollage

Le décollage peut être détecté par un micro interrupteur et une masse, la masse étant positionnée de tel sorte qu'elle appuie sur l'interrupteur à l'accélération. Ce système est appelé accéléro-contact.

Une autre méthode est de mesurer l'accélération grâce à l'accéléromètre de la carte BR Mini Sensor (dans le composant s'appelant IMU), si cette valeur est supérieur à un seuil prédéfini dans l'axe de la fusée, le décollage est détecté.

Pilotage du système de récupération

Le système de récupération peut être différent selon les fusées. Un des systèmes est l'ouverture d'une trappe contenant un parachute, cette trappe étant retenue grâce à un servomoteur. Ce servomoteur peut être commandé en ouverture et en fermeture grâce au code.

Enregistrement des données

Les données sont enregistrées dans un fichier texte lisible. Les données sont relevées tous les 20 Hz soit toutes les 50 ms.