BR Micro Avionic

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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 à10 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 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 !

Schématique

Le schéma des modules 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 :

Schéma de la carte BR Micro Avionic

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 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 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.

Notice de montage

Nettoyage du PCB

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.

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'être pas habitué à réaliser des soudures, n'hésitez pas à vous entrainer sur une platine de test au préalable.

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 PCB et le ruban adhésif peut être déplacé pour ne pas gêner la réalisation des autres soudures (Fig. 4 & 5).

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  Fig. 1: Placement du RP2040

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  Fig. 2: Maintien du module RP2040

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  Fig. 3: Soudure des 2 premières pastilles

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  Fig. 4: Module RP2040 en place

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  Fig. 5: Module soudé

Montage du module GY87

Les broches les plus longues de barrette sécable doivent insérée 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 (e) (Fig. 3) afin de ne pas gêner l'insertion de l'ensemble sur le PCB (Fig. 4). Enfin souder la platine sur le PCB (Fig. 5 & 6).

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  Fig. 1: Positionnement de la barette sécable

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  Fig. 2: Placement de la barette

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  Fig. 3: Soudure des broches

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  Fig. 4: Placement du module GY87 sur le PCB

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  Fig. 5: Soudure du module

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  Fig. 6: Module GY87 soudé

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.

Montage du connecteur d'alimentation

Ce petit composant 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. Attention lors de cette opération à ne pas déposer de colle sur les broches du connecteur.

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.