SlideShare une entreprise Scribd logo
 
 
Sylvain Rouard 
Chef de projet 
                                                                                                Mai 2007 
 
 
 

Projet Iness 
Documentation Technique CANSAT 
 


Introduction 
 

         Le principe du CANSAT (contraction de Canette‐Satellite) est une activité qui est bien 
implantée au Japon et aux Etats‐Unis et que nous comptons introduire en Europe. L’objectif est 
d’embarquer un module de la taille d’une canette de soda dans une fusée expérimentale, et de 
l’éjecter au sommet de la parabole de vol. Qu’il s’agisse de contrôler un parapente ou de déposer un 
rover au sol, l’objectif final est d’amener le CANSAT vers une cible au sol. 

       Dans notre cas, nous avons choisi de 
concevoir un CANSAT capable de se diriger par 
lui‐même jusqu’à cette cible au moyen d’un 
parapente asservi et d’un GPS embarqué. 

        Première entorse à la « tradition » du 
CANSAT, nous avons décidé que notre module 
éjecté ne serait pas une canette contenue dans 
la fusée mais l’ogive elle‐même. 

        Une fois éjecté, un petit parapente 
dirigeable se déploie et un système de guidage 
composé d’un GPS, d’un microcontrôleur et 
d’un servomoteur permet au CANSAT de 
maitriser sa trajectoire jusqu’à la cible au sol. 

         Le responsable informatique du projet 
a assisté au 1st international CANSAT 
Workshop qui a eu lieu au Japon en février‐mars 2007. Il a ainsi pu s’informer des techniques 
existantes et il a présenté notre projet qui a fortement retenu l’attention de part les innovations qu’il 
propose, notamment en algorithmie. 
Le GPS 
 

       Malgré l’échec de l’essai japonais en juillet 2006 à la courtine, nous avons décidé d’utiliser un 
GPS pour guider notre CANSAT. 

         Depuis l’été 2006 nous sommes en contact régulier avec le professeur  Yonemoto du Kyushu 
Institute of Technology et il nous a précisé qu’après analyses, ce n’est pas la perte du signal GPS qui 
est responsable de l’échec de leur expérience qui consistait à diriger la descente sous parapente de la 
fusée, mais une erreur dans l’algorithme de direction. En fait, le signal GPS a bien été perdu en 
rampe mais il a été rétabli quelques secondes après l’ouverture du parachute. 

      Nous sommes donc conscients du fait que nous risquons fortement de perdre le signal en 
rampe mais nous devrions le retrouver quelques secondes après l’éjection de l’ogive. 


Mode d’éjection 
 

       Pour permettre l’éjection de l’ogive, une bague supplémentaire est ajoutée à la fusée. Elle a 
une forme complémentaire de celle située juste sous l’ogive et qui reste attachée à la fusée. 




                                                                                                 

        Le maintient en position de l’ogive est assuré par une vis excentrée et une large surface 
cylindrique de frottement (garniture caoutchouc) à l’opposé. 

       Au moment de l’éjection, la vis est entrainée en rotation par un petit moteur couplé à un 
réducteur. Lorsque le dernier pas de vis est sorti de la bague fixée à l’ogive, un ressort placé entre les 
deux bagues, expulse l’ogive et son parapente. Le ressort et la vis ont été calculés pour assurer un 
bon maintient puis une éjection franche. 

        Pour éviter que le parapente ne se déploie trop près de la fusée (risque d’emmêlement et de 
déchirure), il sera contenu dans une coque en deux parties dont une extrémité sera attachée à la 
fusée par une longue ficelle (1‐2m). Ainsi, le parapente restera dans sa coque jusqu’à ce que la ficelle 
se tende et entraîne l’ouverture de la coque et donc du parapente. 

 


Structure du CANSAT: 
 

Comme dit précédemment, le CANSAT sera constitué de l’ogive,  mais aussi, afin de rigidifier 
l’ensemble, d’une structure en pvc qui supportera les différentes cartes et le servomoteur 

Note : Afin de positionner au mieux l’antenne du Cansat, et notamment ne pas utiliser deux antennes 
et un Switch pour garder le contact avec le GPS lors du largage et du basculement, nous avons décidé 
de positionner l’antenne du GPS vers l’horizontal (pointée perpendiculairement à l’axe de l’ogive). 


Contrôle du parachute : 
 

        Des tests ont été effectués avec différents parachutes et nous somme arrivés à un choix de 
parapente de surface 0.8m2, qui soutiendra le CANSAT de 850g. Ceci nous permettrait alors 
d’atteindre une vitesse de descente suffisamment lente pour contrôler la trajectoire. (vitesse 
horizontale=2 m/s, vitesse verticale 2m/s) 

       Un servomoteur de modélisme sera relié aux 2 fils qui supportent la partie gauche et droite 
du parachute. 

        La manivelle du servomoteur se trouve en position initiale à ‐90° et le moteur a un battement 
analogique de 180°. La rotation du servomoteur vers la droite a comme conséquence de tirer  la 
partie gauche du parapente vers le bas, et la partie droite vers le haut ce qui induit une courbure vers 
la gauche de la trajectoire du CANSAT. Différents tests ont déjà été effectués avec un prototype pour 
mesurer la maniabilité du système, et nous avons choisi un débattement optimal de 20mm. 

 


Mode de récupération  ­ L’algorithme 
 

      Une fois le CANSAT correctement ejecté et le parapente deplié, il devient totalement 
autonome. La phase de contrôle de trajectoire peut alors débuter. 
        Les algorithmes utilisés habituellement sont assez basiques : le cansat se dirige dans la 
direction indiquée par le GPS et entame un vol en hélice vers le sol dès qu’il passe au dessus des 
coordonnées indiquées. 




                                                                                      

        Le principal inconvénient de ce principe est le vol en hélice final qui s’avère en pratique très 
instable et termine le plus souvent très loin de la cible. 

         L’algorithme que nous mettons en œuvre est radicalement différent. On peut le décomposer 
en trois phases :  

1°) Calcul préliminaire de la trajectoire 

2°) Création de « check points » à distance régulière tout au long de la trajectoire 

                                                      




                                                                                          
3°) A chaque « Check points » : 

            •   Comparaison de la position estimée par rapport à la position réelle 

            •   Calcul de la nouvelle trajectoire i+1 permettant d’atteindre le check point i+1 




                                                                                         

Conséquences :  

    •   Correction de la trajectoire en temps réel 

    •   Prise en compte de phénomènes extérieurs comme le vent 

    •   Vol stable 


Cas de défaillances 
 

Voici les différents cas de défaillance envisagés et les solutions apportées : 

Perte du signal GPS : 
         Comme nous l’avons dit précédemment, ce cas se présentera très probablement, 
particulièrement durant les quelques secondes suivant l’éjection. En conséquence nous avons intégré 
un mode de navigation « en aveugle » qui consiste tout simplement à décrire des cercles assez larges 
pour ne pas perdre trop d’altitude en attendant la reconnexion du signal mais pas trop larges pour ne 
pas s’éloigner d’éjection. Ainsi, si le positionnement GPS n’est jamais rétabli, le CANSAT se posera 
non loin de la zone d’éjection. 

Sortie du gabarit : 
       Si pour une raison quelconque, le CANSAT s’apprête à sortir de la zone autorisée, cette 
anomalie est détectée par l’algorithme à partir de la connaissance avant le vol des coordonnées 
approximatives de la zone d’éjection (à partir de la trajectoire). Un mode de sécurité qui consiste à 
tomber à la verticale par un vol en hélice serrée est alors déclenché. 
Ejection prématurée de l’ogive: 
          La vis choisie pour la transformation de mouvement permettant l’éjection de l’ogive assure 
une transformation irréversible (un couple sur la vis engendre une translation, mais un effort en 
translation n’engendre pas de rotation de la vis). De plus, le système d’accouplement entre le moteur 
et la vis est conçu pour absorber les vibrations de la vis et donc empêcher un desserrage non désiré. 

         Le seul moyen d’enclencher le mécanisme d’éjection prématurément est donc d’enclencher 
le moteur prématurément. Pour éviter cela, nous nous sommes attachés à concevoir l’électronique 
de commande du moteur de façon sécurisée. Nous avons donc choisi un composant intégré, qui est 
réputé pour être un composant robuste tout en étant léger et précis. Etant donné que la commande 
du moteur doit se réaliser en commande directe et inverse (fermeture pour la mise en place de 
l’ogive puis ouverture lors de l’éjection), nous avons déterminé qu’un montage  en H‐DMOS, serait 
                                                             
celui qui pourrait nous fournir le meilleur taux de fiabilité.

                                                                                                 
                                                                                                 
                                                                                                 
                                                                                                 
                                                                                                 
                                                                                                 

                                                                                                 

                                                                                                 

De plus, ce composant électronique nous permettra d’isoler l’alimentation du moteur. L’alimentation 
du moteur sera faite d’une façon totalement indépendante. Cette alimentation sera réalisée à l’aide 
du pont en H et du microcontrôleur qui aura un rôle crucial : la gestion des priorités d’alimentation, 
ainsi que les autorisations de mise en route pour chacun des modes de fonctionnement. 
Premièrement, le microcontrôleur pourra déterminer à travers du conducteur, si le moteur est en 
marche ou non, ainsi que le sens de rotation du moteur. De plus, pour ajouter une redondance 
technique, nous allons inclure un verrouillage, qui sera aussi contrôlé par le microcontrôleur. Pour 
finir, nous avons choisi un système de commande  qui va permettre de neutraliser les pics de 
tensions et de courant, protégeant ainsi le moteur pendant la phase pré‐vol, vol et après‐vol. De 
même, une protection « verrouillage température » sera à l’intérieur de notre circuit électronique, 
pour arrêter le fonctionnement en cas de dépassement d’un seuil de température qui risquerait de 
casser le montage, donc de faire tourner le moteur. Tout le système à été homologué et vérifié, pour 
réduire au maximum la probabilité d’éjection prématurée. 

         Si malgré toutes ces précautions une telle éjection devait se produire, les règles de sécurité 
lors du lancement permettraient d’éviter tout accident humain.     

Contenu connexe

En vedette

Qué impacto han tenido las redes sociales
Qué impacto han tenido las redes socialesQué impacto han tenido las redes sociales
Qué impacto han tenido las redes sociales
nlopezrey
 
Apprendre Via Les Objets Presentation 1 Xin Chen
Apprendre Via Les Objets  Presentation 1 Xin ChenApprendre Via Les Objets  Presentation 1 Xin Chen
Apprendre Via Les Objets Presentation 1 Xin Chencecilechen85
 
Scbd cg conception
Scbd cg conceptionScbd cg conception
Scbd cg conception
vangogue
 
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
Universidad Autónoma de Barcelona
 
IDEAL TRIP!@@@@@@@
IDEAL TRIP!@@@@@@@IDEAL TRIP!@@@@@@@
IDEAL TRIP!@@@@@@@
nomiscloud
 
Willy breinholst hola aqui estoy (1)
Willy breinholst   hola aqui estoy (1)Willy breinholst   hola aqui estoy (1)
Willy breinholst hola aqui estoy (1)
Nancy Giraldo
 
Estudio de caso
Estudio de casoEstudio de caso
Estudio de caso
Marta
 
Crea tu propio negocio online con magento dia19
Crea tu propio negocio online con magento dia19Crea tu propio negocio online con magento dia19
Crea tu propio negocio online con magento dia19
Fernando Delgado Soler
 
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
ABES
 
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
K2 Geospatial
 
Black crows
Black crowsBlack crows
Black crows
marjooo
 
Programme du réseau d'affaires Umana
Programme du réseau d'affaires UmanaProgramme du réseau d'affaires Umana
Programme du réseau d'affaires Umana
martcarmel
 
Saint James's Park London
Saint James's Park LondonSaint James's Park London
Saint James's Park LondonEscrimeLiban
 
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
Universidad Autónoma de Barcelona
 
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
Louis de Saussure
 
Tesis esther gomez_sintesis xerogeles
Tesis esther gomez_sintesis xerogelesTesis esther gomez_sintesis xerogeles
Tesis esther gomez_sintesis xerogeles
Yambal
 
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
marouen chikhaoui
 
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
Universidad Autónoma de Barcelona
 
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean BaptistePremiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
CocoaHeads France
 

En vedette (20)

Qué impacto han tenido las redes sociales
Qué impacto han tenido las redes socialesQué impacto han tenido las redes sociales
Qué impacto han tenido las redes sociales
 
Apprendre Via Les Objets Presentation 1 Xin Chen
Apprendre Via Les Objets  Presentation 1 Xin ChenApprendre Via Les Objets  Presentation 1 Xin Chen
Apprendre Via Les Objets Presentation 1 Xin Chen
 
Scbd cg conception
Scbd cg conceptionScbd cg conception
Scbd cg conception
 
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
Los despidos colectivos y las suspensiones contractuales llegan a las organiz...
 
Brochure_ar457 fr
Brochure_ar457 frBrochure_ar457 fr
Brochure_ar457 fr
 
IDEAL TRIP!@@@@@@@
IDEAL TRIP!@@@@@@@IDEAL TRIP!@@@@@@@
IDEAL TRIP!@@@@@@@
 
Willy breinholst hola aqui estoy (1)
Willy breinholst   hola aqui estoy (1)Willy breinholst   hola aqui estoy (1)
Willy breinholst hola aqui estoy (1)
 
Estudio de caso
Estudio de casoEstudio de caso
Estudio de caso
 
Crea tu propio negocio online con magento dia19
Crea tu propio negocio online con magento dia19Crea tu propio negocio online con magento dia19
Crea tu propio negocio online con magento dia19
 
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
Journées ABES 2014 - 20 mai 2014 - intervention Jean-Pierre Finance
 
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
(5econf) 15h10 Stratégie De Migration
 
Black crows
Black crowsBlack crows
Black crows
 
Programme du réseau d'affaires Umana
Programme du réseau d'affaires UmanaProgramme du réseau d'affaires Umana
Programme du réseau d'affaires Umana
 
Saint James's Park London
Saint James's Park LondonSaint James's Park London
Saint James's Park London
 
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
Ts y msct. notas a sentencia de 16 de julio de 2015.
 
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
Deixis présente argumentative: éléments de réflexion sur le français et l'ita...
 
Tesis esther gomez_sintesis xerogeles
Tesis esther gomez_sintesis xerogelesTesis esther gomez_sintesis xerogeles
Tesis esther gomez_sintesis xerogeles
 
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
Unido pampat tunisie expert qualité_08 novembre2015
 
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
Centro de trabajo, trabajadores itinerantes y cómputo del tiempo de trabajo (...
 
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean BaptistePremiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
Premiers pas en freelancing - HopWork - Jean Baptiste
 

Plus de CLES-FACIL

Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
CLES-FACIL
 
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
CLES-FACIL
 
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
CLES-FACIL
 
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
CLES-FACIL
 
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
CLES-FACIL
 
Présentation Altaïr III C'Space 2011
Présentation Altaïr III C'Space 2011Présentation Altaïr III C'Space 2011
Présentation Altaïr III C'Space 2011
CLES-FACIL
 
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
CLES-FACIL
 
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat Yoda
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat YodaPrésentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat Yoda
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat YodaCLES-FACIL
 
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
CLES-FACIL
 
Documentation Technique : Expérience asservissement INESS
Documentation Technique : Expérience asservissement INESSDocumentation Technique : Expérience asservissement INESS
Documentation Technique : Expérience asservissement INESSCLES-FACIL
 
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007CLES-FACIL
 
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006CLES-FACIL
 
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACILPrésentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
CLES-FACIL
 
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
CLES-FACIL
 
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010CLES-FACIL
 
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
CLES-FACIL
 
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
CLES-FACIL
 
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
CLES-FACIL
 
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
CLES-FACIL
 
Tutoriel protel99 se
Tutoriel protel99 seTutoriel protel99 se
Tutoriel protel99 seCLES-FACIL
 

Plus de CLES-FACIL (20)

Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2011-2013 : TORNADE (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
 
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex 2007-2008 :LEIA (CLES-FACIL, INSA de LYON)
 
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
Fusex: 2009-2010 SAT'LAUNCH (CLES-FACIL, INSA de LYON)
 
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
Fusex 2010-2011 : DETRONA (CLES-FACIL, INSA de Lyon)
 
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
Conference : Rocket DETRONA 2010-2011
 
Présentation Altaïr III C'Space 2011
Présentation Altaïr III C'Space 2011Présentation Altaïr III C'Space 2011
Présentation Altaïr III C'Space 2011
 
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
Projet ESMO - European Students Moon Orbiter - CLES-FACIL 2007
 
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat Yoda
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat YodaPrésentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat Yoda
Présentation Prix GIFAS : Fusex Padmée/CanSat Yoda
 
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
Critical Design Review : CanSat Altaïr 2010
 
Documentation Technique : Expérience asservissement INESS
Documentation Technique : Expérience asservissement INESSDocumentation Technique : Expérience asservissement INESS
Documentation Technique : Expérience asservissement INESS
 
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007
Diaporama de projet : Fusex Iness 2006-2007
 
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006
Rapport de clôture - Fusex Anaïs - CLES-FACIL 2006
 
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACILPrésentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
Présentation de l'évolution des CanSat au CLES-FACIL
 
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
PDR : 2nd International CanSat Competition - Spain, 2010 (CLES-FACIL)
 
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010
Dossier de présentation Altaïr C'Space 2010
 
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
Présentation d'Altaïr II au C'Space 2010 (CLES-FACIL)
 
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
Présentation de clôture : Altaïr à Madrid (CLES-FACIL 2010)
 
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
Rapport UNISEC Event 2011 (CLES-FACIL)
 
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
Rapport : CanSat Altaïr II à ARLISS 2010 (CLES-FACIL)
 
Tutoriel protel99 se
Tutoriel protel99 seTutoriel protel99 se
Tutoriel protel99 se
 

Documentation Technique : CanSat Eole

  • 1.     Sylvain Rouard  Chef de projet  Mai 2007        Projet Iness  Documentation Technique CANSAT    Introduction    Le principe du CANSAT (contraction de Canette‐Satellite) est une activité qui est bien  implantée au Japon et aux Etats‐Unis et que nous comptons introduire en Europe. L’objectif est  d’embarquer un module de la taille d’une canette de soda dans une fusée expérimentale, et de  l’éjecter au sommet de la parabole de vol. Qu’il s’agisse de contrôler un parapente ou de déposer un  rover au sol, l’objectif final est d’amener le CANSAT vers une cible au sol.  Dans notre cas, nous avons choisi de  concevoir un CANSAT capable de se diriger par  lui‐même jusqu’à cette cible au moyen d’un  parapente asservi et d’un GPS embarqué.  Première entorse à la « tradition » du  CANSAT, nous avons décidé que notre module  éjecté ne serait pas une canette contenue dans  la fusée mais l’ogive elle‐même.    Une fois éjecté, un petit parapente  dirigeable se déploie et un système de guidage  composé d’un GPS, d’un microcontrôleur et  d’un servomoteur permet au CANSAT de  maitriser sa trajectoire jusqu’à la cible au sol.    Le responsable informatique du projet  a assisté au 1st international CANSAT  Workshop qui a eu lieu au Japon en février‐mars 2007. Il a ainsi pu s’informer des techniques  existantes et il a présenté notre projet qui a fortement retenu l’attention de part les innovations qu’il  propose, notamment en algorithmie. 
  • 2. Le GPS    Malgré l’échec de l’essai japonais en juillet 2006 à la courtine, nous avons décidé d’utiliser un  GPS pour guider notre CANSAT.  Depuis l’été 2006 nous sommes en contact régulier avec le professeur  Yonemoto du Kyushu  Institute of Technology et il nous a précisé qu’après analyses, ce n’est pas la perte du signal GPS qui  est responsable de l’échec de leur expérience qui consistait à diriger la descente sous parapente de la  fusée, mais une erreur dans l’algorithme de direction. En fait, le signal GPS a bien été perdu en  rampe mais il a été rétabli quelques secondes après l’ouverture du parachute.  Nous sommes donc conscients du fait que nous risquons fortement de perdre le signal en  rampe mais nous devrions le retrouver quelques secondes après l’éjection de l’ogive.  Mode d’éjection      Pour permettre l’éjection de l’ogive, une bague supplémentaire est ajoutée à la fusée. Elle a  une forme complémentaire de celle située juste sous l’ogive et qui reste attachée à la fusée.      Le maintient en position de l’ogive est assuré par une vis excentrée et une large surface  cylindrique de frottement (garniture caoutchouc) à l’opposé.    Au moment de l’éjection, la vis est entrainée en rotation par un petit moteur couplé à un  réducteur. Lorsque le dernier pas de vis est sorti de la bague fixée à l’ogive, un ressort placé entre les 
  • 3. deux bagues, expulse l’ogive et son parapente. Le ressort et la vis ont été calculés pour assurer un  bon maintient puis une éjection franche.    Pour éviter que le parapente ne se déploie trop près de la fusée (risque d’emmêlement et de  déchirure), il sera contenu dans une coque en deux parties dont une extrémité sera attachée à la  fusée par une longue ficelle (1‐2m). Ainsi, le parapente restera dans sa coque jusqu’à ce que la ficelle  se tende et entraîne l’ouverture de la coque et donc du parapente.    Structure du CANSAT:    Comme dit précédemment, le CANSAT sera constitué de l’ogive,  mais aussi, afin de rigidifier  l’ensemble, d’une structure en pvc qui supportera les différentes cartes et le servomoteur  Note : Afin de positionner au mieux l’antenne du Cansat, et notamment ne pas utiliser deux antennes  et un Switch pour garder le contact avec le GPS lors du largage et du basculement, nous avons décidé  de positionner l’antenne du GPS vers l’horizontal (pointée perpendiculairement à l’axe de l’ogive).  Contrôle du parachute :    Des tests ont été effectués avec différents parachutes et nous somme arrivés à un choix de  parapente de surface 0.8m2, qui soutiendra le CANSAT de 850g. Ceci nous permettrait alors  d’atteindre une vitesse de descente suffisamment lente pour contrôler la trajectoire. (vitesse  horizontale=2 m/s, vitesse verticale 2m/s)  Un servomoteur de modélisme sera relié aux 2 fils qui supportent la partie gauche et droite  du parachute.  La manivelle du servomoteur se trouve en position initiale à ‐90° et le moteur a un battement  analogique de 180°. La rotation du servomoteur vers la droite a comme conséquence de tirer  la  partie gauche du parapente vers le bas, et la partie droite vers le haut ce qui induit une courbure vers  la gauche de la trajectoire du CANSAT. Différents tests ont déjà été effectués avec un prototype pour  mesurer la maniabilité du système, et nous avons choisi un débattement optimal de 20mm.    Mode de récupération  ­ L’algorithme      Une fois le CANSAT correctement ejecté et le parapente deplié, il devient totalement  autonome. La phase de contrôle de trajectoire peut alors débuter. 
  • 4.   Les algorithmes utilisés habituellement sont assez basiques : le cansat se dirige dans la  direction indiquée par le GPS et entame un vol en hélice vers le sol dès qu’il passe au dessus des  coordonnées indiquées.      Le principal inconvénient de ce principe est le vol en hélice final qui s’avère en pratique très  instable et termine le plus souvent très loin de la cible.    L’algorithme que nous mettons en œuvre est radicalement différent. On peut le décomposer  en trois phases :   1°) Calcul préliminaire de la trajectoire  2°) Création de « check points » à distance régulière tout au long de la trajectoire     
  • 5. 3°) A chaque « Check points » :  • Comparaison de la position estimée par rapport à la position réelle  • Calcul de la nouvelle trajectoire i+1 permettant d’atteindre le check point i+1    Conséquences :   • Correction de la trajectoire en temps réel  • Prise en compte de phénomènes extérieurs comme le vent  • Vol stable  Cas de défaillances    Voici les différents cas de défaillance envisagés et les solutions apportées :  Perte du signal GPS :  Comme nous l’avons dit précédemment, ce cas se présentera très probablement,  particulièrement durant les quelques secondes suivant l’éjection. En conséquence nous avons intégré  un mode de navigation « en aveugle » qui consiste tout simplement à décrire des cercles assez larges  pour ne pas perdre trop d’altitude en attendant la reconnexion du signal mais pas trop larges pour ne  pas s’éloigner d’éjection. Ainsi, si le positionnement GPS n’est jamais rétabli, le CANSAT se posera  non loin de la zone d’éjection.  Sortie du gabarit :    Si pour une raison quelconque, le CANSAT s’apprête à sortir de la zone autorisée, cette  anomalie est détectée par l’algorithme à partir de la connaissance avant le vol des coordonnées  approximatives de la zone d’éjection (à partir de la trajectoire). Un mode de sécurité qui consiste à  tomber à la verticale par un vol en hélice serrée est alors déclenché. 
  • 6. Ejection prématurée de l’ogive:    La vis choisie pour la transformation de mouvement permettant l’éjection de l’ogive assure  une transformation irréversible (un couple sur la vis engendre une translation, mais un effort en  translation n’engendre pas de rotation de la vis). De plus, le système d’accouplement entre le moteur  et la vis est conçu pour absorber les vibrations de la vis et donc empêcher un desserrage non désiré.    Le seul moyen d’enclencher le mécanisme d’éjection prématurément est donc d’enclencher  le moteur prématurément. Pour éviter cela, nous nous sommes attachés à concevoir l’électronique  de commande du moteur de façon sécurisée. Nous avons donc choisi un composant intégré, qui est  réputé pour être un composant robuste tout en étant léger et précis. Etant donné que la commande  du moteur doit se réaliser en commande directe et inverse (fermeture pour la mise en place de  l’ogive puis ouverture lors de l’éjection), nous avons déterminé qu’un montage  en H‐DMOS, serait    celui qui pourrait nous fournir le meilleur taux de fiabilité.                 De plus, ce composant électronique nous permettra d’isoler l’alimentation du moteur. L’alimentation  du moteur sera faite d’une façon totalement indépendante. Cette alimentation sera réalisée à l’aide  du pont en H et du microcontrôleur qui aura un rôle crucial : la gestion des priorités d’alimentation,  ainsi que les autorisations de mise en route pour chacun des modes de fonctionnement.  Premièrement, le microcontrôleur pourra déterminer à travers du conducteur, si le moteur est en  marche ou non, ainsi que le sens de rotation du moteur. De plus, pour ajouter une redondance  technique, nous allons inclure un verrouillage, qui sera aussi contrôlé par le microcontrôleur. Pour  finir, nous avons choisi un système de commande  qui va permettre de neutraliser les pics de  tensions et de courant, protégeant ainsi le moteur pendant la phase pré‐vol, vol et après‐vol. De  même, une protection « verrouillage température » sera à l’intérieur de notre circuit électronique,  pour arrêter le fonctionnement en cas de dépassement d’un seuil de température qui risquerait de  casser le montage, donc de faire tourner le moteur. Tout le système à été homologué et vérifié, pour  réduire au maximum la probabilité d’éjection prématurée.    Si malgré toutes ces précautions une telle éjection devait se produire, les règles de sécurité  lors du lancement permettraient d’éviter tout accident humain.