Giro

Giro est un ballon stratosphérique réalisé au sein du club par 6 étudiants lors de l’année scolaire 2002-2003. L'expérience

L'objectif de cette expérience est d’augmenter le plus possible l’autonomie de l’électronique embarquée à l’intérieure de la nacelle. Il est ainsi intéressant de minimiser le poids des accumulateurs qui peuvent représenter une partie importante de la masse totale de la nacelle. Défis et choix de l’expérience

Pour essayer d’augmenter le plus possible l‘autonomie nous avons eu l’idée de tourner un panneau solaire dans la direction du soleil. Cela n ‘est pas chose facile car pour être très puriste il faut arriver à orienter le panneau solaire suivant 2 axes de rotations. Cela étant difficile a mettre en oeuvre, nous avons préféré orienter le panneau solaire suivant une seule direction, suivant la verticale de la nacelle.

Un autre problème important d’une telle expérience est l’absence totale de prédiction de l‘environnement extérieur. Le ballon évolue jusqu’a 30km d’altitude environ. Il peut être soumis a des vents violents dont on ne connaît pas l’importance,

on ne peut donc pas savoir avec exactitude le mouvement et la rotation de la nacelle lors de son vol. A cette interrogation nous avons fait un choix technologique. Le choix du moteur qui permet la rotation du panneau solaire est un compromis entre vitesse de rotation (15tr/min), couple moteur et consommation électrique.

Pour déterminer la direction dans laquelle nous devons orienter le panneau solaire, il nous faut connaître la direction du soleil, nous choisirons de déterminer la position du soleil par rapport au panneau solaire grâce a 3 capteurs photoélectriques orientés a 120°. Ceux-ci nous permettent de connaître la luminosité dans une direction très précise. Il reste ensuite a reconstituer la direction du soleil à partir des informations de ces capteurs.

Le panneau solaire sera dirigé dans la direction du soleil grâce a un asservissement avec les informations provenant des capteurs de soleil et traitées par un microcontrôleur, cf. schéma de la boucle d’asservissement

Pour pouvoir vérifier si l’expérience est concluante nous avons choisi d’utiliser une télémesure numérique et donc de réceptionner les informations tout au long du vol.

Soleil

3 Capteurs de lumière

Microcontrôleur

Moteur et panneau solaire

Schéma de la boucle d`asservissement

Voici les choix précis de la boucle d’asservissement du système • les Capteurs : 3 cellules photoélectriques de réponse spectrale adéquate (ref :

TSL252 Taos) • Le calculateur : Motorola 68HC11 à la fréquence de 8Mhz • L'actionneur : un motoréducteur 12V • Panneau solaire : Cellules polycristalline dimension 10cm*10cm

Le lâcher et les résultats

Le lâcher du ballon fut réalisé lors de la campagne nationale de lancement de fusées a Sissonne (Aisne) en 2003. Apres les différentes étapes de qualification il fut finalement lâché le 1er août 2003. Le ballon étant insuffisamment gonflé se posa à quelques centaines de mètres de son point de départ. Un deuxième lâché lui aura permit de prendre son envol de manière définitive. Il fut retrouvé quelques jours plus tard non loin de son point de départ.

Les résultats sont mitigés. Nous avons pu observer que lorsque l’asservissement fonctionnait correctement les résultats montraient une augmentation de l’autonomie de près de 20%. Cependant, le panneau n’a pas réussi à suivre le soleil durant toute la durée du vol.