> Mécanique

La nacelle est réalisée dans un carton léger (carton plume de 5mm de chez Canson assemblé avec scotch alu 3M 425) mais rigide et résistant à l’humidité. Cela a ainsi permis de ne pas alourdir la nacelle pour garder sa masse au dessous de la limite de 2,5 kg.

Lors de l’essai complet du ballon en configuration de vol (alimentation sur bloc de piles, émetteur en marche), il s’est avéré que le rayonnement de l’antenne avait une forte influence sur le comportement des sondes de température ainsi que sur certains modules électroniques. Alors, il a été décidé de réaliser un blindage de la nacelle en interne, à l’aide de papier aluminium qui a fait office de cage de Faraday. Dès lors, nous avons remarqué que les perturbations cessaient quand la nacelle était fermée.

> Electronique

Carte calculateur

Cette carte réalise le téléchargement et la commande des prises de vue, récupère les informations de la carte acquisition, et met en forme la trame de données. Le deuxième microcontrôleur (dit sérialiseur) de cette carte communique avec le maître par liaison parallèle 16 bits et encode les données en PCM.( Biphase L, 100 Kbits/secondes, trame de 78 octets dont mot synchro de 3 octets)

Carte filtre

Cette carte réalise un filtrage des fréquences trop élevées(le PCM généré par le sérialiseur est une succession de signaux carrés) pour réaliser un signal plus proche d’un sinus afin d’occuper le moins de bande passante possible.

Carte acquisition

Cette carte générique réalisée par le GAREF sert à numériser les signaux issus de cartes de mesures. Dans ce cas, cette carte sert aussi à récupérer la position GPS par son port RS-232.

Carte température

Sur cette carte sont branchées les sondes de températures. Chacun des quatre circuits mesure la résistance de la sonde, en sort une tension qui est numérisée par la carte acquisition.

Etalonnage des capteurs

Les capteurs de température sont étalonnés dans un caisson climatique de -60°C à 40°C, et le capteur de pression dans un tube à vide dont la pression est contrôlée par un calibrateur de pression absolue DRUCK DPI 520. Celui-ci, relié à une pompe à vide permet d’obtenir une pression voulue jusqu’à une dizaine de mbar. L’étalonnage prend en compte le fait que le capteur de pression ne se comporte plus de façon linéaire aux basses pressions.

> Emetteur et bilan de liaison

L'émetteur KIWI a été modulé, hors spécifications, par un signal d'environ 10V càc de manière à obtenir une excursion de fréquence d'environ 40KHz càc pour F modulation de 250KHz sinus.

Sa bande passante max en sinus, a été mesurée à près de 400 KHz(Pour une modulation à 100KHz Df porteuse=50kHz à 10Vcàc et 8KHz à 2V càc)

Fréquence d’émission 137.950 MHz,

Modulation FM, indice 0.4, Excursion de fréquence 40 kHz càc, F modulation 100KHz carré, filtré

Le bilan de liaison :

P émission mesurée au bolomètre +24 dBm (250mW efficaces/50 ohms)

Antenne d’émission (estimée) -6 dB

Perte d’espace libre (pour 300 km) -125 dB

Gain d'antenne réception +15 dB

Soit une puissance reçue de –92 dBm

Niveau de bruit kTB dans 0,3MHz –119dBm

D’ou rapport S/B 27 dB à ce niveau

Préampli NF 0.5dB +27 dB

Câble RG213/U -1.5 dB

Mélangeur - 15 dB

Préampli filtre +40dB

Soit un niveau à l’entrée du récepteur de –41.5 dBm (sensibilité récepteur à S/N=12dB= –70dBm)