Publié le 23 mai 2015 - par

Un boîtier spatial pour le Raspberry Pi

boitier_astropi_250pxIl n’est pas possible d’emmener un Raspberry Pi dans l’espace dans une poche ou dans une ancienne boîte de crème glacée ;).
C’est plus compliqué que ça…
Ce dont vous aurez besoin c’est d’un bloc d’aluminium à peu près de la taille de votre tête et de quelques compétences plutôt pointues en fraisage pour réaliser le meilleur des boîtiers de Raspberry Pi jamais construit !

Dave Honess explique :
« La dernière nouveauté du projet Astro Pi est la présentation du boîtier de vol en aluminium que l’astronaute britannique de l’ESA Tim Peake utilisera sur l’ISS. Ce boîtier ne sera pas disponible à la vente pour le public car il n’en sera fabriqué qu’un petit nombre. Nous pourrons toutefois, en temps opportun, publier un fichier objet afin que les écoles équipées d’une imprimante 3D puissent l’imprimer elles-mêmes.

boitier_astropi_FB

Le boîtier AstrPi

Le boîtier est fabriqué à partir d’aluminium de qualité 6063 qui est la norme pour les applications aérospatiales. L’image ci-dessous a été prise à partir du logiciel de CAO que nous avons utilisé pour modéliser.

C’est une vue de dessus montrant l’ouverture de la matrice de LED et du joystick (un bloc de quatre boutons ainsi qu’une paire de boutons proche). La face droite est utilisé pour le fixer à un bras support de sorte que l’Astro Pi puisse être maintenu en place, par exemple si l’équipage veut orienter la caméra vers un hublot de la coupole.

Le trou à côté de la manette permet à l’air de circuler à l’intérieur du boîtier et d’ atteindre les capteurs de température, de pression et d’humidité.

case_final_1La conception peut vous surprendre, car il est un peu encombrant. En fait, Il répond aux exigences de sécurité que l’ESA et la NASA ont mis en place pour les petites charges utiles à bord de l’ISS !

boitier_astropi_03

C’est une vraie photo ! pas du rendu 3D 😉

La plus importante de ces exigences est la température de contact. La règle est que toute surface que l’équipage peut toucher ne doit pas atteindre ou dépasser 45 degrés Celsius. Jonathan Bell et Nimal Navarathinam de SSTL ont fait des simulations thermiques pour travailler sur les exigences. Des mathématiques vraiment difficile pour vous et moi! La CAO a été faite pour nous à Cambridge par Jonathan Wells qui dirige un cabinet de design industriel local.

boitier_astropi_01

Dans l’espace le processus de convection ne se produit pas. Sur Terre l’air réchauffé par le processeur du Raspberry Pi montera à mesure que l’air froid est attiré vers le bas par gravité. Sur l’ISS l’air réchauffé par un CPU reste juste là où il est et le grille. Donc le boîtier a été conçu avec comme principale préoccupation la dissipation thermique. Il ya un niveau garanti de flux d’air dans tous les modules de l’ISS qui rend cela possible.

Les piliers sur la base dissipent chacun environ 0,1 Watt de chaleur. Tous ces piliers ajoutés à la surface du boîtier garantissent que l’Astro Pi ne pourra jamais approcher les 45 degrés. A l’intérieur du boîtier le Raspberry Pi est reliée thermiquement à l’aluminium.

case_final_3La vue ci-dessus montre le trou pour le module de caméra (au milieu). Donc, notez que la caméra est dirigée dans la direction opposée à celle de la matrice de LED lorsque l’ensemble est en configuration de vol. Vous pouvez également voir les boulons d’angle qui maintiennent les deux moitiés du boîtier ensemble.

boitier_astropi_02L’équipage de l’ISS est également très friands de sandows, du genre de ceux que vous pourriez utiliser pour le camping ou l’alpinisme (avec ces crochets sur les extrémités), et donc les quatre colonnes d’angle ont des trous pour permettre d’utiliser des sandows pour accrocher l’Astro Pi à ce qu’ils veulent.

boitier_astropi_04Le boîtier est fabriqué à partir d’un bloc d’aluminium et un ensemble sérieux de compétences est nécessaires pour le transformer en ce que vous voyez ci-dessus. Nous utilisons les services d’une société basée à Derby appelé Pentaxia pour cela. C’est une grande entreprise et ils ont été particulièrement à l’écoute de nos besoins. Ci-dessous une photo de leur principale atelier. Les machines sur la droite sont celles qui ont été utilisées pour fabriquer le boîtier.

pentaxia-1-500x333Voilà c’est tout pour l’instant. La seule chose qui reste à vous dire est que nous avons maintenant atteint et passé avec succès la deuxième phase du processus de sécurité des vols avec l’ESA. Donc, il ne reste que la troisième phase maintenant avant que nous obtenions le certificat de sécurité en vol qui dit que le Raspberry Pi pourra aller sur la fusée Soyouz avec Tim!  Entre maintenant et l’avis définitif sur la phase trois tous les tests se feront à SSTL et Airbus Defence and Space.

Voici un bref résumé des tests que nous avons à faire :

Batterie de l’horloge RTC (horloge temps réel)

  • Mesure de la tension en circuit ouvert et de la tension à pleine charge
  • Essai d’exposition au vide (450 mm Hg pendant 2 heures)
  • Inspection après exposition au vide pour les fuites et les déformations
  • Mesure de la tension en circuit ouvert et de la tension à pleine charge après exposition au vide

Matériel pour le vol

  • Contrôles de fonctionnement (vérifier le boot et le fonctionnement correct)
  • Intégration au système d’alimentation (en utilisant un onduleur ISS)
  • Épreuve thermique (Charger Astro Pi pour provoquer une consommation/dissipation thermique maximale et mesurer la température externe)
  • Essai thermique sous vide (comme ci-dessus mais dans le vide)
  • Évaluation du dégazage (détermination de d’élimination des gaz produits à partir des matériaux et pièces assemblés pour utilisation à l’intérieur des modules de l’ISS)
  • Essais CEM
  • Essai de vibration (dans les conditions du véhicule de lancement Soyouz)

Gardez un œil sur le blog au cours des prochaines semaines pour suivre les évolutions et mises à jour! »

Sources

Share Button

À propos François MOCQ

Électronicien d'origine, devenu informaticien, et passionné de nouvelles technologies, formateur en maintenance informatique puis en Réseau et Télécommunications. Dès son arrivée sur le marché, le potentiel offert par Raspberry Pi m’a enthousiasmé j'ai rapidement créé un blog dédié à ce nano-ordinateur (www.framboise314.fr) pour partager cette passion. .

3 réflexions au sujet de « Un boîtier spatial pour le Raspberry Pi »

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Complétez ce captcha SVP * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.