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CARTE KTN (1)

CARTE D'ACQUISITION KTN2 80C535

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La carte d'acquisition KTN2 développée par le club F6KTN ( auteur : Fred F1IWQ ) est une carte multifonctions à base de microprocesseur très puissant 80C535. Cette carte a été utilisée sur plusieurs projets, notamment avec le ballon solaire avec lequel nous avons testé pour la première fois avec succès la technique du coupe-fil entre le ballon et la nacelle. L'expérience était de procéder au retournement du ballon solaire : réussite. L'enveloppe du ballon solaire fait office de parachute et la descente est parfaitement réalisée en toute sécurité comme c'est le cas avec un parachute classique.

Cette carte a été exposée dans de nombreuses expositions de radioamateurs et elle a équipé les nacelles des ballons hélium avec succès ainsi que le ballon de Cappelle-la-Grande (59) qui est tombé à la mer et malheureusement perdu avec ce matériel. L'impossibilité de réaliser des modifications rapidement au niveau de la programmation fait que cette carte ne sera plus utilisée ultérieurement, seulement pour des essais de mise au point. Une nouvelle carte est en ce moment à l'étude avec un autre microcontrôleur.

Sur la carte KTN, on trouve les fonctions suivantes :

--- sur connecteur K5 ( HE10 ) : 8 entrées ou 8 sorties TTL disponibles pour extensions. ( port repéré : p4.0 à p4.7 )

--- deux connecteurs pour servomoteurs à trois fils : 5V, masse et modulation PWM.

--- trois entrées TTL C1, C2 et C3 avec 5 volts distribués.

--- sortie isolée par optocoupleur commande par BUZ11 pour relais ou résistance coupe-fil. ( port repéré : p1.4 )

--- deux entrées ou sorties libres pour extensions. ( port repéré : p1.6 et p1.7 )

--- entrée BF en provenance d'un récepteur UHF pour décodage de commandes DTMF par circuit MT8870.

--- transpondeur voie montante UHF vers voie descendante VHF, télécommandé.

--- commande PTT de l'émetteur UHF vois descendante UHF avec transistor collecteur ouvert. ( port repéré : p3.5 )

--- une sortie AFSK avec générateur XR2206 1200 Hz et 2200 Hz, AX25. ( port repéré : p1.5 )

--- une entrée GPS TTL ou V24. NMEA 183 V2.0 vitesse 4800 bauds avec entrée RS232 MAX232.

--- sept entrées analogiques 0 à 5 volts avec MAX186 :

canal 0 : capteur de température AD22100AT sur la carte pour mesure de température interne de la nacelle.

canal 1 : capteur de pression atmosphérique MPX4100A.

canal 2 : capteur de température externe de l'atmosphère AD22100AT.

canal 3 : sur connecteur HE10-1 libre pour mesures expérimentales.

canal 4 : sur connecteur HE10-2 libre.

canal 5 : sur connecteur HE10-3 libre.

canal 6 : sur connecteur HE10-4 libre.

canal 7 : mesure de la tension batterie : Ubat / 28500 = Umesuré / 8500 d'où Umesuré = 0,29825 . Ubat et Ubat = 3,353. Umesuré

Le GPS Fastrax équipant la nacelle de base.

Un avantage est le gain de place dans la nacelle et aussi un gain de poids car il n'y a pas nécessité de placer des connecteurs et des fils de câblage. Une nacelle avec des expériences à la demande peut se placer sous la nacelle de base qui sera toujours la même car elle assure toutes les fonctions de communication et de commande de vol.

Le GPS est intégré et placé sur le couvercle de la nacelle de base ( GPS Fastrax ).

Il n'y a plus qu'à imaginer des expériences à placer dans une boîte sous la nacelle de base. Mais le poids de l'ensemble est fonction de la force du ballon et ne doit pas dépasser 4 kg. En général, la masse embarquée sera au maximum de 2 kg pour un ballon solaire de 4,5 mètres de diamètre, ce qui est bien suffisant.

Le programme est placé dans une EPROM 27C256. L'appareil UHF auxiliaire est alimenté sous une tension de 6 volts. ( 5,6 volts ). Une protection par diode est prévue en cas d'inversion accidentelle de la polarité de la batterie d'alimentation. Ne pas oublier de mettre le récepteur en marche.

La tension d'alimentation de la batterie ne doit pas être inférieure à 10 volts impérativement, sinon la modulation AFSK sera de mauvaise qualité.

Un circuit chien de garde est prévu, en cas de problème pour relancer le microcontrôleur ( RESET ). Mais le compteur de temps sera remis à zéro. Le GSP fournit l'heure avec une grande précision, la trame GPS au format NMEA GGA est retransmise intégralement. Les coordonnées GPS sont transmises ainsi que les données sous forme APRS compatible avec la réception UI-VIEW ou autres logiciels APRS.

Il est donc possible de suivre la trajectoire du ballon tout au long du vol. Les servomoteurs peuvent piloter un support d'appareil photo numérique pour changer la direction de la prise de vue. Il est possible avec le même système de piloter un support de caméra vidéo ou autre appareil. Une télécommande de déclenchement de l'appareil photo numérique est possible avec la sortie PTT à collecteur ouvert ou avec d'autres sorties.

Un servomoteur peut contrôler une soupape au sommet du ballon solaire, pour permettre une navigation suivant les vents à des altitudes bien définies. La trajectoire réelle obtenue à partir des données GPS, doit être comparée à tout moment avec la trajectoire en prévision. La zone d'atterrissage est définie à l'avance suivant la trajectoire et les vents en altitude. Une équipe de récupération est présente dans la zone d'atterrissage avant l'arrivée du ballon et assure les commandes en vue directe jusqu'au contact du ballon solaire avec le sol, ceci en toute sécurité.

Le transistor BUZ11 et l'opto coupleur 4N25, les deux fils rouges sont dirigés vers un relais ou une charge de puissance.

Le générateur AFSK XR2206 et sa sortie blindée. Cette platine est équipée avec deux potentiomètres multi-tours, mais en version normale il suffit de placer deux résistances de valeurs bien précises : pour 1200 Hz placez une résistance de 37878 ohms et pour 2200 Hz placez une résistance de 20661 ohms.

De gauche à droite, le circuit RESET TL7705, le 80C535 sur support PLCC 68 broches, le MAX232, l'optocoupleur 4N25, le transistor BUZ11 et le générateur XR2206.

En haut à gauche, l'emplacement du connecteur HE10 repéré K5 à 10 broches. A gauche, les broches V1,V2 et V3 ainsi que les broches C1,C2 et C3 sur HE10 à 6 broches. Le connecteur HE10 à 4 broches pour brancher le GPS. Le circuit RESET TL7705.

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