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Laureando: Federico Papait Relatore: Chiar.mo Prof. Sergio Carrato Correlatore: Ing. Mario Fragiacomo Tesi di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica.

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1 Laureando: Federico Papait Relatore: Chiar.mo Prof. Sergio Carrato Correlatore: Ing. Mario Fragiacomo Tesi di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica curr. Elettronica Applicata A.A

2 OGGETTO Progetto e realizzazione di un sistema di test per: Il pannello di prova Il circuito di driver per lapertura dellantenna La batteria agli Ioni di Litio CELLE SOLARI LM70 Obiettivi

3 CARATTERISTICHE DEL SATELLITE Dimensioni 10 x 10cm Peso < 1Kg Orbita ellittica 350 < h < 1200Km 50 coppie di celle Struttura in alluminio SCOPO DELLA MISSIONE: Studiare lo SPACE WEATHER utilizzando 1.Rilevatore di deriva al silicio 2. Magnetometro 3. GPS Generalità

4 SISTEMA DI ALIMENTAZIONE EPS PAYLOAD 2 PANNELLI SOLARI BATTERIA Generalità PAYLOAD 1 OBROBDH

5 SISTEMA DEPLOYMENT ANTENNA Dipolo λ/4 lungo 35 cm Nel P-POD è ripiegata con R = 40 cm Materiale: music wire (Ø 0.42 mm) ANTENNA ATTUATORE DI SGANCIO Antenna: Bloccata da uno o più fili di PVDF (Ø 0.2 mm) Fusione del PVDF: Resistenza al Nichrome (Ø 0.25 mm) percorsa da 5A Il comando proviene dallMCU Generalità

6 PANNELLI SOLARI COSTITUITI DA CELLE A TRIPLA GIUNZIONE: Chiamate TASC (Terrestrial Advanced Solar Cells) Costruite con scarti di altre celle Realizzate da Spectrolab CARATTERISTICHE PANNELLI: Costituiti da celle composte Celle composte connesse in parallelo Serie di 2 TASC Voc5V Icc=31mA Dispositivi

7 SENSORE TEMPERATURA LM70 Range -55 ÷ +150 °C Risoluzione 0.25 °C Uscita digitale Comunicazione SPI Basso consumo Dispositivi

8 PROCEDURA TEST SCHEDA PANNELLI 1.PRIMA FASE 2.SECONDA FASE Test pannelli Funzionalità LM70 Test a terra sulle celle composte Luce solare Utilizzo Peltier Test con il Simulatore di luce solare

9 SCHEMA A BLOCCHI TEST LM70 Prima fase

10 STADIO DI POTENZA Source: P-MOS IRF4905 Sink: N-MOS IRFZ48N Bassa r DSON 18 mΩ I D > 64 A Velocità di commutazione 330 ns Necessari per pilotare i MOS MOSFET: BJT: Prima fase

11 IL MICROCONTROLLORE PIC 16F876 Elevato numero di porte Memoria disponibile Costo contenuto Contiene 2 moduli PWM Prima fase

12 TEST A TERRA SULLE CELLE COMPOSTE Prima fase

13 TEST CON IL SIMULATORE DI LUCE SOLARE Seconda fase Realizzato nei laboratori TASC in Area Science Park TEST: Lampada ad arco al mercurio-xeno Condizioni BUIO LUCE (1348W/cm^2) OBIETTIVI: Ricavare V/I per ogni cella composta Determinare il punto di lavoro ottimo Tracciare la distribuzione dei parametri caratteristici

14 CURVE V/I Seconda fase

15 PUNTO DI LAVORO OTTIMO Seconda fase

16 DISTRIBUZIONE DEI PARAMETRI Determinare la distribuzione dei parametri salienti (Voc, Jsc, FF %, η % ) delle celle composte CONSIDERAZIONI RISULTATI Notevole diversità in termini di prestazioni tra le diverse celle composte Seconda fase Strumenti: Istogrammi Intuizione: approssimano la curva normale

17 RISULTATI Seconda fase

18 PROCEDURA DI TEST DEPL. ANTENNA Test antenna OBIETTIVI Riprodurre il sistema di sgancio Verificare che la batteria eroghi la corrente necessaria alla fusione del PVDF Calcolare il tempo di fusione ALIMENTATORE BATTERIA

19 CIRCUITO ATTUATORE Configurazione che ben si adatta alla simulazione e allinstallazione finale su AtmoCube Test antenna

20 SISTEMA DI TEST Test antenna RISULTATI Alimentatore: si è stimato un tempo per la fusione di 4.7s Batteria: si è rivelata idonea al montaggio su AtmoCube Tempo di fusione inferiore a 0.5s

21 TEST DELLA BATTERIA Test batteria TEST STANDARDIZZATI CAPACITY TEST: si valuta la capacità della batteria (1C) TEST DI SCARICA A I COSTANTE: a diversi livelli di corrente

22 CIRCUITO PER LA SCARICA A I COSTANTE Test batteria RISULTATI Capacità nominale di Ah (contro i 5.3 dichiarati) Batteria non ideale

23 CURVE DI SCARICA Test batteria

24 CONCLUSIONI TEST PANNELLI TEST SIMULATORE: solo tre delle otto celle composte idonee al montaggio TEST A TERRA: realizzare in futuro un carico elettronico TEST SGANCIO Sistema efficiente e batteria idonea TEST BATTERIA Non idealità del dispositivo Calcolare in futuro lefficienza di ricarica

25

26 INTEGRAZIONE

27 CONNESSIONE DI PIU CELLE

28 CIRCUITO TEST LM70 Integrazione

29 SOFTWARE Basic (Linguaggio di programmazione ad alto livello) VANTAGGI 1. semplice 2. intuitivo 3. sintetico SVANTAGGI 1.occupa maggior spazio in memoria 2.più lento rispetto allassembly Integrazione


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