Candidato: Lidia Icardi Satellite modulare: gestione dei pannelli solari e carica delle batterie Corso di laurea in Ingegneria Elettronica Relatori: Prof. Dante Del Corso Prof. Leonardo Reyneri Candidato: Lidia Icardi

Sommario Cubesat e PiCPot Progetto AraMiS Vincoli ambientali Power Supply: tile base Ipotesi di architettura Pannelli solari Batterie Struttura generale Tile base - dettaglio Criticità Progetto Prototipo Conclusioni

PiCPoT e Cubesat PiCPot Dim: 13x13x13 cm Peso: 2,5 kg Cubesat

Progetto AraMiS Modulo Tx-Rx: Modulo Power Supply: OBC: Comunicazione con la stazione di Terra Due canali: 437MHz e 2.4GHz Modulo Power Supply: Generazione e gestione dell’energia Controllo di assetto OBC: Coordinamento dell’intero satellite

Vincoli ambientali Low Earth Orbit (LEO) Vibrazioni Vuoto Temperatura Radiazioni Single Event Effects Single Event Latch-Up Single Event Up-set Total dose

Power Supply: tile base Pannello solare Circuiti di carica della batteria Batteria Shunt Micro-controllore Bus di comunicazione Bus di distribuzione dell’energia

Ipotesi di architettura

Pannelli solari (SP) - 1 Celle al GaAS a tripla giunzione: Efficienza 26% Dimensioni 40mm x 70mm Ogni tile possiede un pannello formato da 6 celle Maximum Power Point (MPP): influenzato da temperatura e illuminazione

Pannelli solari (SP) - 2 MPP: P=6.4 W V=6.4 V I=1 A

Batterie Ogni tile possiede una batteria formata da 2 celle Li-ioni in serie Tempo di vita: numero di cicli di carica/scarica prima che la batteria diventi inservibile. Dipende da: Rate di carica/scarica Diminuzione capacità Aumento R interna Auto-scarica La carica si divide in tre fasi

Struttura generale 1 2

Tile base (dettaglio) - 1 Grandezze monitorate

Tile base (dettaglio) - 2

Criticità Energia in eccesso Batterie: unbalance Tensione più elevata: batterie in serie + +

Progetto: MPPT

Progetto: Battery Charger (BC) Dispositivo commerciale: COTS Funzionale Stabilità Punto di lavoro MPPT Circuito progettato ad hoc: Flessibile Progetto, collaudo Accuratezza

Progetto: Kill Switch

MPPT: Prototipo Progetto Simulazione Realizzazione Collaudo

Conclusioni Realizzato Sviluppi futuri Selezione dell’architettura Studio di celle solari e batterie Definizione delle specifiche dettagliate Analisi delle criticità Realizzazione di un prototipo MPPT Sviluppi futuri Confronto di circuiti carica batterie Realizzazione sistema multitile Verifica dello scambio di energia Sviluppo di SW di controllo centralizzato

Domande?

Tensioni e correnti

Boost Switching

Circuito per la carica delle batterie