우주에서의 접지

저는 Blue Origin New Shepard 로켓 내에서 시작될 프로젝트를 연구 중이며 실험이 어떻게 진행 될지에 대한 세부 사항을 알아야합니다. 실험에는 5V USB 3.0 전원 공급 장치가 있으며 Raspberry Pi Zero W에 전원을 공급할 것입니다.이 캡슐에 전자 장치를 어떻게 접지합니까?

우주선 설계자들과 이야기를 나눕니다 . 기내 장비에 대한 전기 사양을 조정하는 사람이 있어야하며 사양을 충족해야 할 것입니다.

당신은해야 아마 전기 차폐를위한 인클로저에 RPI에 지상을 연결합니다. 페이로드에 다른 실험이있는 경우 EMC 문제에 대한 시스템 엔지니어의 지침이 있어야합니다. 무작위로, 여기 에 얻을 수있는 것의 예가 있습니다 (링크는 CubeSat 용입니다). 예를 들어, 페이로드 (들)의 어떤 부분에 광학이 관련된 경우 가스 방출이 특히 중요합니다. ICD가있을 것입니다.

환경이 공기를 빼앗기려면 칩의 접합 온도가 너무 높아지지 않고 열을 방출 할 수있는 적절한 열 설계를 보장해야하며 발사 중 G- 힘과 진동은 일반적으로 상당히 심각합니다 PCB에서 하우징으로 열과 기계적 연결이 다소 견고 할 수 있습니다.

컨테이너를 접지로 가득 채우고 회로 접지에 연결해야합니다.

아뇨 a) 접지가 전력망에서 리턴 도체로 사용되지 않는 경우 접지로서의 접지는 특별한 의미가 거의 없습니다. 사람들이 지구상에 서있을 것으로 예상되는 경우).

다른 답변에서 언급했듯이 시작 방법에 대한 조언은 시작 공급 업체가 지시 한대로하십시오.

이 캡슐에 전자 장치를 어떻게 접지합니까?

인클로저에 접지하면 인클로저가 '부동'하고 전압이 변할 수 있음을 인식하십시오. 인클로저가 전도성이있는 경우 인클로저 내부의 전자 장치에는 영향을 미치지 않습니다. 인클로저가 연속적이지 않으면 충전 문제.

그러나 우주 환경 (플라즈마 포함)에서 표면 전하를 수집하기 때문에 '노출 전위'에 문제가있을 수 있습니다. 국제 우주 정거장은 중성 전하와 관련하여 전압을 -10 ~ 25V로 변경할 수 있습니다. 그래서 만약 당신이 노출 된 전위가 없다면, 너무 많은 걱정을하지 않을 것입니다. 만약 당신이 그물 표면의 외부에 태양 전지나 센서를 가지고 있다면, 충전을 고려해야합니다.

시공간 환경은 방사선 (태양 및 우주), 플라즈마 및 진공을 포함하는 불쾌한 장소입니다. 온도로 인해 상업용 전자 제품에 문제가 발생할 수 있습니다. 진공은 실제로 PVC와 같은 일부 재료를 부식시킬 수 있으므로 재료가 진공 호환되는지 확인하는 것이 중요합니다. 배터리도 진공 호환 가능해야합니다. 대부분의 IC 에폭시는 진공 호환이 가능하지만 점검해야합니다.

참고 : Kapton은 진공 호환이 가능하며 넓은 온도 범위를 가지고 있으며 우주선에서 사용하기에 적합하며 놀라운 재료입니다.

또한 며칠 동안 진공 상태에서 프로젝트를 테스트하여 여전히 작동하는지 확인하는 것이 좋습니다. 또한 인클로저가 밀폐되어 있지 않은지 (압력 용기) 일반적으로 허용되지 않는지 확인해야합니다.

온도를 평형화 할 공기가 없기 때문에 전자 기기의 온도가 작동 온도 내에 있는지 확인해야합니다.

당신은 소리 가 나는 로켓 커뮤니티 에 연락하고 싶을 수도 있습니다 . 로켓에서 항상 프로젝트를 시작하는 학생들이 있습니다.

전압은 절대 숫자가 아닙니다. 전압은이다 차이 , 두 지점 사이의 전위이다. 당신은 전압이 방법은 당신이 측정하는 노드가에 있다는 어떤 것을 다음 "0V"라고하면 같은 잠재적 인 당신의 "땅"합니다 (같은 차이 노드와 접지 사이의 전위 인 0V). 전압이 "12V"라고 말하면 측정중인 노드의 전위 가 접지보다 12V 높음을 의미합니다. 다시 한번, 전압은 차이 이므로 기준점 ( "접지")은 임의적입니다. 회로의 어느 곳에 나 설치할 수 있으며, 측정하는 다른 전압은 선택한 접지와 측정중인 노드 사이의 전위차라는 것입니다.

내가 작업 한 CubeSat 프로젝트에서 알루미늄 구조는 접지 지점으로 사용되었습니다. 그리고 모든 서브 시스템의 접지는 PC104 커넥터와 일치합니다.

전력 시스템 또는 프로젝트 시스템 엔지니어와 상담하는 것이 가장 좋습니다.

부분적으로 지상을 위해 할 수있는 일은 발사의 주변 사양에 따라 다를 수 있으므로 확인해야합니다. 실험이 자유 공간에 자체 포함되어 있다고 가정합니다. 우연히도, 배터리의 음극 단자를 고정해야합니다 (가정) 5v USB 전원 공급 장치에 적절한 금속 섀시 또는 실험 사례에 전원을 공급하고이를 참조로 사용해야합니다. 접지가 필요한 모든 장비를 섀시에 연결할 수 있습니다. 실험을 통해 전송하는 경우 케이스 외부에 안테나 배열이 있다고 가정합니다.

많은 사람들이 말했듯이이 문제는 이미 해결되었습니다. 프로젝트 기술에는 접지 사양이 있습니다. 그러나 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하는 데 도움이됩니다 ....

우주에서의 접지는 자동차를 접지하는 것과 같은 방식으로 작동합니다. "섀시"는 접지 된 전기 평면을 나타내고 "네거티브 배터리 포스트"(로켓의 전원 공급 장치에 대한 기준 전위)가 연결되어 있습니다. 우리가 현대에 당연한 것으로 여겨지는 아름다운 타이어와 아스팔트의 조합은 자동차를 전통적인 "지상"으로부터 단열시키기 때문에 필요합니다.

당신의 회로는에서 작동 기억 의 차이 전기 잠재력이다. 1.1v에서 실행되고 있다고 가정 해 봅시다. 실제 접지 및 소스 전압이 0v 및 1.1v 또는 10,000v 및 10,001.1v인지 여부는 중요하지 않지만 Rasberry는 계속 작동합니다.

그라운드 "0v"를 호출하는 것은 수학적 개념이며 반드시 현실의 문제는 아니라는 점을 기억해야합니다. 그것은 수학을 쉽게 만들어 주므로 우리가 생각하는 이유입니다. 두 참조간에 필요한 차이를 얻을 수있는 예측 가능한 방법이있는 한 이러한 참조가 실제로 무엇인지는 중요하지 않습니다.

아주 오래 전에 위성에서 작동하도록 설계된 Futurebus 회로 설계를 도왔습니다. 이러한 칩에는 두 평면을 연결하여 하나의 평면 (접지 또는 소스)의 과도 전압이 반대 평면에서 발생하도록 보장하기 위해 칩 내부의 작동 전위차가 항상 동일하게 유지되도록하여 칩의 작동을 안정화시킵니다. 전통적인 "지구"는 존재하지 않았습니다.

이것은 접지와 소스 평면의 시트-로와 칩을 다른 세계에 연결하는 와이어의 저항이 평면에서 국부적 인 전압 변동을 야기 할 정도로 충분히 크기 때문에 (전위차가 변하기 때문에) 중요했습니다. 지구상에서는 칩을 백만 대 일 확률로 교체하는 것이 실패 할 수 있기 때문에 다소 무시합니다. 공간은 그다지 좋지 않다. (이것은 오래 전 일이다. 현대 재료 과학은 더 이상 그 수준의 편집증을 필요로하지 않는 금속을 가질 수있다.)

귀하의 경우 접지는 사용 가능한 최대 질량 (지구 대신 로켓의 몸체)의 평균 충전량에 연결하는 것을 의미합니다. 그것은 접지 값 기준이 될 것이고 나머지는 그것과 비교할 때 전압 차이가 될 것입니다.