Aperçu de la baie du simulateur SPIRE
Le CEA associé au CNES participent à la réalisation des instruments SPIRE et PACS qui seront embarqués à bord du satellite ESA HERSCHEL dont le lancement est prévu en 2007. Les travaux concernent trois sous-systèmes clés qui sont : l'électronique de contrôle de l'instrument pour SPIRE, les détecteurs du Photomètre et leur électronique de contrôle pour PACS.
Le DAPNIA a la responsabilité par l’intermédiaire du Service d’Astrophysique (SAp) de la fourniture par le CEA de ces sous-systèmes.
Dans ce cadre, le Service d’Ingénierie des Systèmes (SIS) est chargé de l’étude et de la construction des 2 simulateurs SPIRE/PACS destinés à émuler l’instrumentation située dans les plans focaux derrière le télescope. Ces simulateurs font partie des objets livrables à l'ESA.
Plus précisément, ces appareils sont des équipements de tests se substituant aux plans focaux réels, lors des essais destinés à valider les électroniques connectées aux plans. Ils seront utilisés lors des phases d'intégration et les tests d'environnement. Entre autres, les simulateurs émulent les détecteurs des instruments. Par exemple, le simulateur SPIRE déploie 354 sorties différentielles représentant les détecteurs bolomètres, mesure la tension et la fréquence de 6 signaux sinusoïdaux pour la polarisation de ces détecteurs...
Les simulateurs sont contrôlés par un logiciel de supervision qui constitue également l’interface opérateur. Ce logiciel, développé au SIS, est écrit en langage LabView. Il a pour principales fonctions:
- la programmation de l’instrumentation électronique des simulateurs avant les séquences de simulation.
- l’acquisition des mesures et leur traitement pendant ces séquences.
Deux modes opératoires du logiciel de supervision permettent soit une utilisation des simulateurs seuls sous le simple contrôle d’un opérateur, soit l’intégration de ces appareils dans un banc de test plus sophistiqué où ils fonctionnent en « esclave » sous le contrôle d’autres sous-ensembles.
Logiciel de supervision - Ecran d'acceuil
Module PXI simulant les détecteurs bolomètres de PACS
Pour la partie électronique, les simulateurs sont basés sur une instrumentation au standard PXI. La norme PXI, dérivée de la norme compact PCI, est fondée sur une architecture PC et le système d’exploitation Windows ; elle permet la réalisation de modules instrumentaux au standard « Plug and Play ».
Plus en détails, chaque module PXI est constitué de deux sous-ensembles interconnectés :
- une interface compact PCI pour les échanges avec le PC et le logiciel de supervision. Elle est identique pour tous les modules des simulateurs.
- une partie instrumentation spécifique à chaque application de simulation ou de mesure.
Le SIS a conçu et réalisé 5 modules PXI différents qui sont implantés dans les châssis PACS et SPIRE comportant chacun 9 et 12 cartes. Ces modules utilisent un pilote commun édité automatiquement avec un utilitaire LabView. Chaque châssis PXI est intégré dans une baie, et connecté à un bandeau de répartition permettant de se raccorder aux cartes électroniques à tester. Au total, cette organisation a permis de marier conceptions originales et standards industriels.
Actuellement, quatre simulateurs sont en fonctionnement pour les essais EMI/EMC, thermique et les travaux d’intégration.
Les 5 modules PXI réalisés pour les simulateurs SPIRE et PACS
Aperçu du Châssis PXI PACS
Contact: P. De Antoni
Email: philippe.de-antoni@cea.fr
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