Estudio y análisis de alternativas de diseño de la electrónica de control térmico para los sensores del instrumento TIR de la misión SABIA-Mar

Abstract

Este trabajo analiza distintas alternativas de diseño de la electrónica del control térmico para los sensores del instrumento óptico infrarrojo (TIR) de la misión satelital SABIA-Mar, en la configuración de Julio del 2016. Dicho instrumento está formado por seis sensores IRL512 basados en la tecnología de microbolómetros de óxido de vanadio (VOx). Para el funcionamiento de los mismos, la temperatura debe mantenerse estable. Cada sensor cuenta con un termistor y un módulo Peltier para estabilizar la temperatura. El termistor mide la temperatura en la zona sensible y el módulo Peltier suministra o evacúa un flujo de calor. El control térmico tiene estrictos requerimientos estabilidad térmica y consumo. En el presente trabajo se propone una arquitectura acorde a estos requerimientos y se procede a analizar las posibles alternativas de los circuitos que la componen. Como parte del trabajo se desarrolla un simulador del sistema de control térmico, que se utiliza como herramienta de análisis. Para ello se modela el circuito termo-eléctrico de los sensores y su entorno. Con la ayuda del simulador se elaboran los requerimientos de los circuitos electrónicos. Este proceso es iterativo, ya que se tiene en cuenta el impacto de los requerimientos en la complejidad de los circuitos. Se presentan y analizan alternativas de diseño para cada uno de los circuitos y se seleccionan las más apropiadas. Una vez concluida la selección, se simula el funcionamiento de los circuitos electrónicos y se verifican los requerimientos de diseño. Posteriormente se modela el comportamiento de los circuitos, y estos modelos se introducen en el simulador. Una vez introducidos los modelos, se realiza una evaluación de desempeño con el simulador basado en modelos, y se verifican los requerimientos del sistema de control térmico. Los resultados de simulación demuestran que el sistema propuesto cumple con los requerimientos del instrumento TIR de la misión SABIA-Mar. Los análisis de este trabajo permiten realizar una rápida evaluación ante un cambio de requerimientos y sugerir una nueva propuesta en caso de ser necesario.