This thesis consists of the compilation of four previous bachelor theses as well as the continued work that has been carried out within the SiC in Space project, which is a part of the student satellite project MIST in KTH. SiC in Space is a project whose aim is to examine and verify the characteristics of the semiconductor Silicon Carbide, SiC, in harsh environments, in space specifically. In order to carry out the tests on SiC, a PCB was designed, where the BJT measurement circuits, voltage circuits, selection of MCU as well as software, assembling and testing of the final PCB, were divided in four parts, due to the size of the project. This work discusses testing, programming and verifying of the previous designed PCB:s as well as the design of a new PCB which includes new requirements and specifications from MIST. A test oriented approach of programming was made to verify that the circuits met the desired functions in order to put together a complete programme for automatic measuring and communication with the satellite. The errors that were discovered in carried out tests, were adjusted for the new PCB, making it in accordance with all the requirements set by the MIST- and SiC group. / Detta examensarbete bygger vidare på de fyra tidigare kandidatuppsatserna som har avhandlats samt det fortsatta arbetet inom SiC in Space projektet, vilket ingår i KTHs student satellit projekt MIST. SiC in space är ett projekt vars ändamål är att undersöka och verifiera halvledarmaterialet kiselkarbid, SiC, karakteristik i tuffa miljöer, specifikt i rymden för detta projekt. För att kunna göra tester på SiC designades ett kretskort, där experimentkretsarna, spänningskretsar, val av mikrokontroller samt mjukvara och montering och testning av det slutgiltiga kortet delades upp i fyra delar på grund av omfattningen av projektet. Detta arbete avhandlar i synnerhet testning, programmering samt verifiering av tidigare designade PCB tillika designen av ett nytt PCB inkluderande nya krav och specifikationer från MIST. En testorienterad programmeringsansats gjordes för att verifiera att kretsarna uppfyllde de önskade funktionerna för att sedan sammanställa ett fullständigt program för automatisk mätning och kommunikation med satelliten. De fel som upptäckts efter utförda tester har justerats för den nya PCBn, vilket i dagsläget uppfyller alla krav satta av både MIST och SiC gruppen.

A small satellite can be adversely affected by Earth’s magnetic field due to the resulting torque the magnetic field exerts on the satellites magnetic dipole moment. Therefore, this dipole moment needs to be estimated during the development of the satellite to make sure that the torque does not become a problem once the satellite is in orbit. This needs to be done for the MIniture STudent satellite (MIST), built at KTH Royal Institute of Technology. Two methods that make use of different techniques to measure the magnetic dipole moment of objects are evaluated through simulations. The first method holds the promise of being able to accurately estimate the dipole moment on components and the whole satellite alike, but has the downside of having a more complex setup. The second method can be set up easily, and can quickly produce an estimate of the dipole moment of one single object. However, the method is more susceptible to external disturbances in the magnetic field, and placement of the object. Due to time constraints, only the second method is evaluated experimentally. To understand how the second method performs, reference measurements are made on a coil with a known dipole moment. The results from the reference measurements show that the second method works well enough to produce values accurate enough for this project. Measurements are thereafter made on components similar to the flight hardware which are put through a set of tests to see how easily magnetised they are. The resulting values show that the magnetic field from magnetic tools can magnetise the components to the extent of becoming a problem, making the satellite’s dipole moment exceed the set limit. A more thorough investigation of MIST’s magnetic dipole moment should be conducted to determine if the satellites total magnetic dipole moment runs the risk of exceeding the set limit. / Små satelliter kan påverkas negativt av jordens magnetfält då det i samband med satellitens magnetiska dipolmoment kan resultera i ett moment som verkar på satelliten. Därför behöver det magnetiska dipolmomentet uppskattas under utvecklingen av satelliten för att fastställa att problem inte uppstår när satelliten är i omloppsbana runt jorden. Denna uppskattning måste göras på MIniture STudent satelliten MIST, som byggs på Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Två metoder som använder sig av olika tekniker för att mäta det magnetiska dipolmomentet på komponenter undersöks genom simuleringar. Första metoden verkar från simuleringarna kunna göra en mätning av det magnetiska dipolmomentet med hög precision på enskilda komponenter och hela satelliten. Metoden har dock en komplex mätuppställning. Andra metoden kan snabbt ställas upp och en uppskattning av en komponent kan fås. Nackdelen med metoden är dess känslighet mot störningar i magnetfältet samt felplacering av dipolen. På grund av projektets tidsram väljs den andra metoden för att göra experimentella mätningar. För att förstå hur den andra metoden presterar görs mätningar på en spole med ett känt magnetiskt dipolmoment. Resultaten från mätningarna på spolen visar att metoden fungerar bra nog för att ge tillräckligt noggranna värden för projektet. Mätningar görs därefter på komponenter som liknar MISTs hårdvara för att undersöka hur lätta de är att magnetisera. Resultaten visar att magnetiska fält från verktyg kan magnetisera komponenterna så pass mycket att den satta gränsen för satellitens magnetiska dipolmomentet överskrids. En mer grundlig utredning av MISTs magnetiska dipolmoment bör göras för att fastställa om dipolmomentet riskerar att överskrida gränsen. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2020, KTH, Stockholm

Electronics today rely heavily on silicon transistors which are unsuitable for extreme environments where temperatures potentially could reach up to 500◦C. Materials other than silicon has been proposed to solve this problem, one of which is silicon carbide. Transistors made of silicon carbide can with-stand higher temperatures than its silicon counterparts and could potentially be used for exploring hostile planets such as Venus or in high temperature applications such as sensors for engines. This project is a part of KTHs student satellite initiative which will send a satellite into orbit containing several experiments. One of the experiments is the SiC in space project which is described in this thesis and is largely based on previous works in this particular project. The goal for this thesis is to ensure that the SiC in space experiment is ready for launch into orbit. This was done by conducting tests in differ-ent temperatures as well as developing software for analyzing data from the experiment as well as modifying already existing software. Based on these tests, it is concluded that the silicon carbide transistors behaves in an ex-pected way and that the platform which operates the experiment is capable of withstanding temperatures up to 100◦C. If the satellite survives launch it is most likely that the data generated by the SiC in space project will be of use for determining the suitability of silicon carbide for space applications. / Elektronik idag förlitar sig på kiseltransistorer som är olämpliga för extrema miljöer där temperaturer kan nå upp till 500◦C. Andra material än kisel har föreslagits för att lösa detta problem, där kiselkarbid är en av dem. Transistorer gjorda av kiselkarbid klarar av högre temperaturer än kiseltransistorer och kan potentiellt användas för utforskning av planeter med extrema klimat eller för applikationer vid höga temperaturer så som sensorer inne i motorer. Detta projekt är en del av KTHs student satellit som kommer sändas ut i omloppsbana runt jorden bärandes på ett antal olika experiment, däribland dem finns ”SiC in space” projektet som beskrivs i denna uppsats. Målet med arbetet i denna rapport är att säkerställa att ”SiC in space” experimentet är redo för uppskjutning till rymden. Detta gjordes genom att testa vid olika temperaturer och genom att utveckla mjukvara för analysering av experimentdata samt genom små modifieringar av mjukvara skriven i tidigare arbeten. Baserat på de tester som har genomförts dras slutsatsen att kiselkarbidtransistorn har en acceptabel karaktäristik och att plattformen som kör experimentet klarar av temperaturer upp till 100◦C. Om satelliten överlever uppskjutning ut i rymden kommer med största sannolikhet experimentet att fungera som önskat och generera data som kan påvisa ifall kiselkarbid är lämpligt för applikationer i rymden.