VII - Fonction Principale 4 : Acquisition intérieure
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- Denis Desroches
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1 VII - Fonction Principale 4 : Acquisition intérieure 7-1 Rôle de la fonction Cette fonction mesure la température intérieure, la luminosité intérieure, et le taux d humidité du sol et transmet cette information à l unité de traitement (FP1). 7-2 Description de la fonction Mesure de la température intérieure Elle est réalisée par un capteur LM35DZ. La plage de températures mesurables,compte tenu de la conversion A/N, est comprise entre +10 C et +41,875 C. Une tension analogique représentative de la température intérieure est générée. Mesure de la luminosité intérieure Elle est réalisée par un capteur de luminosité réalisé à partir d une photodiode BPW21. La plage des luminosités mesurables,compte tenu de la conversion A/N, est comprise entre 0 lux et 1992 lux. Une tension analogique représentative de la luminosité intérieure est générée. Mesure du taux d humidité du sol Elle est réalisée par une sonde d humidité constituée de deux piquets enfoncés dans le sol. La résistance du sol est convertie en tension analogique représentative du taux d humidité. La plage des résistances du sol mesurables,compte tenu de la conversion A/N, est comprise entre 0Ώ et 199 kώ. Transmission de l information Les 3 tensions analogiques correspondant aux 3 paramètres ci-dessus sont converties en mots de 8 bits et envoyées à l unité de traitement via la liaison I2C. 7-3 Description des fonctions secondaires FS 4.1 Conversion Température/Tension Cette fonction est réalisée par un capteur de température intégré. La tension électrique de sortie (L 4.1) est proportionnelle à la température mesurée (E 4.1). FS 4.2 Génération d une tension de décalage Cette fonction réalise un décalage de la tension en L 4.1 afin d optimiser l utilisation de la pleine échelle de la conversion Analogique/Numérique (valeur basse). FS 4.3 Amplification et décalage Cette fonction amplifie et décale la tension L 4.1 pour l utilisation de la pleine échelle du convertisseur A/N pour la gamme de températures mesurées. FS 4.4 Conversion Lumière/Tension Cette fonction élabore une tension (L 4.4) image du niveau de luminosité. FS 4.5 Amplification et décalage Cette fonction amplifie et décale la tension L 4.4 pour l utilisation de la pleine échelle du convertisseur A/N. FS 4.6 Conversion Taux d humidité/tension Cette fonction élabore une tension (L 4.6) image de l humidité dans le sol par l intermédiaire d une sonde résistive. SERRE AUTOMATISÉE Page 29 / 61
2 FS 4.7 Amplification et décalage Cette fonction amplifie et décale la tension L 4.6 pour l utilisation de la pleine échelle du convertisseur A/N. FS 4.8 Génération des tensions de référence Cette fonction génère les deux tensions de référence du convertisseur : VRef1 (L 4.9), Tension de référence basse du convertisseur ajustée à 0,5V. VRef_can (L 4.10), Tension de référence haute du convertisseur ajustée à 4,5V. FS 4.9 Conversion Analogique/Numérique Cette fonction convertit à la demande de la fonction traitement (FP1) une des 3 grandeurs analogiques (L 4.3, L 4.5, L 4.7) en un octet (L 4.10). FS 4.10 Interfaçage I2C Cette fonction permet la transmission d un mot numérique de 8 bits (L 4.10) avec l unité de traitement (FP1) sous forme sérielle suivant le protocole I2C en synchronisme avec un signal d horloge (L 4.12). L adresse matérielle du composant I2C est configurable à l aide de 3 cavaliers (voir tableau de configuration en dernière page). FS 4.11 Amplification I2C Cette fonction adapte en courant les signaux I2C de façon à éviter les pertes dues aux longueurs des liaisons entre les différentes cartes de la serre. FA 4.1 Alimentation Cette fonction fournit la tension nécessaire au fonctionnement de la carte à partir de l alimentation commune. 7-4 Description des liaisons E : Entrée S : Sortie ES : Entrée/Sortie (Liaison bidirectionnelle) L : Liaison R : Réglage E 4.1 Température intérieure dont la plage mesurable est comprise entre +10 C et +41,875 C. E 4.2 Luminosité intérieure à la serre E 4.3 Taux d humidité du sol à l intérieur de la serre. E 4.4 Signal de synchronisation de la transmission série I2C amplifié en courant. ES 4.1 Signal série bidirectionnel de données amplifié en courant des données I2C. L 4.1 Tension image de la température, ajustée à 0,5V (égale à VRef1) pour la température minimum mesurable (+10 C). L 4.2 Tension de décalage pour l ajustement de L 4.1. L 4.3 Tension image de la température (0,5V pour 10 C et 4,5V pour 42 C). L 4.4 Tension image de la luminosité intérieure. L 4.5 Tension image de la luminosité intérieure comprise entre 0,5V et 4,5V. L 4.6 Tension image de l humidité dans le sol de la serre comprise entre 0,5V et 4,5V. SERRE AUTOMATISÉE Page 30 / 61
3 L 4.7 Tension image de l humidité dans le sol de la serre comprise entre 0,5V et 4,5V.. L 4.8 Tension de référence basse du convertisseur (VRef1) ajustée à 0,5V. L 4.9 Tension de référence haute du convertisseur (VRef_can) ajustée à 4,5V. L 4.10 Signal bidirectionnel série de 8 bits. L 4.11 Signal série bidirectionnel des données I2C. L 4.12 Signal de synchronisation de la transmission série I2C. R 4.1 Réglage de la tension de décalage pour le capteur de température via un potentiomètre. La tension en L 4.2 (VDecal) est ajustée de façon à obtenir en L 4.1 une tension de 0,5V (égale à VRef1) pour la température minimum mesurable (+10 C). R 4.2 Réglage de l amplification de FS 4.3 via un potentiomètre. Pour la température minimum mesurable (+10 C), la tension en L 4.3 sera de 0,5V (égale à VRef1). Pour une température de 42 C, la tension en L 4.3 sera de 4,5 V (= VRef_can). R 4.3 Réglage de l amplification de FS 4.5 via un potentiomètre. Pour la luminosité minimum mesurable (0 Lux), la tension en L 4.5 sera de 0,5V (égale à VRef1). Pour une luminosité de 2000 Lux, la tension en L 4.5 sera de 4,5 V (= VRef_can). R 4.4 Réglage de l amplification de FS 4.7 via un potentiomètre. Pour la résistance du sol minimum mesurable (0Ω), la tension en L 4.7 sera égale à VRef1. Pour une résistance du sol de 200 KΩ, la tension en L 4.7 sera de 4,5 V (= VRef_can). R 4.5 Réglage de la tension de référence basse du convertisseur (VRef1 / L 4.8) ajustée à 0,5V R 4.6 Réglage de la tension de référence haute du convertisseur (VRef_can / L 4.9) ajustée à 4,5V R 4.7 Cavaliers fixant l adresse matérielle sur 3 bits du composant I2C. SERRE AUTOMATISÉE Page 31 / 61
4 7-5 Schéma fonctionnel du 2 ème degré SERRE AUTOMATISÉE Page 32 / 61
5 FP4 : Schéma structurel SERRE AUTOMATISÉE Page 33 / 61
6 FP4 : Nomenclature R401, R407, Résistance à couche de carbone 1/4W 10 KΩ 5 E-24 R413-R415 R402, R404, Résistance à couche de carbone 1/4W 120 KΩ 3 E-24 R406 R403 Résistance à couche de carbone 1/4W 4.7 KΩ 1 E-24 R405 Résistance à couche de carbone 1/4W 12 KΩ 1 E-24 R408 Résistance à couche de carbone 1/4W 8.2 KΩ 1 E-24 R409 Résistance à couche de carbone 1/4W 150 KΩ 1 E-24 R410 Résistance à couche de carbone 1/4W 100 KΩ 1 E-24 R411 Résistance à couche de carbone 1/4W 220 KΩ 1 E-24 R412 Résistance à couche de carbone 1/4W 82 KΩ 1 E-24 R416 Résistance à couche de carbone 1/4W 18 KΩ 1 E-24 R417, R418 Résistance à couche de carbone 1/4W 3.3 KΩ 2 E-24 P401, P406 Potentiomètre T93YA 4.7 KΩ 2 E-3 P402 Potentiomètre T93YA 10 KΩ 1 E-3 P403-P405 Potentiomètre T93YA 47 KΩ 3 E-3 C401, C402, Condensateur chimique polarisé 22 µf- 25V 3 Radial C408 C403 Condensateur chimique polarisé 100 µf- 25V 1 Radial C404-C407, Condensateur polyester métallisé 100 nf 6 C409, C410 U401 Ampli linéaire intégré Rail-to-rail (x4) LMC6484A 1 U402 Ampli linéaire intégré Rail-to-rail (x2) LMC6482A 1 U403 Convertisseur A/D & D/A 8 bits - I2C PCF U404 Amplificateur I2C P82B96 1 U405 Régulateur de tension intégré 5V B401 Bornier à vis 3 plots 1 B402-B403 Bornier à vis 2 plots 2 J401 Embase Modular Plug femelle-rj45 8 broches 1 JP401 Barette 3x2 et 3 cavaliers 1 Support circuit intégré 16 broches 1 Support circuit intégré 14 broches 1 Support circuit intégré 8 broches 2 Capteur de température LM35-DZ 1 Photodiode BPW21 1 Piquet métallique (sonde d humidité) 2 Repère Désignation Référence / Valeur Nb Remarques SERRE AUTOMATISÉE Page 34 / 61
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