Conception de la carte micro contrôleur

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Olivier Carrière
il y a 6 ans
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1 Boris Clénet Pierre Hoffmann Rémy Picard Projet Pluridisciplinaire Conception de la carte micro contrôleur Analyse pré projet le 2 mars /9

2 Sommaire Objectifs du projet I Analyse des différents éléments...p3 La carte utilisateur Gestion de lʼenvoie des informations Traitement des données II Lʼalimentation du système...p7 Mise à niveau des tensions Autonomie et disponibilité des composants Annexe - Schéma global de la carte à micro contrôleur......p9 2/9

3 Objectifs du projet Dans le cadre du projet pluridisciplinaire se déroulant en quatrième année dans le département Électronique et Informatique Industrielle, nous devons concevoir un système permettant de mesurer des grandeurs physiques sur un solex en fonctionnement. Une fois ces valeurs acquises, le système doit pouvoir envoyer ces dernières de façon périodique. Nous pouvons donc diviser les cartes électroniques embarquées en quatre parties majeures. Elles devront pourvoir à lʼacquisition des données (non traitées ici), leur gestion et leur envoi. Une interface utilisateur devra aussi être présente. I Analyse des différents éléments Carte Utilisateur Le pilote du solex devra pouvoir avoir accès aux différentes valeurs données par les capteurs (vitesse, niveau dʼessence ). Afin de minimiser le coût et le temps de mise en oeuvre, nous avons choisi dʼafficher les informations sur un afficheur LCD de deux lignes de seize caractères. Lʼutilisateur pourra interagir avec le système à lʼaide de deux boutons. Détails de la connexion entre la carte utilisateur et la carte micro contrôleur Boutons poussoirs Écran LCD (mode 4 bits) Carte Utilisateur BP-D, BP-G E, RS, W/R D0, D1, D2, D3 Micro Contrôleur T2CH0, T2CH1 PTA3, PTA4, PTA5 PTA6, PTA7, PTC0, PTC1 Type Interruptions Sorties 3/9

4 Solution câblée du LCD avec le micro contrôleur Gestion de lʼenvoie des informations Une fois que les données seront traitées par le micro contrôleur, et sous certaines conditions (notamment de proximité), le système devra communiquer ces informations au PC de contrôle. Pour ce faire, nous allons utiliser un module xbee utilisant le protocole ZigBee. Cette puce est très paramètrable et facile dʼutilisation. Parmi ses possibilités, nous utiliserons le fait de pouvoir mettre en veille le module (Sleep), la possibilité de connaître la puissance du signal reçu (RSSI) ainsi que le contrôle des flux de données entrant et sortant (CTS et RTS). Le signal délivré par le xbee correspondant au RSSI est une PWM. Pour faciliter lʼexploitation de ce dernier, nous allons utiliser un filtre passe bas afin dʼobtenir une tension continue, image de cette puissance de réception. Les leds LED1 et LED2 sont optionnelles et ne sont pas conseillées pour un souci dʼalimentation ; elles permettent de souligner le fait que le module est allumé et/ou reçois. Détail de la connexion entre le module xbee et la carte micro contrôleur Transmission Contrôle Qualité réception xbee DIN, DOUT CTS, RTS, Sleep RSSI Micro Contrôleur TXD, RXD PTC2, PTC3, PTC4 AD3 Type Liaison série Entrées / Sorties Convertisseur Analogique/Numérique 4/9

5 Solution câblée du xbee avec le micro contrôleur Traitement des données Le micro contrôleur doit recueillir et distribuer les informations dont chacun des blocs fonctionnels a besoin. Durant lʼélaboration du système complet, la puce devra pouvoir être reprogrammée à volonté ; il nous faut donc pouvoir gérer le mode monitor. Le micro contrôleur se met en mode moniteur si lʼon respecte les conditions suivantes : Pour activer le mode monitor, il faut que IRQ soit à la tension VTST (grâce à une diode Zener), et que dʼautres entrées soient mises à 1 ou à 0. Ainsi, pour contrôler le mode monitor, il suffira de mettre VTST ou non en entrée de IRQ. 5/9

6 Le circuit max232 permet dʼadapter les niveaux de tension afin de les rendre compatibles entre le PC et le micro contrôleur. Détail de la connexion entre le bloc monitor et la carte micro contrôleur Mise à la masse Mise à VCC Qualité réception Communication PC PIN 3, 7 et 5 Micro Contrôleur PTA1, PTB1 PTB0, PTB4 IRQ Type Sorties Sorties Entrées/Sorties Solution câblée de la mise à niveau des différentes tensions La carte micro contrôleur réceptionnera aussi les données envoyées par la carte capteur. Cette transmission étant assujettie à un fort bruit, il nous faut quelque peut filtrer le signal reçu. Seule la tension moyenne nous intéresse, nous utiliserons donc un filtre passe bas avec une très faible fréquence de coupure. Nous augmentons ainsi la fiabilité des relevés via le convertisseur analogique/numérique (ATD5, ATD6 et ATD7). 6/9

7 Après calcul des différentes ressources que nous avions besoin et trie par rapport aux contraintes qui nous étaient imposées (série, disponibilité), il est apparus que le MC68908GZ8CFJE était le plus judicieux. Choix vers le MC68908GZ8CFJE Ressources offertes Ressources utilisées CAN 8 5 (mais 8 pris) Liaison Série 1 1 Timers Chanels 4 4 Autres Entrées / Sorties Le micro contrôleur est utilisé de façon hardware à 74 % Voir lʼannexe 1 pour le schéma complet de la carte. II Lʼalimentation du système A lʼinstar du max 232, la carte micro contrôleur doit pouvoir adapter les niveaux de tension afin quʼil y ait une compatibilité avec tous les autres éléments du circuit. Le module xbee, doit être alimenté en 3,3V. Nos batteries offriront du 4,8V, il nous faut donc abaisser la tension. Un régulateur tel que le LD1117 permettra dʼobtenir la tension désirée. Le xbee supporte des signaux TTL en entrée. Il ne nous est donc pas nécessaire dʼajouter une quelconque interface entre le micro contrôleur et le xbee. Étant donné quʼil reste encore des convertisseurs analogique/numérique libres sur la carte uc, pourquoi ne pas en utiliser pour mesurer la tension aux bornes de la batterie, et ainsi estimer sa durée de vie? Nous utilisons pour cela un montage à AOP permettant de soustraire deux tensions. Une tension fixe sera obtenue en utilisant une diode Zener D1. Il suffira alors de manière logicielle de déterminer le seuil critique. 7/9

8 Consommation Moyenne Vendeur / Coût / Disponibilité xbee - 50 ma/h Déjà acheté uc MC68908GZ8CFJE - 10 ma/h Farnell / 5 / OUI LCD - 0,7 ma/h Déjà acheté Max232-8 ma/h Farnell / 3 / OUI TL082-3,6 ma INSA Régulateur 3.3V LD ua/h Farnell / >1 / OUI Carte Capteur max ma/h Batteries 4 fois 1500 ma/h = 6 A/h Déjà acheté Lʼautonomie du système sera grande (environ 10 heures). 8/9

9 Annexe - Schéma global de la carte à micro contrôleur 9/9

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