Plate-forme pluridisciplinaire pour vos cours d'électronique, d'automatique, de télécommunications

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1 Plate-forme pluridisciplinaire pour vos cours d'électronique, d'automatique, de télécommunications Yannick DEGLA Coordinateur National pour l Enseignement National Instruments ni.com/academic/f

2 Sommaire Les défis de l'enseignement technique Qu'est la plate-forme pluridisciplinaire d'enseignement NI ELVIS? Quelques domaines d enseignement Electronique Télécommunications Systèmes embarqués ni.com/academic/f

3 Les défis de l enseignement technique Manque d'intérêt des étudiants pour les notions théoriques Diversité du contenu pédagogique : Connaissances pluridisciplinaires demandées aux ingénieurs Exposition des étudiants aux technologies présentes dans l industrie Augmentation et complexité des outils logiciels et matériels à appréhender Réduction du nombre d'heures de cours Coût des postes de travaux pratiques ni.com/academic/f

4 Exemple : enseignement de l électronique Manuels Simulation Matériel Salle de classe Salle de TP, Laboratoire Comparaison des données simulées avec les résultats mesurés ni.com/academic/f

5 Plate-forme multi-instruments NI ELVIS II : circuits, systèmes embarqués, contrôle/commande, télécommunications Conçue pour l enseignement Interface USB 2.0 Plug-and-play 12 instruments intégrés avec NI LabVIEW Personnalisable avec NI LabVIEW Intégration complète avec NI Multisim Pluridisciplinaire ni.com/academic/f

6 NI ELVIS II Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite Oscilloscope Multimètre numérique Générateur de fonction ARB Traceur de Bode DSA Alimentation variable Laboratoire intégré d instrumentation et de prototypage Instrumentation Circuits Traitement du signal Contrôle -Commande Télécommunications Mécatronique ni.com/academic/f

7 Famille NI ELVIS 12 Instruments intégrés PCI/PCMCIA Intégration avec Multisim USB Plug-and-Play DAQmx API /MAX Support 5½ Digit DMM (flottant) GBF 5Mhz (Sinus) Oscilloscope 100Méch/s NI ELVIS NI ELVIS II NI ELVIS II+ 1.25MEch/s ance/enseignement

8 NI ELVIS II Specifications matérielles Analyseur d impédance Gamme 0.2 Hz à 35 khz NPN, PNP, Diode Autres analyseurs Analyseur (traceur) de Bode Analyseur courant-tension 2-fils Analyseur courant-tension 3-fils DAQ intégré AI : Fréquence d échantillonnage en entrée à 1.25 Méch/s par voie, 500kéch/s pour deux voies Résolution 16-bits AO : Taux de rafraichissement 2.8 Méch/s 24 DIO,15 PFI, 2 CTR Carte de prototypage Connections optimisées Détachable Connecteurs fiches bananes, BNC, Sub-D personnalisables Alimentation variable Résolution 10-bits 0 à +12V, 0 à -12V Gamme de courant 500 ma ance/enseignement

9 NI ELVIS II+ Spécifications Specifications matérielles NOUVEAU Oscilloscope Oscilloscope Fréquence Résolution d échantillonnage 16-bits 100MEch/s 1.25 Méch/s sur une voie, Bande 500kéch/s passante sur deux 50MHz voies (-3dB) Résolution multiplexées 8 bits Gamme Bande passante d entrée 1 ±20 à 1.5 V MHz max. Couplage Sonde 1x AC/DC/GND et 10x Filtre Gamme antibruit d entrée 20MHz ±10 V AC/DC Sonde 1x et 10x Connexion BNC Multimètre numérique Mesures isolées Résolutions 5½ chiffres 60 VDC, 20Vrms, 2 ADC, 2 Arms, 100MΩ Protection interne du circuit Fusibles échangeables Connectivité USB Plug-and-play USB 2.0 Générateur de fonction 10 bits, ±5V Sinus 0.2 Hz à 5 MHz Triangle/carré 0.2 Hz à 1 MHz Contrôle logiciel ou manuel Connexion BNC ou via la carte de prototypage ance/enseignement

10 NI ELVISmx Driver Spécifications logicielles Mesure (sans programmation) : Instruments NI ELVISmx Mesure, acquisition de donnes, traitement (sans programmation) NI LabVIEW SignalExpress Mesure, acquisition de données, traitement, personnalisation des instruments API NI DAQmx VIs Express NI LabVIEW ance/enseignement

11 Démonstration Utilisation des instruments de mesure ance/enseignement

12 Quelques domaines d enseignement : plateforme d enseignement de l électronique CONCEPTS THEORIQUES SAISIE DE SCHEMA & SIMULATION PROTOTYPAGE & VALIDATION DEPLOIEMENT (PCB) ance/enseignement

13 Bilan du cycle de conception Etape 1: Saisie de schéma, Simulation et validation d un circuit simulé avec NI Multisim et les instruments NI ELVIS Etape 2: Pré-câblage en 3D sur la plaquette de laboratoire virtuelle NI Multisim (incluse dans la version étudiant) Etape 3: Prototypage réel avec NI ELVIS Etape 5: Personnalisation & Analyse complexe Etape 4. Effectuer des mesures réelles avec NI ELVIS et les comparer avec les résultats simulés sous Multisim ance/enseignement

14 Electronique numérique : NI Digital Electronics FPGA Board Exporter le code VHDL depuis Multisim Charger le directement le code sur la cible FPGA réelle (NI Digital Electronics FPGA Board) Intégration directe du code créé avec NI Multisim dans les outils de développement spécialisés tel que Xilinx ISE Passage simple et rapide de la théorie à la pratique intégrant la programmation du FPGA en simulation & en réel ance/enseignement

15 Démonstration Enseignement de l électronique avec NI ELVIS ance/enseignement

16 NI ELVIS II : une plateforme flexible des applications pour chaque domaine d enseignement CIRCUITS Electronique CONTROLE/ COMMANDE Systèmes linéaires, non linéaires Asservissements TELECOMS Transmissions, Fibre optique SYSTEMES EMBARQUES Microcontrôleur, FPGA SCIENCES APPLIQUEES Physique Chimie Biomédical ance/enseignement

17 Systèmes embarqués Microcontroleurs HCS12(x)/HCS08 avec connectique USB Modules complémentaires HCS08 (1) HCS12/HCS12x/DSP (4) Processeurs Coldfire (2) Transceiver RF (1) ance/enseignement

18 NI DE FPGA Board Programmation VHDL/Verilog NI LabVIEW ance/enseignement

19 Démonstration Enseignement des systèmes embarqués (FPGA) ance/enseignement

20 Télécommunications Telecommunications Trainer Board DATEx Faces-avants LabVIEW Modélisation par bloc-diagramme Contenu pédagogique inclus (30 expériences - TPs) Exemples de TPs AM, DSB & FM BPSK, QPSK, QAM FSK, ASK, Echantillonnage PCM & code en ligne (transmission en bande de base) Introduction aux radios logicielles ance/enseignement

21 Fibre optique Fiber Optical Trainer FOTEx Faces-avants LabVIEW Modélisation par bloc-diagramme Contenu pédagogique inclus Exemple de TPs Transmission de signaux optiques Séparation et combinaison de signaux optiques Lien en fibre optique bidirectionnel Multiplexage de longueur d onde (WDM) Pertes optiques ance/enseignement

22 Contrôle-Commande QNET-013 VTOL Actuator Flight Control: Vertical Take Off and Landing Model Aerospace dynamics, kinematics and control QNET-014 Mechatronic Sensor 1 How and when to use sensors Characteristics of each sensor Sensors on the board include: Encoder Potentiometer Flexgage Sonar All plants include: VIs specific to plant Courseware Infrared Pressure Piezo ance/enseignement

23 Module LabVIEW Control Design & Simulation ance/enseignement

24 Que faut-il retenir? Plate-forme pluridisciplinaire d enseignement NI ELVIS Plate-forme d enseignement de l Electronique NI ELVIS, NI Multisim, NI LabVIEW ance/enseignement

25 Qui utilise cette plate-forme? Niveaux d études Lycées (Pré-Bac, CPGE, BTS) Ecoles d ingénieurs IUTs Universités Domaines d enseignement Instrumentation Electronique Mécanique Biomédical ance/enseignement

26 Ressources en ligne Vidéos en ligne NI ELVIS II Guided Tour Contenu pédagogique ni.com/nielvis Kit pédagogique en téléchargement Présentations multimédia Livres Articles utilisateurs ni.com/multisim ance/enseignement ni.com/academic/eep ni.com/academic/circuits