RAPPORT DE PROJET DECOUVERTE MAJEURE DTA Groupe 2

RAPPORT DE PROJET DECOUVERTE MAJEURE DTA Groupe 2 Maël BOIDIN-FONTAINE François DAMBRINE Julien GIRARD Johan ROUGÉ Louis VICAINNE Mai Juin 2013 Promotion 56

Table des matières Remerciements... 4 I Le cahier des charges... 5 1. Présentation du projet... 5 2. Expression fonctionnelle du besoin... 6 Fonctions... 6 Mode d utilisation souhaité... 6 Principe de fonctionnement de la localisation dans l espace :... 6 Contraintes fixées pour le projet... 7 Contraintes que nous nous sommes fixées... 7 Solutions envisagées:... 7 Améliorations envisagées par la suite :... 7 Mode d utilisation souhaité... 7 Réponses apportées... 7 3. Organisation et planification durant le projet au sein de l équipe :... 8 II La conception... 11 1. Le hardware... 12 i) La portée des ultrasons... 12 ii) La génération des impulsions... 17 iii) L'amplification... 21 2. Les microcontrôleurs... 25 i) Communication entre les deux microcontrôleurs ST7... 26 ii) Communication parallèle avec le FTDI... 28 3. L IHM avec LabView... 29 i) L acquisition... 29 ii) La conversion... 29 iii) L interprétation... 29 iv) La représentation... 30 4. Le packaging : le Boîtier... 32 5. Aspect environnemental et financier... 33 III Vie de projet... 34 1. Problèmes rencontrés d ordre technique... 34 2. Problèmes rencontrés d ordre relationnel... 34 Conclusion... 35 Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 2

Annexes... 36 1. WBS... 36 2. Diagramme de Gantt... 37 3. Organigramme des programmes ST7... 39 Master... 39 Slave... 39 4. Interface LabView... 40 Table des figures... 44 Compte rendu de réunions... 42 Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 3

Remerciements Nous remercions nos encadrants d électronique, M. Capron et M. Stefanelli pour leur aide et leur disponibilité. Nous remercions également M. Hohm pour les commandes des composants. Nous remercions aussi M. Chenevert, M. Parent et M. Robillard pour leur aide dans les calculs complexes et mathématiques dans la géolocalisation. Nous remercions M. Ricq pour ses conseils techniques dans la construction du boitier et l usinage de pièces. Nous remercions les autres groupes de projet pour leur collaboration et la bonne ambiance de travail. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 4

I Le cahier des charges 1. Présentation du projet Le but du produit que nous concevons est de décrire un dessin en 3D via un stylo ou un objet particulier afin d afficher le tracé sur un ordinateur. Le stylo grâce à un émetteur positionné dessus émet des salves d ultra-sons qui sont récupérés par 3 récepteurs, ces informations sont amplifiées, filtrées puis envoyées aux fonctions de traitement de l'information, c'est-à-dire les deux microcontrôleurs ST7 puis ces informations transitent vers l'ordinateur via le FTDI. Le délai entre l émission de la salve du ST7 et sa réception par chacun des émetteurs permet de déterminer la distance entre ces 2 éléments. FIGURE 1 DIAGRAMME «BETE A CORNE» Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 5

2. Expression fonctionnelle du besoin Besoin : Écrire avec un stylo dans l air et afficher son tracé à l écran Fonctions FIGURE 2 DIAGRAMME PIEUVRE FP1 : Recevoir le mouvement du stylo fait par l utilisateur FP2 : Transmettre les informations reçues à l ordinateur FC1 : Permettre une bonne prise en main FC2 : Réceptionner les informations FC3 : Adapter la transmission stylo/ordinateur FC4 : Alimenter le stylo FC5 : Résister à l environnement, Tenir compte des bruits parasites FC6 : Respecter les normes FC7 : Être esthétique Mode d utilisation souhaité Un stylo qui possède à sa pointe un émetteur dessine l'objet désiré et le dessin s'affiche à l'écran en temps réel. Principe de fonctionnement de la localisation dans l espace : À l aide du ST7 et de l oscillateur, nous générons des pulses à 40kHz (fréquence de résonnance) afin d exciter l émetteur à ultra-sons, qui va émettre cette pulse aux 3 récepteurs, ensuite tout un protocole a été mis en place afin d avoir un signal le plus propre possible, ces fonctions sont détaillées plus loin dans notre rapport. Le principe étant que le signal met un certain temps à arriver aux bornes de chaque récepteur, ce temps est converti grâce à la formule de la vitesse moyenne : Vitesse = Distance Temps Dans notre cas nous utiliserons la forme suivante : Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 6

Distance = Vitesse x Temps Ces signaux sont renvoyés par le biais du FTDI, qui permet d interfacer notre carte électronique et l ordinateur. Nous avons fait le choix de ne faire presque aucun calcul dans les microcontrôleurs mais plutôt dans l ordinateur via LabView afin d être plus à même d avoir des données en temps réel. Contraintes fixées pour le projet Utiliser les 3 dimensions Microcontrôleur ST7 Communication entre le matériel ST7/Stylet et entre ST7/ordinateur. Utilisation d un composant FTDI T245RL Budget de 80 Contraintes que nous nous sommes fixées Échelle de grandeur de la zone de dessin : 1m x 1m x 1m Brancher/débrancher facilement les récepteurs et le stylo du circuit imprimé Déplacement facile du stylo avec une synchronisation Stylo/ST7 en filaire Arrêt et Reset de la vue graphique par le stylo. Le packaging du projet doit être compact, facile d'utilisation et esthétique Le packaging du pointeur doit prendre la forme d'un stylo Solutions envisagées: Utilisation d un boîtier du type Velleda pour le Stylo Alimentation du circuit en 5V, si possible via l auto-alimentation USB Déportation des récepteurs via des connectiques génériques (BNC? SMA? ou HE14?) Émetteurs/Récepteurs à ultrasons qui fonctionnent en 10V grâce à des portes NAND pour optimiser la puissance du signal Génération des pulses et du signal par un oscillateur NE555 Améliorations envisagées par la suite : Utilisation d une technologie infrarouge sur le stylo afin de le rendre totalement autonome du ST7 Mode d utilisation souhaité L utilisateur pourra utiliser un stylo qui possède à sa pointe un émetteur qui dessine l'objet désiré et le dessin s'affiche à l'écran en temps réel. Réponses apportées Actuellement, la communication entre le stylo et le ST7 se fait par fil mais peut être facilement amélioré avec une transmission sans fil par infra-rouge. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 7

3. Organisation et planification durant le projet au sein de l équipe : Un gros travail de planification a été fait durant le début du projet, pour décomposer chaque fonction et attribuer par la suite un certain nombre d heureshomme à chacune. Nous avons donc essayé de nous inspirer de la méthode Scrum pour optimiser notre organisation, le principe étant qu une auto-organisation de l équipe soit mise en place, ainsi que des «sprints» sur certains jours, afin de finir complétement une tâche. Nous avons évalué ensemble au début du projet la charge de travail de chacune des tâches. Cela nous a permis d évaluer au mieux leur durée. Nous avons voulu que toute l équipe soit vraiment impliquée à 100% dans le projet. Chacun des membres de l équipe sait ce que les autres sont en train de réaliser. Nous avons appliqué autant que possible une transparence dans notre communication. De manière hebdomadaire, généralement en fin de semaine, une inspection est réalisée afin de faire le point sur l avancée du projet et de détecter les éventuels problèmes d organisation ou de conception. Cette évaluation nous permet de cibler les objectifs de la semaine suivante et d adapter le processus de conception. Notre projet a été programmé et planifié grâce à un diagramme de Gantt (voir page 37) ainsi que par des réunions journalières, le matin généralement, une dizaine de minutes pour que chacun dise ce qu il avait fait la journée précédente et ce qu il prévoyait de faire le jour même. FIGURE 3 DIAGRAMME TEMPS/TEMPS L'analyse du diagramme temps/temps tend à prouver la bonne tenue de notre planification et la réactivité de l'équipe. Néanmoins, le manque d'expérience dans notre premier projet de conception électronique de A à Z apparaît dans les quelques Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 8

reports qui ont eu lieu à mi-projet. Le manque de visibilité que nous avions au début a créé une période d'incertitude quant à l'avancement. Une réunion d une trentaine de minutes était organisée typiquement le lundi matin et le vendredi après-midi, pour déceler des problèmes qui pourraient apparaître ou simplement pour faire un point sur la réalisation de notre projet. En outre, nous avons choisi d écrire toutes les tâches sur des post-it, de les organiser en trois catégories, ce que l on doit faire, ce qui est en train d être fait et ce qui est fini. Ce fut très pratique car c est une méthode très visuelle qui permet à chaque membre de l équipe d'apprécier l avancement du projet. Au centre du mur, nous avons disposé le prénom de chacun pour que tout le monde sache exactement quelles tâches réaliser. Enfin, différentes couleurs d écriture ont été utilisées pour séparer les fonctions principales. FIGURE 4 MUR DE PROGRESSION Nous avons voulu mettre en avant le travail en duos. Par exemple, le binôme composé de Maël et François s'est occupé de toute la partie théorique et des tests unitaires (amplification, émission de pulse, détecteur d'enveloppe...). Johan et Julien ont planché sur la partie de géolocalisation, Les groupes de conception ont changé régulièrement au cours des semaines. Puis, afin de tester de manière objective le montage, Johan et Louis ont remonté à partir de zéro, en suivant les schémas à la lettre et en appliquant le Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 9

protocole de test. Cela a permis de détecter des problèmes (bruit, amplification insuffisante, échos importants) et de les solutionner de la meilleur manière possible. Ces tests d'intégration, reprennent le montage entier en partant de la commande (simulée par GBF) jusqu'à la sortie du détecteur d'enveloppe. Plus tard nous avons intégré la communication du maître vers le FTDI (avec des valeurs en dur). Ensuite, nous avons simulé les interruptions, pour enfin, utiliser le montage au complet. Il en est de même pour la partie logicielle. Nous avons bien veillé à séparer le binôme de conception du binôme de vérification pour chacune des fonctionnalités. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 10

II La conception Trois grands axes de développement s'imposent à nous : le hardware, la programmation ST7 et l'interface homme machine avec LabView. Ces trois axes sont rangés par ordre décroissant de contraintes : tout calcul ou synchronisation est complexe d'un point de vue uniquement hardware, par exemple. De même, calculer les coordonnées des points est presque impossible au niveau du microcontrôleur. Nous avons choisi d'organiser notre traitement autour d'un microcontrôleur appelé Master. Celui-ci donne la consigne aux composants externes (notamment l'oscillateur) et reçoit les signaux des trois récepteurs. Il communique ensuite avec un autre microcontrôleur pour s'interfacer avec l'ordinateur. FIGURE 5 SCHEMA SYNAPTIQUE L'intérêt de séparer ces blocs fonctionnels est d'isoler des points de tests à l'oscillateur et donc découvrir plus facilement qu'un composant est défaillant (l'oscillateur le plus souvent). Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 11

1. Le hardware i) La portée des ultrasons Un émetteur ultrason est un composant piézoélectrique qui doit être excité à une fréquence de 40kHz (+/- 1Khz) pour envoyer un ultrason. En face, le récepteur est un piézoélectrique qui transformera l onde ultrasonore en signal électrique sinusoïdal de fréquence 40kHz. Notre émetteur a un angle d'émission de 45. Étant donné que nous écarterons les récepteurs de 8cm, voici les profils de sensibilité : Nous avons choisi de représenter notre boîte de 1m x 1m x 1m comme proposée dans notre cahier des charges. À distance proche, notre boîte n est pas entièrement couverte. FIGURE 6 PROFIL DE RECEPTION DE BONNE QUALITE (MESURE CORRECTE GARANTIE) SUR LE PLAN DE 1M² SITUE A 50CM DES RECEPTEURS Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 12

FIGURE 7 PROFIL DE RECEPTION DE BONNE QUALITE (MESURE CORRECTE GARANTIE) SUR LE PLAN DE 1M² SITUE 150CM DES RECEPTEURS Le disque théorique de bonne réception obtenu dans la première figure l'est grâce à une analyse géométrique simple. On prend l'intersection d'un cône de demi angle 45, de hauteur 50cm et dont le somment se situe au-dessus du récepteur concerné. Le rayon du cercle est calculé grâce à la formule tan 45 = r r = h. h De plus, pour déterminer la précision de notre outil, un autre paramètre entrait en compte : l'écartement des récepteurs les uns par rapport aux autres. Pour simplifier les calculs, nous avons disposé les récepteurs dans un triangle équilatéral, néanmoins il nous fallait en déterminer le côté. En effet, nous avons vu qu'à 8 cm de côté (chiffre final retenu), le profil de réception à 50cm ne couvrait pas au mieux toute la surface désirée, augmenter le côté du triangle empirait cette situation, la diminuer l'améliorait. Si nous avons choisi 8cm, c'est parce que cette mesure offrait un compromis appréciable entre précision à longue distance et profil de réception à courte distance. La précision à distance baisse lorsqu'on rapproche les récepteurs les uns des autres. La raison de cette perte de précision et dû à un angle d'ouverture trop faible. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 13

FIGURE 8 DIFFERENCE D'OUVERTURE EN FONCTION DE LA DISTANCE POUR UN MEME DEPLACEMENT La faible ouverture entraîne une baisse de la différence hypoténuse-côté parallèle au sol. Si cette différence baisse suffisamment pour que la différence de temps soit trop faible pour être perçue par le microcontrôleur alors le déplacement ne sera pas ressenti. Les trois tables suivantes expriment la capacité à ressentir un mouvement de x centimètres (en ligne) en fonction de l'écartement des récepteurs (colonne) à 50 cm, 1m et 1.50m. FIGURE 9 PRECISION DU POSITIONNEMENT EN FONCTION DE L ECARTEMENT DES RECEPTEURS Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 14

Afin de calibrer nos amplificateurs, nous avons dû tester les émetteurs et récepteurs pour connaître le signal reçu entre 50 cm et 150 cm, puisque notre cahier des charges imposait ces distances. FIGURE 10 SCHEMA DU MONTAGE DE TEST FIGURE 11 PHOTO DU MONTAGE FIGURE 12 SIGNAL AUX BORNES DU RECEPTEUR (20-50-150 CM) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 15

FIGURE 13 VPP = 8.8V (PREND EN COMPTE LE DECHET D UN OSCILLATEUR NE555), VDC = 0V À une utilisation comprise entre 30 et 50 cm et en liaison filaire de 1m, le récepteur rend un signal sinusoïdal d amplitude crête à crête comprise entre 50mv et 300 mv. Un gain de 16 fois est donc nécessaire afin d avoir des tensions de travail plus fiables et garder une portée acceptable. (En suivant notre cahier des charges, nous travaillons de 50 cm à 1.50 m) Nous avons décidé de mettre un gain encore supérieur afin de saturer l amplificateur et ainsi avoir des fronts plus nets. Analyse fréquentielle du signal (en continu) FIGURE 14 CODE MATLAB POUR L'ANALYSE FREQUENTIELLE DE L'ECHANTILLON OBSERVE A L'OSCILLATEUR Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 16

Nous avons réalisé un code MATLAB afin de pouvoir visualiser le signal reçu par le récepteur ainsi que sa transformée de Fourier. FIGURE 15 SPECTRE DU SIGNAL REÇU ENTRE 10KHZ ET LA FREQUENCE D'ECHANTILLONNAGE Sur la figure ci-dessus, on peut visualiser l analyse fréquentielle de notre signal, on retrouve un pic net à 40kHz et une atténuation de plus de 40dB pour toutes les autres fréquences. Un filtre n'est donc pas nécessaire à la réception du signal, néanmoins, un amplificateur opérationnel apportera un gain suffisant (250 fois environ). ii) La génération des impulsions Afin de pouvoir mesurer un temps, il est nécessaire d envoyer non pas un signal continu mais une impulsion. Pour autant l'émetteur a besoin d'avoir un signal de 40 khz à ses bornes. C'est pourquoi nous devons découpler la génération de l'impulsion porteuse et la génération des 40 khz. Nous avons choisi de générer l'impulsion via une PWM avec le microcontrôleur. Par contre le signal à 40kHz doit être généré par un composant externe. Nous avons choisi un oscillateur astable NE555. Afin de séparer le bloc de programmation ST7 des blocs analogiques, nous avons imaginé un montage qui simule la commande avec un GBF : Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 17

FIGURE 16 MONTAGE REALISE FIGURE 17 SIGNAL GENERE PAR L OSCILLATEUR NE555 (AVEC ENVIRON UN RAPPORT CYCLIQUE DE 50%) FIGURE 18 SIGNAL DONNE A L EMETTEUR (JAUNE) COMPARE A LA PULSE ENVOYEE (VERT) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 18

FIGURE 19 SIGNAL REÇU APRES ENVOIE DES PULSES Analyse : On peut visualiser que le signal envoyé en pulse est bien transmis et qu'il est bien reçu par le récepteur, en revanche, on s aperçoit qu un parasite (à 50Hz) est présent, il faudra certainement mettre un filtre passe haut pour atténuer cette perturbation, on essayera de le faire avant l amplification du signal. Le signal reçu a une portée affaiblie. En effet, le NE555 envoie une tension de 4.4V crête à crête alors que nos tests se sont fait respectivement à 10V crête à crête et 8.8V crête à crête. Afin d obtenir une tension aux bornes de l'émetteur comprise entre ces deux valeurs, nous utilisons une astuce qui consiste à envoyer de signaux d'amplitude 4.4V crête à crête aux bornes de l'émetteur mais en opposition de phase. Ainsi, du point de vue de l'émetteur, il a, à ses bornes, une tension allant de 4,4 V à 4,4 V. En plus de doubler la tension (et donc de quadrupler la puissance émise), cela retire la composante continue qui peut abîmer dans certains cas les composants. Dans la théorie un tel montage est réalisé grâce à deux amplificateurs de gain identique mais l'un inverseur et l'autre non. Étant donné que nous sommes alimentés de manière asymétrique, un tel montage en pont n'est pas envisageable. Dans la pratique, cette solution est mise en place grâce à des portes NAND : une partie du signal passe dans une porte NAND alors que l'autre passe par deux portes NAND. En sortie, on obtient par conséquent des sorties à vrai ou faux, à 5V ou à 0V. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 19

FIGURE 20 MONTAGE MULTIPLICATEUR FIGURE 21 SIGNAL TRANSMIS A L'EMETTEUR EN HF (EN CONTINU) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 20

FIGURE 22 SIGNAL TRANSMIS A L'EMETTEUR EN BF (IMPULSIONS) iii) L'amplification Il a été déterminé qu'un gain de 100 serait utilisé pour permettre un traitement fiable du signal reçu dans la portée précisée dans le cahier des charges. Néanmoins à cause de l'atténuation du détecteur d'enveloppe, nous n'avons pas pu le reporter. En effet, même en mettant la résistance de 10KOhms (cf. montage) pour prévoir un gain de 100, le composant MCP6274 possède un produit gain bande de 2Mhz, en travaillant à 40Khz, nous sommes donc limités à un gain de 50. Néanmoins, une limitation forte s'impose à nous : l'alimentation de l'ao sera asymétrique. Autre limitation : le microcontrôleur ne peut pas réagir à un signal à 40kHz, il faut lui fournir un état tenu suffisamment longtemps pour qu'il le traite. Pour cela Il nous faudra détecter l'enveloppe de la pulse. FIGURE 23 MONTAGE REALISE Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 21

FIGURE 24 SIGNAL REÇU APRES L AMPLIFICATION ET LA DETECTION D ENVELOPPE Le temps théorique de réaction entre l impulsion et la réception est de 1.4ms environ. Le temps de réception mesuré : 1.5ms. Soit une erreur de 7% environ. À 1m50 le bruit se fait beaucoup plus présent, ainsi, prendre une mesure de qualité s avère difficile : la qualité de la plaquette d essai et l orientation des émetteurs/récepteurs qui génère des échos (sur les murs et les personnes) et des parasites, peuvent parfois gêner la mesure. FIGURE 25 MESURE REALISEE A 1M50, RECEPTEUR ET EMETTEUR ORIENTES VERS LE PLAFOND Néanmoins nous avons pu obtenir une mesure relativement bonne afin de vérifier le montage et le décalage. Le signal reçu (Channel 1 - jaune) est perturbé par des hautes fréquences. Cela se produit lorsque les transducteurs ne sont pas exactement face à face. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 22

FIGURE 26 ZOOM SUR LA RECEPTION, A 1M40, EMETTEUR/RECEPTEUR HORIZONTAUX, Ici, nous mettons 3.5ms avant de recevoir le signal, sur une théorie de 3,8ms environ, soit 7.8% d erreur. FIGURE 27 SIGNAL A UNE DISTANCE DE 40CM ENVIRON (PULSE EN VERT, SORTIE DU MONTAGE EN JAUNE) Le signal que nous obtenons est très vite perturbé dès que les émetteursrécepteurs ne sont plus strictement face à face. Du bruit à fréquence élevée (supérieure à 50 khz) apparaît, comme le montre le signal jaune en chaîne 2. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 23

FIGURE 28 SIGNAL EN SORTIE DE DETECTEUR D'ENVELOPPE LORSQUE CAPTEURS ET RECEPTEURS NE SONT PLUS EN VIS A VIS Afin de s'assurer de la qualité du signal envoyé au microcontrôleur, un passe bas est mis en place. La portée y est par ailleurs améliorée. Voici ce que nous montre l oscilloscope à une portée de 1m60. FIGURE 29 SIGNAL EN SORTIE DE DETECTEUR D'ENVELOPPE A LONGUE PORTEE En hors-portée, le signal est amélioré sur les fronts montants et descendants. À distance rapprochée, (de l ordre de 70cm), une orientation inexacte des émetteurs-récepteurs permet tout de même de conserver un signal créneau. Ici le temps théorique de réception est de 4.7 ms environ. 6%. Le temps mesuré expérimentalement est de 5ms. L erreur relative est donc de Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 24

2. Les microcontrôleurs Pour apporter de l'intelligence à notre montage, nous utilisons des microcontrôleurs. Une contrainte technique importante est l'utilisation de ST7, microprocesseurs 8 bits à oscillateur interne pouvant être cadencés de 1 à 8 MHz. Il possède seulement 2 ports d'entrées/sorties contenant respectivement 8 et 7 pins. À cause du nombre limité d'i/o, nous utilisons deux microcontrôleurs qui communiquent via le protocole SPI. Le premier microcontrôleur reçoit le rôle de maître et se charge donc d'envoyer la PWM de contrôle au NE555 ainsi que de calculer les temps de parcours. L'esclave, lui, renvoie les données ainsi obtenues au composant FTDI qui assure la communication USB avec l'ordinateur. FIGURE 30 MONTAGE DE LA LIAISON ENTRE LES MICROCONTROLEURS ET LE FTDI L'acquisition de données se fait séquentiellement : pour chaque mesure de temps de parcours, trois pulses sont envoyées l'une après l'autre afin d'enregistrer les temps de réaction de chaque émetteur. Le tout est ensuite envoyé à l'esclave qui envoi, dans le bon ordre, les données à l'ordinateur. Celui-ci transformera les temps mesurés en position dans un graphique tridimensionnel (voir un organigramme en page 39 pour les programmes assembleurs). Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 25

FIGURE 31 ALGORITHME SUIVI POUR MESURER ET ENVOYER LES DONNEES i) Communication entre les deux microcontrôleurs ST7 Le transfert de données se fait via le protocole standard SPI. Il permet ainsi de communiquer avec une très grande partie des microcontrôleurs du marché. À une fréquence de 1Mhz pour les timers, nous sommes sensibles à 0.3mm de différence. À une distance de 50cm, nous avons aussi l'assurance d'un overflow pour un timer de 8bit. Cela limite les erreurs puisqu'en binaire nous n'aurons jamais une suite trop grande de 0 qui pourrait être mal interprétée. Nous allons détailler en quelques lignes le fonctionnement du protocole SPI (Serial Peripheral Interface) dans notre utilisation. Le protocole SPI met en place un bus de données série synchrone full duplex utilisé dans des communications type maître/esclaves, plusieurs esclaves peuvent coexister sur le même bus. Dans notre cas, nous n'aurons qu'un maître et un esclave qui n'échangeront jamais de rôle. La communication est à l'initiative du maître. FIGURE 32 LIAISON SPI (MAITRE ET ESCLAVE) (WIKIPEDIA) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 26

Le bus SPI possède 4 pins où les signaux transitent : SCLK : L horloge (Clock), broche 20 du ST7 (PB1), est générée par le maître, l esclave se synchronise dessus automatiquement MOSI : C est la broche où les données sont envoyées par le maître vers l entrée de l esclave (Master Input, Slave Output), broche 2 du ST7 (PB3) MISO : C est la broche où les données sont envoyées par l esclave vers l entrée du maître (Master Input, Slave Output), broche 1 du ST7 (PB2) SS/ : C est la broche de sélection d esclave (Select Slave), ici active à l état bas, on la gère par software, par manque de place sur le ST7, broche 19 du ST7 (PB0) FIGURE 33 MESURE DE 6 OCTETS (SCLK EN VERT, MOSI EN JAUNE) Sur la figure ci-dessus, la transmission des bits se fait sur un front descendant de l horloge. Les valeurs des octets sont donc 42 (%0010_1010), 54 (%0011_0110), 254 (%1111_1110) et trois fois 56 (%0011_1000). Dans notre situation, le fonctionnement d une transmission de données classique se présente de la façon suivante : Le maître génère l horloge : nous avons choisi FCPU/8, puisque si nous choisissons une fréquence plus élevée, nous avons remarqué que nos données étaient décalées d un bit, sûrement parce que l esclave n a pas le temps de se synchroniser avec le maitre sur un front d horloge, or en divisant la fréquence par 8, le problème n apparait plus, ensuite le ST7 esclave est sélectionné afin de pouvoir communiquer. De plus, n'utilisant pas d'oscillateur externe, il est possible que les fréquences d'oscillation ne soient pas les mêmes. En divisant par 8 la fréquence de chaque microcontrôleur, nous divisons aussi l'erreur par 8 et réduisons donc les problèmes de synchronisation. Le ST7 esclave réceptionne les données envoyées par le maître, les enregistre et les renvoie vers le FTDI qui s occupe de les envoyer à l ordinateur via l USB Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 27

À chaque coup d horloge, le maitre et l esclave s échangent un bit, et donc après 8 coups d horloges, un octet a été transmis, dans notre cas, nous en transmettons 18 (6 octets par récepteur) avec une structure bien précise. Les bits sont transmis de la manière suivante : Le premier octet transmis correspond à l entête du récepteur, nous avons choisi #0 pour le premier, #1 pour le deuxième récepteur et enfin #2 pour le troisième récepteur. Cet entête est dans le programme LabView Le deuxième octet correspond au calcul de l overflow pour chaque récepteur Ensuite, on envoie les timers pour connaître la position exacte du récepteur, nous avons choisi de prendre le timer 12 bits, afin d avoir une large plage de valeur (4095), mais malheureusement en faisant ce choix, nous devons envoyer notre donnée, l acquisition du timer sur 2 octets Et enfin, de la manière que précédemment, nous envoyons la valeur finale dans le timer sur 2 octets N Récepteur 0 Overflow Clock Start Clock End N Récepteur 1 Overflow Clock Start Clock End N Récepteur 2 Overflow Clock Start Clock End FIGURE 34 STRUCTURE DE LA TRAME ENVOYEE PAR LE MASTER ii) Communication parallèle avec le FTDI Le FTDI nous permet de communiquer avec l ordinateur sur une interface USB. Contrairement au SPI, le FTDI ne fonctionne pas avec un port de type série mais avec un port de type parallèle. Au lieu donc d utiliser 4 pins, il est nécessaire d utiliser 12 pins : 8 bits de données et 4 bits de contrôle. Sur les 4 bits de contrôle, 2 servent à l envoi de données (TXE et WR) et 2 à la réception des données (RD et RXE). Puisqu on ne s intéresse pour le projet uniquement à récupérer des données des capteurs du ST7 et à les envoyer vers l ordinateur (dans un sens unidirectionnel), seuls 2 bits de contrôle sont utiles sur les 4. Cependant, dans un but d évolution futur, nous avons tout de même relié les 2 bits non utilisés. Cela pourrait permettre par reprogrammation du ST7, de contrôler les microcontrôleurs à l aide de l ordinateur. Différents modèles de FTDI existent. Nous avons choisi le modèle 5V qui nous permet d autoalimenter notre circuit via le port USB. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 28

3. L IHM avec LabView Les données envoyées par un microcontrôleur FTDI sont reçues sur un ordinateur possédant LabView. La communication se fait via le protocole USB, une interface série. L utilisation de LabView simplifie l interface Hardware/Ordinateur. Il permet entre autres de construire une interface graphique facile à utiliser (voir la figure page 40). LabView nous permet de commander le FTDI et de réceptionner les données de positionnement. Ce ne sont que les données de temps (les durées entre l émission par le stylet et la réception par la base) qui sont transmises. Le reste des calculs se fait sur ordinateur afin de convertir une donnée temporelle en coordonnées. La façon de programmer en LabView est radicalement différente des autres langages de programmation puisque c est une programmation dite graphique (voir la figure en page 41). Il a donc été nécessaire de nous habituer à cette nouvelle façon de programmer. Les fonctions dans LabView sont appelées des «Vis». Ces VIs prennent des entrées et fournissent des sorties comme les fonctions classiques, leur représentation ainsi que la façon de les relier par des fils rappelle souvent des schémas électriques. Notre programme se découpe en 4 grandes parties qui sont : L acquisition La conversion L interprétation La représentation i) L acquisition Il s agit dans cette partie de lire les données sur le port USB avec une communication de type «Série». Le VI de base pour la communication USB est VISA mais nous avons préféré utiliser les pilotes fournis par FTDI. L acquisition se fait donc en une première étape d'initialisation ainsi qu une boucle sur la lecture. Nous avons repris le principe proposé dans l exemple d initialisation du site de FTDI. Pour plus de sécurité dans l étape de lecture, nous vérifions que les données rentrent par groupe de 18 octets (3 bits) : chaque trame doit comporter un 0, un 1 et un 2 sur les octets 0, 6 et 12 ii) La conversion Les 18 octets contiennent l ensemble des informations nécessaires au calcul des distances de l émetteur aux récepteurs. Il suffit donc de multiplier l overflow par 4096, additionner par la clock à l état final et soustraire par la clock à l état initial. Cela donne le nombre de coups d horloges que nous pouvons multiplier par sa fréquence (10-6 ) ainsi que par la vitesse du son (340 m/s) afin de connaitre la distance. iii) L interprétation Avec les distances obtenues, nous avons remarqué un bruit dans les valeurs calculées. Il faut sélectionner les valeurs, en commençant par enlever celles qui sont négatives et celles qui sont trop grandes. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 29

Les valeurs ainsi obtenues ne sont toutefois pas assez précises et varient trop souvent pour être exploitables. Nous procédons donc à une moyenne glissante sur les 500 derniers points pour avoir un résultat stable. Pour ce faire, nous enregistrons 500 points dans un tableau et nous remplaçons à chaque nouvelle acquisition le plus ancien point par le dernier reçu. Nous en faisons la moyenne. Cela permet d augmenter la précision mais diminue la rapidité du signal car un retard apparaît. FIGURE 35 POLYNOME DU 3 IEME DEGRES DE CORRECTION D ERREUR Pour corriger les erreurs dues au bruit, nous utilisons un polynôme du 3 ième degré pour déterminer l erreur commise. Ce polynôme a été établi de manière empirique par mesures dans des conditions réelles. iv) La représentation La première étape de la représentation en LabView est le tracé de points en 3 dimensions. Pour cela nous avions utilisé la représentation proposée par l exemple VI Comète car les points affichés sont reliés entre eux, rendant la représentation du tracé plus propre. Après quelques tests de performance, nous avons finalement préféré la représentation d un ensemble de point non reliés grâce au VI nuage de point qui est plus rapide. La représentation graphique prête, nous avons calculé une façon de convertir les temps donnés par les récepteurs en coordonnées cartésiennes. Pour cela nous avons établi la démonstration suivante avec l aide de M. Gabriel Chênevert. On considère 3 sphères de centre (Ei), de rayon la distance des récepteurs avec l émetteur (EiP) : (1) - (2) : (1) - (3) : E3P² = X² + Y² + (Z E3)² (1) E2P² = (X E2)² + Y² + Z² (2) E1P² = X² + (Y E1)² + Z² (3) E 3 P² E 2 P² = X² (X E 2 )² + (Z E 3 )² Z² 2 E 2 X 2E 3 Z = E 3 P² E 2 P² + E 2 ² E 3 ² (2 ) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 30

E 3 P² E 1 P² = Y² (Y E 1 )² + (Z E 3 )² Z² 2 E 1 Y 2E 3 Z = E 3 P² E 1 P² + E 1 ² E 3 ² (3 ) On a deux équations de plan, on prend leurs vecteurs normaux : (2*E2, 0, -2*E3) et (0, 2*E1, -2*E3) On fait le produit vectoriel de ces vecteurs pour trouver le vecteur directeur de la droite formée par l intersection de ces plans : (2*E2, 0, -2*E3) ^ (0, 2*E1, -2*E3) = (4*E1*E3, 4*E2*E3, 4*E1*E2) Donc le vecteur (E1*E3, E2*E3, E1*E2) dirige la droite. Il faut trouver un point pour définir complètement la droite dans l espace : On choisit le point M : (X0, Y0, Z0) avec Z0 = 0 (2 ) et (3 ) nous donne alors : X 0 = (E 3P 2 E 2 P 2 + E 2 2 E 3 2 ) 2E 2 Y 0 = (E 3P 2 E 1 P 2 + E 1 2 E 3 2 ) 2E 1 L équation paramétrique de la droite est donc : t R On injecte dans (1) : X = E 1 E 3 t + X 0 Y = E 2 E 3 t + Y 0 Z = E 1 E 2 t E 3 P² = (E 1 E 3 t + X 0 )² + (E 2 E 3 t + Y 0 )² + (E 1 E 2 t E 3 )² (E 1 2 E 3 2 + E 0 2 2 E 3 2 + E 1 2 E 2 2 ) t 2 + 2(E 1 E 3 X 0 + E 2 E 3 Y 0 + E 1 E 2 E 3 ) t + X 0 ² + Y 0 ² + E 3 ² E 3 P² = 0 On résout. Δ = 4 (E 1 E 3 X 0 + E 2 E 3 Y 0 + E 1 E 2 E 3 ) 2 4(E 1 2 E 3 2 + E 2 2 E 3 2 + E 1 2 E 2 2 ) (X 0 2 + Y 0 2 + E 3 2 E 3 P 2 ) FIGURE 36 POSITION ANALYTIQUE DES POINTS On réinjecte dans l équation paramétrique de la droite et on obtient 2 points, l un se trouve derrière les récepteurs, il est donc exclu. Les trois coordonnées trouvées, nous les enregistrons dans un tableau que nous passons en argument d un VI aide au tracé. La sortie de ce VI est passée en argument du VI nuage de point pour obtenir le tracé 3D Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 31

4. Le packaging : le Boîtier Nous avons choisi de construire un boitier afin de protéger le circuit. Nous voulions usiner les surfaces planes en ABS avec un Charly Robot (voir figure cidessous). FIGURE 37 MISE EN PLAN POUR USINAGE DE LA FACE AVANT ET CONNECTIQUE DU BOITIER À cause de contraintes techniques, nous avons réalisé une partie du perçage et les fixations avec du matériel de bricolage classique (perçage avec visseuse et perceuse 650W ; forêts et scies à métaux), voir en page 32. FIGURE 38 FABRICATION DU BOITIER Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 32

5. Aspect environnemental et financier Les composants que nous avons choisis suivent la norme RoHS. Notre produit est donc plus respectueux de l environnement et peut être exporté aux États-Unis. Nous avons mesuré la consommation de notre circuit. Le FTDI seul consomme typiquement 25 ma en fonctionnement normal. Le reste de notre circuit fait circuler 35 ma (calcul expérimental). Finalement, notre circuit dissipe environ 300mW pour près de 60 ma, ce qui est raisonnable et reste largement en dessous des 100mA maximum d un port USB. Nous avons estimé le prix de fourniture d un circuit tel que nous le proposons. Fournisseur Désignation Code Produit Quant Prix Prix en ité Unitaire Farnell UM245R (Convertisseur USB-Série sur plaque 1146-039 1 16.39 16.39 époxy) Electronique TRANSDUCTEUR ULTRASON 40KHz RX 12mm [SOE105RX-12] 4 4.00 16.00 -diffusion (Récepteur) Electronique TRANSDUCTEUR ULTRASON 40KHz TX 10mm [SOE105TX-12] 2 4.00 8.00 -diffusion (Émetteur) Farnell CI logique porte non-et quad 2 entrées 1287-491 2 0.35 0.70 Farnell NE555P Timer de précision simple 9589-899 2 0.47 0.94 Farnell Condensateur 100nF (Z5U 5MM) 1457-705 10 0.11 1.09 Farnell Connecteur Jack Mâle 4p 3.5mm 1280-789 2 1.25 2.50 Farnell Connecteur Jack Femelle 4p 3.5mm (1 paquet de 1267-397 1 2.13 2.13 2 connecteurs) Farnell Switch CI (bouton poussoir simple) 1656-424 5 0.14 0.72 Farnell VAN DAMME - 268027C Câble standard bleu 1891-085 3 ml 2.86 8.58 Farnell HAMMOND - 1598BBSGYPBK - COFFRET ABS 36X154X179MM 1426-555 1 8.84 8.84 65.89 H.T. FIGURE 39 COUT DE FOURNITURE DE NOS COMPOSANTS POUR CONSTRUIRE UN PROTOTYPE Nous avons fait le choix de commander notre matériel chez Farnell en priorité, sauf pour les émetteurs/récepteurs où nous avons préféré nous rendre nous même chez Électronique-Diffusion où les modèles vendus convenaient d avantage à nos attentes. De plus, dans la majorité de nos achats, nous avons voulu privilégier la sécurité, en prenant à chaque fois des composants supplémentaires pour éviter de redevoir commandé si jamais un composant est défectueux. Enfin, nous avions un budget de 80, ce budget a été respecté, mais nous aurions pu dépenser moins en privilégiant un câble de moins bonne qualité (ici il est blindé, c est mieux mais ce n est pas forcément indispensable). Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 33

III Vie de projet 1. Problèmes rencontrés d ordre technique Dans nos 3 axes de développement (hardware, software ST7 et Labview), plusieurs problèmes sont apparus. D une part, dans la partie hardware, pendant la phase de test, des problèmes de branchement sont apparus. De mauvais choix de composants, de calibrage de filtre, beaucoup de fonctions ont dû être retravaillées, mais grâce à ces tests, nous avons pu trouver une solution à tous ces problèmes. Finalement, notre carte électronique se trouve fonctionnelle. Ensuite dans la partie software, au niveau du code assembleur pour les deux ST7 (maître et esclave), nous avons eu des difficultés à utiliser correctement le protocole SPI, notamment lorsque de la synchronisation des deux ST7, nous avons utilisé la même méthode de fonctionnement que lors des tests pour le hardware, deux testeurs (différents des concepteurs) ont fait fonctionner les programmes pas à pas afin de déceler certains problèmes. Ce travail a été nouveau fructueux puisque, par le biais de l aide apportée par les testeurs, les programmes ont été simplifiés, mieux organisés et fonctionnels. Vers la fin du projet, nous nous sommes rendu compte que le signal généré ne suivait plus la fréquence désirée. Techniquement parlant, nous avions une fréquence, sur notre circuit imprimé, qui déclinait de Kilo Hertz par minute. Nous avons trouvé la panne qui provenait d un condensateur défectueux (sa capacité évolue dans le temps, ce qui ne se produit jamais). Nous avons passé quelques minutes à trouver pourquoi nous n avions plus de signal (problème de condensateur) mais plusieurs heures à comprendre que la série, différente de celle des tests, pouvait poser problème. Enfin, nous avons eu des difficultés sur l interface homme machine avec LabView. Les calculs de résolution des équations paramétriques pour avoir la position des récepteurs ont été laborieux. Un autre problème a été l intégration du programme LabView avec l ensemble du projet, particulièrement pour récupérer les données et les afficher en temps réel (avec un léger retard). 2. Problèmes rencontrés d ordre relationnel Tout d abord, nous venons tous de sections différentes (trois CIR, un «X» et un «U»), un certain éclectisme a été présent entre nous. Chacun a apporté des compétences particulières, des profils plus électroniciens pour certains et d autres plus informaticiens, de ce fait notre équipe est très polyvalente. Aux premières heures du projet, nous avons eu quelques difficultés à nous organiser correctement, nous avons essayé de projeter le projet sur les semaines à venir. Dès lors que notre chef de projet, Julien Girard s est inspiré de certaines parties de la méthode Scrum, notre organisation a été mieux structurée (des objectifs clairs, une élaboration précise des tâches à réaliser). Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 34

Conclusion Ce projet a été le résultat d une collaboration efficace entre différents profils au sein de l équipe. Il a constitué pour nous une expérience enrichissante, notamment dans l organisation, la planification et le bon déroulement du projet. Désormais nous sommes plus à même de démarrer, suivre efficacement et mener à bien un projet. De plus, chacun de nous a pu apprendre des autres, partager certaines expériences, et acquérir des compétences dans d autres domaines, aussi bien dans la partie technique que dans la partie relationnelle. L objectif de découverte de majeure ISEN est pleinement atteint, et cela nous a guidés dans nos choix respectifs de choix de majeures pour l année prochaine. Pour terminer, nous tenons à remercier l ensemble de l équipe enseignante pour le soutien et l aide apportée durant l ensemble du projet. Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 35

Annexes 1. WBS FIGURE 40 WBS Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 36

FIGURE 41 DIAGRAMME DE GANTT 2. Diagramme de Gantt Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 37

Décomposition en modules, sous-ensembles PCB (80h) LabView (25h) ST7 (109h) Envoi des data ST7 > USB (17h) Assembleur (92h) Alimentation (23h) Tension/Courant (8h) Auto alimentation par USB (6h) Régulateur de tension (9h) Émetteurs/Récepteurs (204h) (50h) Recherche (32h) Génération des Impulsions à la bonne fréquence (44h) Réception des impulsions (cf. récepteur en bas) (18h) Calcul du temps de propagation des ondes et calculs 3D Calcul d Angles et orientation (26h) Filtrage (si besoin après test) (16h) Amplification (si besoin après choix et test) (18h) Boutons (11h) Test global (40h) Préparation soutenances (8h) Acquisition - Données -> Vue Graphique (26h) Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 38

3. Organigramme des programmes ST7 Master Registers Initialization Computation Receiver 1 Computation Receiver Computation Receiver 2 Enable the 40Khz signal Computation Receiver 3 Wait the response Compute the delay (Overflows) Disable the 40Khz signal Send the frame to the Slave Slave Registers Initialization Receive a byte by SPI Send the current byte from SPI to FTDI FIGURE 42 ORGANIGRAMMES DES PROGRAMMES ST7 Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 39

4. Interface LabView FIGURE 43 INTERFACE LABVIEW Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 40

FIGURE 44 EXTRAIT DU «CODE» LABVIEW Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 41

4. Comptes rendus de réunions LANCEMENT (15/05) Fait : Début de listage des taches Compréhension du projet À Faire : Demander au prof si le sans-fil est possible Définir les différences entre alimentation 5 et 3 V Ramener du café LISTAGE DES TACHES (16/05) Fait : Listage des taches plus exhaustif Début de rédaction du cahier des charges À faire : Cahier des charges Affectation d'heure pour chaque tache Commencer à organiser les taches Faire des recherches sur les drivers Faire des recherches sur les émetteurs/récepteurs Faire des recherches sur l acquisition USB ASSIGNATION ET CALCUL DES TEMPS DE CHAQUE PARTIE (17/05) Fait : Assignation de toutes les taches Discussions sur l'achat des composants À Faire : Diagramme de Gantt Première commande REVUE DE PROJET (21/05) Fait : Présentation de notre vision du projet Présentation de notre avancement Remarque : Nous avons compris le projet Nous n'avions pas compris ce qu'il était attendu de nous pour cette présentation. À faire : Chiffrer les objectifs (précision, fonction, etc.) Faire l'analyse fréquentielle Refaire le graph REUNION POST-IT (28/06) But : Faire le point sur l'avancement de chacun Fait : Chacun a expliqué sa partie Le diagramme de Gantt a été montré à tous Les post-it ont été déplacé De nouvelles taches ont étaient données à tous À faire : Répartir les tests Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 42

AVANCEMENT DU PROJET (03/06) But : Faire le point sur notre avancement avec les professeurs Fait : Présentation du schéma synaptique et détail de certaines parties À faire : Lisser le signal Utiliser du 12bits pour la clock Mettre des capas dans le circuit AOP REUNION POST-IT 2 (10/06) But : Faire le point sur notre avancement avec le groupe. Assigner les nouvelles tâches Fait : Mise au point et partage de l avancement de chacun Répartition des tâches À faire : Finir le programme ST7 Finir le DXP Commencer l'intégration des différentes parties Ajouter les boutons Ajouter une prise Jack REUNION INTEGRATION (17/06) But : Faire un point sur l intégration des parties Fait : Répartition des tâches À Faire : Régler les problèmes d interruptions Régler les problèmes de fréquence Continuer l intégration REUNION ORAL (25/06) But : Préparer l oral Fait : Liste des points à dire Slides À faire : Entrainement Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 43

Table des figures Figure 1 Diagramme «bête à corne»... 5 Figure 2 Diagramme Pieuvre... 6 Figure 3 Diagramme temps/temps... 8 Figure 4 Mur de progression... 9 Figure 5 Schéma synaptique... 11 Figure 6 Profil de réception de bonne qualité (mesure correcte garantie) sur le plan de 1m² situé à 50cm des récepteurs... 12 Figure 7 Profil de réception de bonne qualité (mesure correcte garantie) sur le plan de 1m² situé 150cm des récepteurs... 13 Figure 8 Différence d'ouverture en fonction de la distance pour un même déplacement... 14 Figure 9 Précision du positionnement en fonction de l écartement des récepteurs.. 14 Figure 10 Schéma du montage de test... 15 Figure 11 Photo du montage... 15 Figure 12 Signal aux bornes du récepteur (20-50-150 cm)... 15 Figure 13 VPP = 8.8V (prend en compte le déchet d un oscillateur NE555), VDC = 0V... 16 Figure 14 Code MATLAB pour l'analyse fréquentielle de l'échantillon observé à l'oscillateur... 16 Figure 15 Spectre du signal reçu entre 10kHz et la fréquence d'échantillonnage... 17 Figure 16 Montage réalisé... 18 Figure 17 Signal généré par l oscillateur NE555 (avec environ un rapport cyclique de 50%)... 18 Figure 18 Signal donné à l émetteur (jaune) comparé à la pulse envoyée (vert)... 18 Figure 19 Signal reçu après envoie des pulses... 19 Figure 20 Montage multiplicateur... 20 Figure 21 Signal transmis à l'émetteur en HF (en continu)... 20 Figure 22 Signal transmis à l'émetteur en BF (impulsions)... 21 Figure 23 Montage réalisé... 21 Figure 24 Signal reçu après l amplification et la détection d enveloppe... 22 Figure 25 Mesure réalisée à 1m50, récepteur et émetteur orientés vers le plafond... 22 Figure 26 Zoom sur la réception, à 1m40, émetteur/récepteur horizontaux,... 23 Figure 27 Signal à une distance de 40cm environ (pulse en vert, sortie du montage en jaune)... 23 Figure 28 Signal en sortie de détecteur d'enveloppe lorsque capteurs et récepteurs ne sont plus en vis à vis... 24 Figure 29 Signal en sortie de détecteur d'enveloppe a longue portée... 24 Figure 30 Montage de la liaison entre les microcontrôleurs et le FTDI... 25 Figure 31 Algorithme suivi pour mesurer et envoyer les données... 26 Figure 32 Liaison SPI (maître et esclave) (Wikipédia)... 26 Figure 33 Mesure de 6 octets (SCLK en vert, MOSI en jaune)... 27 Figure 34 Structure de la trame envoyée par le Master... 28 Figure 35 Polynôme du 3 ième degrés de correction d erreur... 30 Figure 36 Position analytique des points... 31 Figure 37 Mise en plan pour usinage de la face avant et connectique du boîtier... 32 Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 44

Figure 38 Fabrication du boîtier... 32 Figure 39 Coût de fourniture de nos composants pour construire un prototype... 33 Figure 40 WBS... 36 Figure 41 Diagramme de Gantt... 37 Figure 42 Organigrammes des programmes ST7... 39 Figure 43 Interface LabView... 40 Figure 44 Extrait du «code» LabView... 41 Print ISEN, Projet de Découverte Majeure DTA 45