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Capteurs, Microcontroleur et open source hardware

Présentation

CAPTEURS ET CHAINE D’ACQUISITION:

1. PRINCIPES FONDAMENTAUX : définitions et caractéristiques générales, chaîne de mesure, définition d’un capteur, type de capteurs, transformation de la grandeur physique, grandeurs d’influence, capteurs intégrés, capteurs intelligents (« smart devices »)

2. CARACTERISTIQUES METROLOGIQUES : étalonnage du capteur, limites d’utilisation du capteur, sensibilité, linéarité, fidélité - justesse – précision, rapidité, discrétion ou finesse…

3. PRINCIPES DE DETECTION UTILISES DANS LES CAPTEURS : capteurs analogiques, capteurs digitaux…

4 CARACTERISTIQUES GENERALES DES CONDITIONNEURS DE CAPTEURS: principaux types de conditionneurs pour capteurs passifs, qualité d’un conditionneur, montage potentiométrique, les ponts,

5. CONDITIONNEURS DU SIGNAL : Adaptation de la source du signal à la chaîne de mesure, linéarisation, amplification du signal et réduction de la tension de mode commun

6. SYSTEMES AUTOMATISES

7. APPLICATIONS : capteurs optiques, capteurs de gaz

 Présentation de microcontrôleurs AVR, architecture interne et de leurs possibilités. Réalisation d’une plateforme Open-Source Hardware de type Arduino.

Création de circuits électroniques (schématique, routage, tirage de PCB).

Interfaçage des composants (afficheurs, moteurs, capteurs, bus I2C, Nunchuk, écran tactile…).

Création de bibliothèques C++, IHM, interfaçage Arduino/Processing (programmation Java) et ANDROID…

Objectifs

A la fin de ce module, l’étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts) :

 

CAPTEURS ET CHAINE D’ACQUISITION:

- Les éléments permettant la conception et l’utilisation d’un capteur et d’une chaîne de mesure

Il sera capable de manipuler :

-          les principes physiques de fonctionnement des capteurs,

-          les notions utilisées en métrologie

-          les procédures de mises en œuvre,

-          les montages électriques dits « conditionneurs »

-           la conception d’une chaîne de mesure

 

MICROCONTROLEURS ET OPEN SOURCE HARDWARE :

les éléments nécessaires à la conception et la réalisation d'applications concrètes en Open Source Hardware,

 

L'étudiant devra avoir compris et pourra expliquer :

- l’architecture et le fonctionnement des microcontrôleurs AVR d’ATMEL,

- la programmation dans le langage des Arduino et leur environnement de développement IDE,

- la création de ses propres bibliothèques et programmes,

- la création de ses propres interfaces homme/machine: en Arduino/Processing, Android et python,

- la réalisation de ses propres cartes électroniques (Eagle+PCB...),

- l’interfaçage de ses cartes avec des dispositifs les plus divers (afficheurs, moteurs, capteurs, Nunchuk, écrans tactiles, bus I2C, wifi, bluetooth LE…),

- la propriété intellectuelle dans l’open source hardware

Pré-requis

Connaissance d'un langage type Fortran, C ou mieux C++

Connaissance de l'algorithmie

Evaluation

L'évaluation des acquis d'apprentissage est réalisée en continu tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs...

Bibliographie

- Sites WEB dédiés aux cours et travaux de cet enseignement.

 

Les capteurs en instrumentation industrielle - 7ème édition , de Georges Asch, DUNOD.