CAPTEURS INTELLIGENTS ET CHAINE D¿ACQUISITION:
1. PRINCIPES FONDAMENTAUX : définitions et caractéristiques générales, Chaîne de mesure , Définition d¿un capteur, Type de capteur, Transformation de la grandeur physique, Grandeurs d¿influence, Capteurs intégrés, Capteurs intelligents (« smart devices »)
2. CARACTÉRISTIQUES MÉTROLOGIQUES : étalonnage du capteur, limites d¿utilisation du capteur, sensibilité, linéarité, fidélité – justesse ¿ précision, rapidité, discrétion ou finesse¿
3. PRINCIPES DE DÉTECTION UTILISES DANS LES CAPTEURS : capteurs analogiques, capteurs digitaux¿
4 CARACTÉRISTIQUES 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. SYSTÈMES AUTOMATISES
7. APPLICATIONS : capteurs optiques, capteurs de gaz
MICROCONTROLEURS ET OPEN SOURCE HARDWARE:
I ¿ LES MICROCONTROLEURS ET LEURS ARCHITECTURES
II ¿ LA PLATEFORME OPEN-SOURCE ARDUINO®: Qu¿est-ce qu¿un Arduino ?, La plateforme de développement IDE, Quels sont les composants adressables: actionneurs et capteurs
III ¿ MISE EN ŒUVRE DES ARDUINO: les entrées/sorties digitales, les entrées/sorties analogiques, applications digital & analogique, faire de l¿analogique avec du digital, déparasitage ou debouncing, les interruptions (matérielles et logicielles), liaisons séries: asynchrone (RS232) & synchrone (I2C, SPI, one wire), créer une librairie, les shields & leur création
IV ¿ COMMUNICATION DE L¿ARDUINO AVEC D¿AUTRES PLATEFORMES: processing => java, android, python, flash, mxp, puredata et l¿internet des objets iot
V ¿ Propriété intellectuelle dans l¿open source hardware
10. RÉALISATION D¿UN CIRCUIT ÉLECTRONIQUE
Création de circuits électroniques avec KiCAD (schématique, routage, tirage de PCB).
11.STAGE NANO-CAPTEURS :
Réalisation de nano-capteurs de gaz en salle blanche.
Caractérisation des nano-capteurs.
Objectifs
A la fin de ce module, l'étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts) :
CAPTEURS INTELLIGENTS ET CHAINE D'ACQUISITION:
- Les éléments permettant la conception et l'utilisation d'un « smart device » 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 et d'un « smart device ».
MICROCONTROLEURS ET OPEN SOURCE HARDWARE :
Maîtriser les éléments nécessaires des microcontrôleurs pour concevoir et réaliser des applications concrètes en Open Source Hardware,
CONCEPTION D¿UN CIRCUIT EN ELECTRONIQUE ANALOGIQUE :
Il sera capable de concevoir et simuler un étage d¿amplification dédié à la mesure du capteur réalisé
CONCEPTION D'UNE CARTE ELECTRONIQUE DU CAPTEUR:
Il sera capable de concevoir et réaliser une carte électronique contenant le capteur, son électronique de conditionnement et les éléments de communications nécessaire pour envoyer les données sur un réseau bas débit de type LoRa.
NANO-CAPTEURS :
- la démarche qui consiste à réaliser des dispositifs de nano- et micro-électronique par des méthodes à bas coût intégrant des nano-objets préparés en solution;
- le fonctionnement d'un nano-capteur.
L'étudiant devra avoir compris et pourra expliquer :
- les concepts et les pratiques expérimentales visant à synthèse de nano-objets en phase liquide ; la stabilisation de solutions colloïdales ;
- les concepts et les pratiques expérimentales de dépôts de ces nano-objets sous forme de réseaux 2D et 3D ;
- les principes physiques des capteurs à base de nanoparticules (capteurs de gaz, de contrainte...)
L'étudiant devra être capable de :
- produire expérimentalement un capteur à base de nanoparticules qu'il aura synthétisé et assemblé entre deux électrodes ;
- mesurer les propriétés du capteur et décrire son fonctionnement ;
- discuter les résultats expérimentaux et proposer des améliorations.
Pré-requis
Physique et électronique générale. Programmation C et C++
Évaluation
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…
