[APP] Presentation finale - Electronique
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G5C
APP ELECTRONIQUE
G5C
Alexandre
Morand
Pierre
Tambouran
Antoine
Rakotozafy
Thomas
Poleya
Benoit
Dufour
Billal
Mazouni
Zhengshuai
Peng
PRESENTATION FINALE
1
G5C
SOMMAIREIntroduction
I. Présentation du projet
II. Organisation du travail
III.Programmation du robot
IV.Transmission du signal
V.Traitement du signal
VI.Intégration des modules et du code
Bilan
2
G5C
Nos objectifs :
Apprendre à travailler en équipe
sur un projet
“Apprendre à apprendre”
Acquérir des compétences théoriques
et techniques
INTRODUCTION
Programmer un robot à partir d’un
cahier des charges
3
G5C
Cahier des charges :
Démarrage activé par un sifflement
Déplacement en spirale carrée
Émission, réception et analyse de signaux
infrarouges
Cahier des
charges
INTRODUCTION
Rituel de réussite après bonne réception
du signal
4
G5C
I - Présentation du projet
1. Synoptique de la carte électronique
1. Cycle en V
1. Sous-tâches du système
1. Sous-ensembles fonctionnels
1. Fonctionnement des servomoteurs
5
G5C1.SYNOPTIQUE DE LA CARTE ELECTRONIQUE
Carte ALTERA DE0 - Cyclone III EP3C16F484C6
Circuit Logique
Programmable
Bouton Power
Alim USB VGA PS2
Mini-Alimentation
SD Port
Afficheur 7 segments
Bouton RUN/PROG
10 LEDS
Oscillateur 50Hz
RS-232 Transceiver
Flash 4 M-bytes
SDRAM 8 M-bytes
Interrupteurs Boutons 6
G5C
● Autonomie
● Mise en marche grâce à un signal sonore
● Déplacement en spirale carrée
● Émission/réception et analyse de signaux infrarouges
● Affichage de messages
● Effectuer rituel de réussite
3.Sous-tâches du système
8
G5C
Robot-Chariot
10 LEDS
InfraRouge &
Sonore2 ROUES
4 Afficheurs 7
segments
B
CA
D
4.Sous-ensembles fonctionnels
9
G5C
III - PROGRAMMATION DU ROBOT
1. Logiciel Quartus II
1. Le FPGA
1. Exemples de pins utilisés
1. Structure principale
12
G5C
Cyclone III EP3C16F484C6
“Field-Progammable Gate Array” (Réseau de portes programmables)
Le langage VHDL (VHSIC Hardware Description Language)
est utilisé pour programmer le FPGA.
2.Le FPGA
14
G5C
Déclaration des entrées, sorties…
Architecture du programme
Déclaration de l’horloge
Initialisation et variation des
différentes variables
Lancement de l’horloge
Différentes boucles “if”
donnant les instructions
Arrêt de l’horloge
Fin de l’architecture
16
4.Structure principale
G5C
IV- Transmission du signal
1. Définitions
1. Infrarouge
1. Sonore
Émission Réception
Transmission du signal
17
G5C
Un ensemble de techniques permettant de creer, d'analyser, de
transformer les signaux en vue de leur exploitation
Un signal est :
Une représentation physique d'une information à transmettre
Le transmission du signal
est :
Une extraction du maximum d'information utile d'un signal
perturbe par le bruit
18
1.Définitions
G5C
Méthode:
- coder l’envoi d’un signal carré via
infrarouge
- émettre une fréquence avec la LED
(code VHDL)
- observer signal reçu au niveau
du récepteur (signal carré)
Test de fonctionnement
19
2.Infrarouge
G5C
MicroElectret à 2 broches
. R1: polarise le microphone
. C1: bloque la tension continue issue de
R1
> signal audio (alternatif)
20
3.Sonore
G5C
V- Traitement du signal
1. Étude et choix du filtres
2. Simulation du filtre pour l’infrarouge et le sonore
3. Premier filtre
4. Amplificateur non-inverseur
5. Trigger de Schmidt
6. Montage de l’infrarouge à la réception
7.Montage du micro à la réception
21
G5C
- Mise au point théorique sur les différents types de filtres
- Compréhension des attentes du Cahier des charges
- Conception d’une chaîne transmission et de traitement du signal pour
l’infrarouge
- Conception d’une chaîne de réception et de traitement du signal pour le
sonore
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Objectifs
G5C
- Un filtre est un circuit électronique qui réalise une opération de
traitement du signal
- Il existe deux types de filtres :
Filtre Actif
Filtre Passif
- Les filtres sont des outils de bases dans le traitement du signal qui
servent à extraire les signaux et à en rejeter d’autres en fonction des
fréquences
23
1.Etude et choix du filtre
G5C
Filtre actif passe-bande à bande étroite monté en structure de RAUCH.
Fonction de transfert
avec C1=C2=C.
Valeurs
C = 4,7 nF f0 = 1710Hz
R1 = R2 = 56 kΩ Q = 3.77
R3 = 9,2 kΩBut
Isoler une fréquence précise pour
que le signal soit exploitable. 24
1.Etude et choix du filtre
G5C
Simulation du filtre sous le logiciel ADS Diagramme de Bode
fréquence centrale f0
m3-m2 = bande de fréquence petite
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2.Simulation du filtre pour l’infrarouge et le sonore
G5C
Simulation du filtre sous le logiciel ADS Diagramme de Bode
26
fréquence centrale f0
m3-m2 = bande de
fréquence petite
(non fonctionnel en pratique)
3.Premier filtre testé
G5C
*
Infrarouge Sonore
R1 220 kΩ 1 kΩ
R2 910 Ω 1 Ω
Gain 243 1001
Fonction de transfert
Rapport Sonore
Montage identique pour l’infrarouge et le
sonore
Valeurs des résistances différentes
Gain souhaité différent
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4.Amplificateur non-inverseur
G5C
o But : “Convertir” le signal analogique entrant en signal
numérique composé de 0 et de 1.
G5 = 680 nF
G4 = 1200 Ω
G6 = 660 Ω
Seuil haut
Seuil bas
Signal noire = signal analogique
Signal rouge = signal numérique
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5.Trigger de Schmidt
G5C
VI. Intégration des modules et des codes
Soudure des blocs électronique sur la carte
Test d’intégration de ces blocs électroniques
Mise en place de la modulation/démodulation via le code VHDL
Test de transmission d’ordre pour l’infrarouge et le sonore
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G5C
Le robot est capable de :
- Avancer tout seul en formant un carré
- Recevoir et envoyer un signal infrarouge
- Recevoir un signal sonore
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Résultats obtenus
G5C
Démonstration(cliquer sur l’image)
34
CONCLUSION & BILAN
G5C
Sur le plan personnel, cet APP nous a permis de :
- Mieux gérer notre temps
- Apprendre à travailler en groupe
- Apprendre à se gérer soi-même au sein d’un groupe
- Être à l’écoute d’avis différents du sien
- Approfondir nos connaissances théoriques
- Approfondir nos connaissances techniques
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CONCLUSION & BILAN