PSE SE3 2023/2024

Objectif

Pour l'année académique 2023/2024 il est toujours demandé de réaliser un système embarqué.

Microcontrôleur

Pour éviter les problème avec les conversions analogique vers numérique vous utiliserez un ATmega16u4 ou un ATmega32u4. La programmation peut ainsi se faire très simplement par DFU/USB.

Energie

Vos cartes doivent pouvoir être alimentées de façon hybride :

• par un port USB, méthode utilisée pour la programmation et les tests ;
• par une batterie Lithium, en mode autonome.

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  Puce de contrôle de charge

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  Batteries 100mAh et 300mAh, connecteur molex mâle

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  Batterie 100mAh 15x20x5mm

Il est conseillé de séparer au maximum les deux alimentations, voir la seconde version de la carte de test de chargement de batterie.

Fonctionnalités

Vos cartes doivent toutes comporter des LED commandées par le microcontrôleur. Les autres fonctionnalités peuvent être choisies dans la liste suivante (non exhaustive). Les fonctionnalités doivent être validées par un intervenant.

• Vous pouvez partir sur le projet voiture de l'an passé en simplifiant l'aspect mécanique : deux moteurs pour les deux roues motrices, des roues directement enfilées sur les méplats des moteurs continus ou sur des engrenages montés en force sur l'axe des moteurs pas à pas. Le comportement de la voiture est téléchargé par une liaison USB/série et permet de spécifier une suite de commandes sur les deux moteurs et les lampes de la voiture.

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  Chassis vu de dessus

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  Chassis vu de coté

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  Micro-moteur pas à pas propulsion

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  Mini-moteur continu avec réducteur

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  Pilote pour le mini-moteur continu (TB6612FNG)

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  Puce de détection d'obstacle (OPB733)

• Vous pouvez partir sur un objet autonome communicant de type capteur, par exemple un capteur de température ou un micro espion. Le coté autonome est donné par la batterie, le coté communicant est à travailler à partir de la puce NRF24L01. Cette puce est une puce radio générale. Vous pouvez la tester à partir de la carte de test présenté dans la suite de ce sujet. Pour la réception des données de votre objet plusieurs alternatives sont possibles : mettre rapidement au point un récepteur à base de module basé sur un NRF24L01 et un Arduino ou vous entendre avec un autre binôme dont l'objet est soit :
  • une centrale d'affichage des données des objets communicants sur des afficheurs 7 segments, un écran LCD alphanumérique ou un écran LCD graphique ;
  •  un périphérique USB de type carte son permettant de récupérer le flux du micro espion, dans ce dernier cas attention à bien sélectionner un microcontrôleur adapté.

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  Module de communication 2,4Ghz

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  Puce de communication (soudure complexe)

• Vous pouvez tenter un objet autonome communicant de type actionneur, par exemple un haut-parleur diffusant les sons envoyés par un module radio. Là encore les sons peuvent être envoyés par un prototype à base d'Arduino ou par la carte d'un autre binôme réalisant un périphérique USB de type audio. Dans ce dernier cas attention à bien sélectionner un microcontrôleur adapté.

• Enfin si vous ne vous sentez pas trop sûr de vous il reste toujours la possibilité de l'objet complétement autonome comportant des capteurs et des actionneurs et réagissant en fonction de son environnement. Un exemple est un détecteur de mouvement à base de capteur PIR (Passive Infra-Red) donnant lieu à une séquence animée à base de LED ou à une séquence sonore.

Cartes de test

Cette année, plutôt que vous proposer des schémas complets de voitures, il a été décidé de vous proposer des cartes démontrant, chacune, une fonctionnalité éventuellement intégrable dans votre voiture.

Test du chargeur

Les schéma et routage de la carte. Avec une erreur de base, le microcontrôleur est un ATmega32u2, c'est à dire un AVR sans ADC donc récupérer la tension de la batterie sera en tout ou rien. Un autre problème de conception est la trop faible charge de la LED qui peine à décharger la batterie.

Projet KiCAD : Fichier:2023-ChargeurLiPo-KiCAD.zip

Vous trouvez ici deux photos de la carte soudée.

Vous avez aussi un programme LUFA basé sur la démonstration VirtualSerial pour contrôler la carte, en particulier lancer la charge de la batterie et voir si sa tension se traduit par un état haut ou bas. Tapez n'importe quoi avec un retour chariot dans un terminal série pour voir la liste des commandes possibles.

Programme : Média:2023-ChargeurLiPo-VirtualSerial.zip.

Les tests de la première version de la carte n'ont pas été super-concluant. Il faut dire qu'il y avait quelques erreurs de conception :

• le plus grave : le condensateur en parallèle de la batterie était noté 100nF au lieu des 2,2µF indiqué dans les documents technique, de plus le condensateur de 4,7µF demandé sur l'alimentation de la puce n'était pas implanté ;
• l'idée de commander la LED d'éclairage via le 5V du connecteur USB n'était pas très malin, cela interdisait une utilisation de la LED la carte non connectée sur une alimentation USB ;
• comme indiqué plus haut, il vaut mieux utiliser un ATmega16u4 qu'un ATmega16u2 ;
• plus généralement déconnecter au maximum la partie "utilisation" de la batterie de la partie "recharge" de la batterie réduit les problèmes potentiels.

Nouvelle version de la carte avec deux connecteurs USB : un USB A pour sa programmation et son fonctionnement USB, un USB mini pour la recharge de la batterie. Un interrupteur permet d'utiliser la LED, un autre de démarrer le microcontrôleur.

Projet KiCAD : Fichier:2023-ChargeurLiPo-KiCAD-V2.zip

Test du transmetteur radio

Contrairement au titre du projet KiCAD cette carte est un transmetteur/récepteur radio générique.

Projet KiCAD : Fichier:2023-BlueTooth-KiCAD.zip

Réalisations des binômes

Numéro	Elèves	Page
Binôme 1	Victorien DETREZ & Benjamin CART	Binôme 1 2023/2024
Binôme 2	Bilal MOUSSA & Yassine YAHIANI	Binôme 2 2023/2024
Binôme 3	Kaoutar EL BACHIRI & Maxime BARRET	Binôme 3 2023/2024
Binôme 4	Sarah DEPARIS & Agathe HOUDUSSE	Binôme 4 2023/2024
Binôme 5	Antoine LECOMTE & Rémi BOURSAULT	Binôme 5 2023/2024
Binôme 6	Lililan GREVIN & Pierre CASIMIRI	Binôme 6 2023/2024
Binôme 7	Augustin DJAJDJA-AVONYO & Kévan TOURON	Binôme 7 2023/2024
Binôme 8	Justin WACQUET & Ibrahim TEPELI	Binôme 8 2023/2024
Monôme 9	Mahmoud RABIA	Monôme 9 2023/2024
Binôme 10	Camille CARIAT & Louis BONNINGRE	Binôme 10 2023/2024

Réalisations en programmation des systèmes embarqués

Binômes

Numéro	Elèves	Page
Binôme 1	Kaoutar EL BACHIRI & Maxime BARRET	Binôme 1 2023/2024
Binôme 2	Sarah DEPARIS & Agathe HOUDUSSE	Binôme 2 2023/2024
Binôme 3	Victorien DETREZ & Benjamin CART	Binôme 3 2023/2024
Binôme 4	Bilal MOUSSA & Yassine YAHIANI	Binôme 4 2023/2024
Binôme 5	Rémi BOURSAULT & Antoine LECOMTE	Binôme 5 2023/2024
Binôme 6	Lilian GREVIN & Pierre CASIMIRI	Binôme 6 2023/2024
Binôme 7	Kévan TOURON & Augustin DJADJA-AVONYO	Binôme 7 2023/2024
Binôme 8	WACQUET Justin & TEPELI Ibrahim	Binôme 8 2023/2024
Monôme 9	Louis BONNINGRE	Monôme 9 2023/2024
Binôme 10	Camille CARIAT & RABIA Mahmoud	Binôme 10 2023/2024

Manette USB

Projet KiCAD de base pour les manettes : Fichier:2023-ManetteSE3-KiCAD.zip

Utilisez vos pages Wiki pour :

• attacher votre projet KiCAD ;
• déposer une photo de la carte soudée.

Programmateur AVR

Utilisez vos pages Wiki pour :

• attacher vos programmes C (LUFA et libusb) ;
• déposer une photo de la carte soudée ;
• déposer une très courte vidéo de la carte avec les LED clignotantes ;
• déposer une copie écran montrant l'affichage de la communication entre votre programme libusb, votre carte et le microcontrôleur AVR.