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

2.CYCLE EN V

7

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

5.Fonctionnement des servomoteurs

10

G5C

II - Organisation du travail

11

G5C

III - PROGRAMMATION DU ROBOT

1. Logiciel Quartus II

1. Le FPGA

1. Exemples de pins utilisés

1. Structure principale

12

G5C

1.Logiciel Quartus

Zone de

progammation

Zone

d’information

Interface avec

le monde

extérieur

13

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

. Interrupteurs . Afficheur 7 segments

15

3.Exemples de pins utilisés

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

22

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

25

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

27

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

28

5.Trigger de Schmidt

G5C

29

6.Montage de l’infrarouge à la réception

G5C

30

7.Montage du sonore à la réception

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

31

G5C

Le robot est capable de :

- Avancer tout seul en formant un carré

- Recevoir et envoyer un signal infrarouge

- Recevoir un signal sonore

32

Résultats obtenus

G5C

1. Démonstration

2. Compétences acquises

33

CONCLUSION & BILAN

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

35

CONCLUSION & BILAN