Projets Génie Electrique 2004

P03B8

Centrale de mesure reconfigurable et autonome

Etudiants : Mohamed Gribi
Tuteur Technique : Michel James et Jacques Laffont
Tuteur Industriel : Gérard Chazelle



Le but des projets B7 et B8 est de réaliser un système sur lequel on pourra connecter n'importe quels capteurs de mesure (actif et passif), d'afficher et de traiter les mesures correspondantes. Le système doit être portable et autonome de manière à ce qu'on puisse effectuer des mesures à l'extérieur. Le système pourra accepter des capteurs de type actif ou passif, délivrant des grandeurs analogiques ou numériques, délivrant une tension, un courant, une variation résistive, etc. Le système bénéficiera donc de connecteurs permettant l'adaptabilité de l'ensemble des capteurs, donc tous les capteurs utilisables pourront s'enficher dans ce connecteur. Les mesures pourront être de type ponctuelles ou série de mesures. Ces mesures pourront être visualisées sur un afficheur LCD, on pourra également y afficher l'heure, la date, le type de capteur utilisé, etc. Le système sera capable d'effectuer deux mesures en parallèle, température et humidité par exemple. On pourra mémoriser les mesures, la traçabilité ainsi que les paramètres des capteurs. Les mesures pourront être traitées sur le PC avec le logiciel LABVIEW, qui permet entre autre d'effectuer des calculs statistiques (moyennes, écart type, variance...). On trouvera entre autre sur le système un clavier numérique qui permettra de gérer la centrale de mesure.

Solutions technologiques choisies:

La centrale de mesure doit être autonome, par conséquent, elle doit être la moins encombrante possible, légère et doit avoir une faible consommation électrique. C'est pourquoi l'élément principal de la centrale de mesure est un système programmable sur puce (microcontrôleur) Cypress. Le microcontrôleur Psoc possède un processeur, de la mémoire, des timers, des compteurs, des amplificateurs... Ce choix de composant est très judicieux car la centrale doit accepter un panel large de capteurs, donc elle nécessitera plusieurs conditionneurs. Or ces conditionneurs seront réalisés en interne dans le microcontrôleur Psoc, ce qui nous permettra d'économiser de la place, des composants et d'éviter les erreurs de précision dues à l'imprécision des composants. Un autre gros avantage d'utiliser ce microcontrôleur est qu'il est reconfigurable en dynamique. Cependant, la mémoire de ce microcontrôleur est limitée c'est pourquoi nous avons associé au microcontrôleur une mémoire non volatile externe à accès rapide permettant de mémoriser les mesures et les paramètres des capteurs. Les mémoires choisies sont des FRAM à liaison série dans le but "d'économiser" les ports d'E/S du microcontrôleur. Dans le but d'avoir une traçabilité des mesures, mais également d'afficher l'heure et la date, on a choisi une horloge temps réel dont la référence est PCF 8583 de Philips et dont la liaison est de type série. La gestion de la centrale se fera grâce à un clavier numérique 16 touches et un menu défilant sur un écran LCD de 4 lignes de 16 caractères. Enfin dans le but de rendre la centrale portable et autonome, il faudra choisir une batterie ayant une autonomie d'environ 24H.

Etat d'avancement:

Actuellement, nous avons programmé l'écriture sur l'écran LCD, la gestion du clavier, l'écriture et la lecture de la mémoire FRAM, l'horloge temps réel, l'écriture de programmes permettant l'acquisition de grandeurs physiques tel que tension, fréquence, résistance, courant...

Mots clefs:

Système sur puce programmable, autonome, reconfigurable, capteurs de mesure, langage C, langage assembleur, Cypress, Lab View.