CR Sylvain Nawrot.pdf



Nom original: CR Sylvain Nawrot.pdf
Titre: PROJET CARTE RFID
Auteur: Sylvain Nawrot

Ce document au format PDF 1.7 a été généré par Microsoft® PowerPoint® pour Office 365, et a été envoyé sur rapport-pdf.fr le 02/03/2020 à 20:58, depuis l'adresse IP 86.254.x.x. La présente page de téléchargement du fichier a été vue 119 fois.
Taille du document: 1.4 Mo (17 pages).
Confidentialité: fichier public


Aperçu du document


PROJET CARTE
ULTRASONORE
Sylvain Nawrot
TP1

1

SOMMAIRE :
1 - Introduction

2 - Présentation fonctionnelle

3 - Schéma structurel

4 - Analyses expérimentales

5 - Problèmes rencontrés et remèdes

6 - Conclusion générale

7 - Annexes

2

Introduction
L’objectif à atteindre durant ce projet était de concevoir une carte
électronique qui à pour but de détecter par détection ultrasonore, un
obstacle le signaler par une Led et de retourner un signal en 5V.

Ainsi différentes étapes de réalisation se sont imposées :
1 - Saisie de schéma ( Eeschéma)
A travers cette étape nous avons créé le schéma électrique de notre
carte, donc identifier et intégrer les composants et assigner les empreintes
à ces derniers. Afin de généré la netliste pour la prochaine phase.
2 – Edition du circuit imprimé (PCBnew)
Après avoir généré cette netlist nous l’ouvrons sur PCBnew afin
d’effectuer notre routage et de vérifier aussi les empreintes.
3 – Réalisation des perçages et soudures
Suite à notre routage et à la vérification de notre routage et schéma,
nous l’avons envoyé afin de l’imprimer.
Maintenant une phase importante qui est de premièrement effectuer le
perçage des vias et empreintes. Puis de souder nos composants en
commencent par les plus compliqués a soudé, jusqu’à arrivé au derniers
composants qui sont simples a soudé.
4 – Test de la carte
Nous devions tester chaque composants pour vérifier le bon
fonctionnement de la carte et ainsi réaliser les bonnes opérations et
observer les bon signaux.
Dans ce compte rendu nous verrons donc le fonctionnement, le
déroulement de ce projet avec les différents tests, et aussi les problèmes
survenu, enfin la conclusion suite au travail sur ce projet.

3

Présentation fonctionnelle
Pourquoi les ultrasons pour la détection ?
-

La détection peut s’effectuer sur différents
matériaux, la couleur ne l’influence pas. Et la surface
et la taille de l’obstacle ne pose pas de problèmes .

-

Détection même si l’air est poussiéreux ou fortement
éclairé.

-

Une portée allant de quelques mm à plus de 5
mètres.

-

Inaudible pour nous car la fréquence et trop élevée.

On à donc ici une détection qui nous serait utile pour être
équipée sur une voiture télécommandé par exemple.

Fonctionnement :

4

La détection se fait en mesurant le temps de retour d’une onde
sonore haute fréquence émise par un émetteur. La vitesse du son
étant à peu près
stable, on en déduit la distance à l’obstacle. Le récepteur capte le
son reflété par les obstacles. Et de ce fait en déduit la présence
d’un obstacle

Schéma synoptique :
Oscillateur 40kHz

Détecteur
d’enveloppe

Amplification

Comparateur

Signalisation

Convertisseur

Sortie 5V

Emetteur

Obstacle

Oscillateur 1 Hz

Récepteur

L’émission :
Afin de généré un signal de 40kHz ,pour que notre émetteur envoie
ce signal, on utilise un TIMER, NE555. Comme nous le verrons par la
suite le signal reçu est très atténué donc on se base sur une
alimentation de 12V pour avoir un signal lisible

La réception :
Le signal, capté par notre récepteur, sera donc faible et on
l’amplifiera à l’aide d’un TL082, puis afin de détecter le changement
on utilisera le comparateur du même TL082. La détection sera
signalé par une Led et un signal de 5v sera retourné

5

Schéma structurel
2

1

3

8
3

4

5

6

1

Oscillateur 1Hz

2

Oscillateur 40 kHz

3

Emetteur / Récepteur

4

Amplificateur

5

Détecteur d’enveloppe

6

Comparateur

7

Signalisation

8

7

Convertisseur / Sortie 5v

6

1

Oscillateur 1Hz
Il va générer un signal de fréquence 1Hz qui nous permettra
de moduler le signal 40kHz.

2

Oscillateur 40 kHz
Il va générer le signal de fréquence de 40kHz, qui sera émis
par notre émetteur.

3

Emetteur / Récepteur
Il vont tout simplement nous servir dans la phase d’émission
et de réception.

4

Amplificateur
Cette fonction nous permet d’amplifier le signal d’environ 1V
reflété par l’obstacle.

5

Détecteur d’enveloppe
Le détecteur d’enveloppe à l’aide de la décharge de la
capacité vas modifier le signal sinusoïdale en un signal
continue.

6

Comparateur
Le comparateur vas donc nous permettre, à partir d’un seuil
définie par une résistance variable de détecter l’amplification
du signal continue lorsque que l’on reçoit un signal reflété par
un obstacle.

7

Signalisation
La signalisation, à l’aide d’une led vas permettre à l’utilisateur
d’être informé de la détection d’un obstacle.

8

Convertisseur / Sortie 5v
Convertie le signal en 5V et le retourne.

7

Analyses expérimentales
Etude statique
On test en premier lieux l’émission CW (Continuous Wave)
1) Test du signal généré par IC1
On souhaite observer le signal généré par IC1 afin de régler sa fréquence à
l’aide de la résistance variable PF1 et vérifier sa forme.

Channel 1

Channel 1

On observe bien un signal de
40 kHz en sortie de l’oscillateur
IC1, d’amplitude 12V, forme
carré et enfin de période 25μs.

8

2) Test du signal généré aux bornes de notre émetteur
Il est nécessaire de vérifier que notre émetteur émet bien le
signal souhaité. On cherche donc à observer le signal différentiel
de ses bornes

Channel 2

Channel 1

On observe bien un signal, à l’aide de la fonction maths de
l’oscillo de 40,65 kHz aux bornes de l’émetteur, d’amplitude 10 12V, forme carré et enfin de période 24,6μs.

9

3) Test du signal reflété aux bornes du récepteur

Channel 1
Channel 2

On observe de ce fait le signal reçu, à l’aide de la fonction
maths de l’oscillo, le signal violet sur l’oscillo avec l’offset de
6V, qui correspond donc bien à notre signal. Avec une
10
amplitude 1 V et de fréquence 40,32Khz

4) Test du signal amplifié
On souhaite amplifier notre signal reçu, donc on vérifie aux borne
de notre composant A1 si le signal est bien amplifié.

Channel 1

Après ajustement de PG pour avoir le meilleur signal amplifié possible, sans
saturation, on obtient un signal sinusoïdale d’amplitude 9,53V et fréquence
40,32kHz et période 24,80 μs

11

5) Test du comparateur
Afin de détecter le changement du signal reçu nous utilisons un
comparateur et pour un bon fonctionnement il faut donc régler
PS qui modifie notre seuil

Channel 2
Channel 1

Voici les signaux une fois PS réglé maintenant quand un obstacle va
réfléchir le signal émis, il vas être reçu amplifié, changer en continue
et ainsi vas dépasser la tension de seuil afin d’allumer la led

12

6) Test de la signalisation
Une fois toutes les étapes validées on vérifie que la led signal bien la
détection de l’obstacle

La led s’allume bel et bien en la présence d’un obstacle notre détection
fonctionne

13

6) Test de la conversion du signal
Enfin, on mesure à la sortie Out le signal convertie de notre détection

Channel 1

Nous avons une tension de 10V pour l’adaptation de tension.
Et les deux 2V manquant ce retrouve dans la led.

14

Problèmes rencontrés et remèdes

J’ai tout d’abord eu un problème lié aux empreintes assignés
lors de cette étape. J’ai choisis une empreinte avec 16 pin au
lieu de 14.
Pour résoudre ce problème j’ai donc effectuer le changement
sur Kicad et ensuite refait mes pistes aux mieux que je pouvais
J’ai ensuite eu un problème lors du test pour le signal généré
par IC1 de 40kHz qui générait un signal bien plus élevé 300kHz
environ.
Afin de résoudre celui-ci j’ai tester tout les composants reliés à
ce dernier et les liaisons électriques. J’ai trouvé une soudure
manquante et un mauvais contact et j’ai pu résoudre le
problème.
Enfin mon plus gros soucis et de générer le 1Hz de IC2. je n’ai
pas réussis à élevé la fréquence au dessus de 450 mHz.
Afin de résoudre ce derniers j’ai bien vérifier liaisons, valeurs
des composants, mauvais contact possible. Mais je suis bloqué
et je n’ais pas trouvé encore la source de ce derniers.

15

Conclusion générale

En conclusion, j’ai apprécié d’apprendre ces bases en
électronique, qui sont pour moi nouvelles, et un peu
difficile. Mais j’ai trouvé réellement gratifiant de parvenir
à résoudre un problème, et puis de voir le
fonctionnement de cette carte. Oui, le fait de découvrir
comment par des composants électronique on est
capable de créer différentes fonctions et applications,
d’observer ces phénomènes physique à l’aide des
oscilloscopes, ce fût réellement intéressant. Certes il y
avait de la difficultés de gérer le temps, la qualité de
notre carte, et puis de trouver ses fameux problèmes qui
ont été assez présents dans ma réalisation. Mais j’ai
développé une certaine curiosité pour cette matière et
ce projet et espère faire mieux pour la suite !

16

Annexes

17




Télécharger le fichier (PDF)

CR Sylvain Nawrot.pdf (PDF, 1.4 Mo)

Télécharger
Formats alternatifs: ZIP