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Zhengshuai
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PRESENTATION FINALE
1
G5C
SOMMAIRE
Introduction
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
G5C
1.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 &
Sonore
2 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 créer, 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
perturbé 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 kΩ
But
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
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35
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[APP] Presentation finale - Electronique

  • 2. G5C SOMMAIRE Introduction 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
  • 3. 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
  • 4. 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
  • 5. 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
  • 6. G5C 1.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
  • 8. 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
  • 9. G5C Robot-Chariot 10 LEDS InfraRouge & Sonore 2 ROUES 4 Afficheurs 7 segments B CA D 4.Sous-ensembles fonctionnels 9
  • 11. G5C II - Organisation du travail 11
  • 12. G5C III - PROGRAMMATION DU ROBOT 1. Logiciel Quartus II 1. Le FPGA 1. Exemples de pins utilisés 1. Structure principale 12
  • 14. 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
  • 15. G5C . Interrupteurs . Afficheur 7 segments 15 3.Exemples de pins utilisés
  • 16. 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
  • 17. G5C IV- Transmission du signal 1. Définitions 1. Infrarouge 1. Sonore Émission Réception Transmission du signal 17
  • 18. G5C Un ensemble de techniques permettant de créer, 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 perturbé par le bruit 18 1.Définitions
  • 19. 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
  • 20. G5C MicroElectret à 2 broches . R1: polarise le microphone . C1: bloque la tension continue issue de R1 > signal audio (alternatif) 20 3.Sonore
  • 21. 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
  • 22. 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
  • 23. 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
  • 24. 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 kΩ But Isoler une fréquence précise pour que le signal soit exploitable. 24 1.Etude et choix du filtre
  • 25. 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
  • 26. 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
  • 27. 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
  • 28. 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
  • 30. G5C 30 7.Montage du sonore à la réception
  • 31. 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
  • 32. 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
  • 33. G5C 1. Démonstration 2. Compétences acquises 33 CONCLUSION & BILAN
  • 35. 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

Hinweis der Redaktion

  1. ATTENTION!! INFRAROUGE ET SONORE NE REPRESENTENT PAS LE MEME “MODULE”, MAIS ILS SONT “AU MEME NIVEAU”
  2. On fournit au servomoteur des impulsions de 1 suivi de 0 ; Et le servomoteur va prendre en compte la largeur temporelle de cette impulsion, qu'il va convertir proportionnellement (ou presque) en un angle. On parle de Signal-code modulated signal (Signal modulé en code d'impulsion ) où seule l'impulsion compte, pas la fréquence (en théorie). Environ 20 ms de période pour le servomoteur du Kit.
  3. Jammel : nom du projet ;work1 : nom de l’architecture;clk : nom de l’horloge;son : nom du pin du micro; f : fréquence des impulsions des moteurs; d : variable liée à f séparant les différentes étapes de déplacements(avance, tourne); i : fréquence d’émission de l’infrarouge
  4. Peng
  5. Peng
  6. Peng
  7. Peng:
  8. Un ensemble de techniques permettant de créer, d'analyser, de transformer les signaux en vue de leur exploitation