Réalisation Système Embarqué

[invitef65c5d2e]

Bonjour,

Je me présente : Pierre 21 Ans, élève ingénieur. Je fais parti d'une commission au sein de mon école dont le but est de fabriquer un prototype de véhicule devant consommer le moins possible de carburant.

Mon projet pour l'année scolaire à venir est de développer un système embarqué permettant de renvoyer différentes informations sur un (ou des) écran(s) LCD telles que :

- Température de l'huile moteur
- Température du carter moteur
- Régime moteur
- Vitesse de déplacement (à partir de la vitesse de rotation de la roue arrière)

Mon expérience dans le domaine des systèmes embarqués est assez mince. J'ai eu l'occasion de travailler sur un Freescale Coldfire 5213 dans le cadre d'un TP. Il s'agissait d'écrire des lignes de code pour commander des LED à partir d'informations renvoyés par un capteur de distance.

Dans l'état actuel des choses, je ne possède pas de matériel et je souhaiterais en faire l'acquisition pour l'association. Je pensais naturellement prendre le même système que j'ai utilisé en cours car nous disposons du logiciel dans l'école pour programmer (Code Warrior).

A partir des premières informations que je transmet plus haut, pensez vous que le micro-contrôleur conviendra ?

Dans un second, je souhaiterais savoir quel matériel va être nécessaire pour aller au bout de mon projet ?

Je vous remercie par avance de votre aide.

Pierre
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[invite936c567e]

Bonsoir

Un Freescale Coldfire 5213 pour ce que tu as à faire, c'est un peu le marteau-pilon pour écraser une mouche. Donc, a fortiori, il sera suffisant.

Un petit micro-contrôleur 8 bits, bas de gamme et beaucoup moins rapide, pourrait parfaitement convenir. Reste à voir tes préférences en terme de plateforme de développement pour le choix de la marque et du modèle.


( PS: c'est pour le Marathon Shell ? )

[invitef65c5d2e]

Il s'agit en effet du Shell Eco-Marathon.

En ce qui concerne la capacité de mon micro-contrôleur, je tiens à vous informer que des pistes d'évolution ont déjà été avancé telles que : transmission sans fil et capteur GPS pour avoir l'évolution du prototype en direct sur le circuit.

Pour le matériel j'ai un budget de 200€. L'idéal, pour moi et les personnes qui seront amenées à suivre le projet, serait d'avoir une carte où serait implanté directement le micro-contrôleur avec les broches prêtes à accueillir des entrées (capteurs) ou sortie (LCD).
Peut-on trouver cela directement dans le commerce ?

Cdt,

[invitefaaca50b]

pour ton projet, tu peux rajouter un zero... pour 200 roros, ca sufira a peine pour l'ide, le programmateur, la carte proto et son µC... alors pour les capteurs GPS et transmission sans fil, prevoir la rallonge...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite936c567e]

Pour environ 25€, un Arduino UNO te fournit déjà la carte avec le micro-contrôleur (ATmega328P), les pins d'entrée/sortie prêtes à l'emploi, et le système de développement. Ce n'est pas très compliqué à mettre en œuvre et à programmer, je connais des collégiens qui arrivent à faire des merveilles avec.

Un tel système peut piloter un afficheur LCD 16x2 (à 20€), faire des mesures sur des capteurs analogiques ou numériques, et communiquer avec des sous-systèmes intelligents par liaison série synchrone ou asynchrone.

Le problème dans le budget se situerait donc plutôt du côté du prix des sondes de température, du module GPS et du système de transmission radio, le tout risquant de dépasser largement les 200€ impartis.

[bobflux]

Voilà, un Arduino ou bien un kit LPCXpresso à 20€ (avec environnement Eclipse compris etc)... ou du STM32... les kits puissants et pas chers avec d'excellents outils de dév ne manquent pas !

Pour le GPS et la transmission radio, pourquoi ne pas utiliser un smartphone (qui contient tout cela) relié à ton module ?

[invitef65c5d2e]

pour ton projet, tu peux rajouter un zero... pour 200 roros, ca sufira a peine pour l'ide, le programmateur, la carte proto et son µC... alors pour les capteurs GPS et transmission sans fil, prevoir la rallonge...

Pour rappel, j'ai déjà à l'école l'environnement pour la programmation. Il faut juste une carte accueillant le uC et les capteurs.
Le GPS et la radio sont optionnels, je ne les inclus pas dans les 200€.

Voilà, un Arduino ou bien un kit LPCXpresso à 20€ (avec environnement Eclipse compris etc)... ou du STM32... les kits puissants et pas chers avec d'excellents outils de dév ne manquent pas !

Ca ressemble tout à fait à mon besoin, je viens de voir que la carte Arduino UNO coûtait environ 20€ chez RS.

Pour le GPS et la transmission radio, pourquoi ne pas utiliser un smartphone (qui contient tout cela) relié à ton module ?

En ce qui concerne le GPS et la transmission, je vois pas comment faire ça avec un smartphone.

Merci pour votre aide.

[bobflux]

En fait si tu fais un éco-marathon, j'imagine que tu vas vouloir consommer le minimum d'électricité, soit pour réduire le poids des batteries, soit pour réduire la charge de l'alternateur sur le moteur, donc chaque watt compte, donc je ne sais pas si un smartphone est une si bonne idée finalement, puisque ça consomme facilement quelques watts en mode "actif".

L'énorme avantage de l'arduino est la disponibilité de "shields" tout faits qui s'enfichent dessus.

Hop un GPS : http://www.ladyada.net/make/gpsshield/
Hop un module GPRS qui communique par tcp/ip : http://labs.arduino.cc/GPRS/Index
Hop un packet radio : http://www.adafruit.com/blog/2010/06...d-for-arduino/

Bon, tu vois l'idée... il faut vérifier que les shields sont compatibles si tu en utilises plusieurs, attention.

Tu peux aussi regarder du côté des amateurs qui font des fusées ou des ballons : dans une fusée il y a à peu près la même télémétrie que dans ton bidule, donc des gens ont déjà fait les mêmes recherches que toi...

[invite333c9ba0]

Je pense aussi qu'un arduino est un bon point de départ.

Tu auras un maximum d'information sur le net et une simplicité de programmation.

D'autant plus qu'il existe de nombreux kits qui peuvent te permettre d'avoir des capteurs qui correspondent à tes besoins ( par exemple le Starter Kit for Arduino - Flex de SparkFun ).

De plus en ce qui concerne, le module GPS il existe un adaptateur : http://www.lextronic.fr/P5910-module...r-arduino.html. Attention le module GPS n'est pas compris dans le kit.


En ce qui concerne le budget, n’hésites pas à demander des échantillons, les distributeurs en électronique seront plus enclin à te faire de la pub contre du matos que contre de l'argent.

Dernier conseil, vérifie bien que tu a suffisamment de pin d'entrés / sorties pour les capteur et pour les LCD.

Je crois que pour un LCD il te faut au moins 6 GPIO. Il existe des cartes ( LCD BackPack ) qui contrôle un LCD en 1 sortie mais ça fait des frais en plus...

Bon courage.

[invitef65c5d2e]

En fait si tu fais un éco-marathon, j'imagine que tu vas vouloir consommer le minimum d'électricité, soit pour réduire le poids des batteries, soit pour réduire la charge de l'alternateur sur le moteur, donc chaque watt compte, donc je ne sais pas si un smartphone est une si bonne idée finalement, puisque ça consomme facilement quelques watts en mode "actif".

Je participe avec ma catégorie en moteur essence. Pour nous, la consommation électrique n'est pas prise en compte, seule la consommation en essence importe.

Je vais voir les différents produits de plus près et je reviendrai vers vous avant mon achat.

Merci pour vos conseils.

[invitef65c5d2e]

Bonsoir,

J'aimerais partir sur ce genre de kit : http://www.lextronic.fr/P19085-spark...r-arduino.html

Est il plus intéressant que : http://www.lextronic.fr/P19565-start...r-arduino.html selon vous ??

Merci

[bobflux]

C'est les mêmes à part les accessoires.

> Pour nous, la consommation électrique n'est pas prise en compte

Les batteries c'est du poids donc plus de consommation d'essence. Et un alternateur, c'est de l'essence aussi...

[invitef65c5d2e]

En faisant une recherche sur internet, je n'ai pas réussi à comprendre la nuance entre le UNO 328 CMS et UNO 328.
Quelqu'un peut-il m'expliquer ?

Aux vues de ce que je veux faire, pensez vous qu'il est nécessaire de prendre le kit "Inventor" à 25€ plus cher ? ou prendre le basique et acheter par la suite les équipements strictement nécessaires à mon application (capteurs, LCD) ?

PS : En rapport avec ma dernière question, suis-je assuré de pouvoir connecter les 4 capteurs dont je parle dans mon premier post ainsi qu'un LCD ?

Merci et bon weekend.

[bobflux]

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno

La différence est que pour la version "CMS", le uC est en CMS. Vu qu'on le sort jamais de son support (sauf si on le crame) il n'y a donc pas de différence...

Pour tes capteurs :

-Température de l'huile moteur
- Température du carter moteur
- Régime moteur
- Vitesse de déplacement (à partir de la vitesse de rotation de la roue arrière)

Tu ne parles pas de capteurs mais de grandeurs à mesurer... il va donc falloir choisir les capteurs.

Pour les 2 derniers, un petit aimant sur un truc qui tourne devant un capteur à effet Hall donne un beau signal rectangulaire dont il n'y a plus qu'à mesurer la fréquence (ou la période, ou les deux) par exemple en utilisant les unités de timer du uC. Ça, c'est facile.

Pour les températures, choisis un capteur adapté à la plage de T° à mesurer et qui se monte bien sur ton moteur et mets une datasheet.

Pour la T° les capteurs numériques (I²C par exemple) sont en général beaucoup plus précis et simples à utiliser que les capteurs analogiques. Encore faut-il en trouver un qui s'adapte : à des température de moteur, ce serait étonnant.

[nornand]

bjr:
bizarre ce choix de parametres a mesurer ! ... ca n'apporte rien . cela me semble plus etre fait pour faire beau, que vraiment prendre en compte le fonctionnement et la gestion du moteur ( 2t ou 4t )
marathon shell tuning

[invite936c567e]

En faisant une recherche sur internet, je n'ai pas réussi à comprendre la nuance entre le UNO 328 CMS et UNO 328.
Quelqu'un peut-il m'expliquer ?

Le UNO et le UNO CMS (ou SMD en anglais) fonctionnent de façon identique, mais n'utilisent pas la même version de boîtier du micro-contrôleur.

Le UNO CMS utilise un micro-contrôleur en version CMS (=composant monté en surface), miniature, qui est soudé sur la carte.

Le UNO utilise un micro-contrôleur en version DIP (=deux lignes de pattes), beaucoup plus gros, mais qui est monté sur un support. Le micro-contrôleur peut par conséquent être retiré après avoir été programmé afin d'être utilisé sur un autre circuit. Il peut être également remplacé par un autre, du même modèle ou d'un modèle compatible. Cette configuration permet ainsi d'utiliser l'Arduino comme programmateur, et le cas échéant d'effectuer plus facilement la réparation si l'on vient à griller le micro-contrôleur.

Aux vues de ce que je veux faire, pensez vous qu'il est nécessaire de prendre le kit "Inventor" à 25€ plus cher ? ou prendre le basique et acheter par la suite les équipements strictement nécessaires à mon application (capteurs, LCD) ?

C'est plutôt une question de situation et de choix personnels. En ce qui me concerne, je n'achète pas ce type de produit parce que ça me coûte moins cher d'acheter les composants dont j'ai besoin séparément. Donc, fais les comptes, et compare ce que ça te coûterait dans chacun des cas en fonction de ce que tu souhaites faire.

En rapport avec ma dernière question, suis-je assuré de pouvoir connecter les 4 capteurs dont je parle dans mon premier post ainsi qu'un LCD ?

L'Arduino UNO propose 18 broches d'entrée/sortie dont 6 entrées analogiques re-configurables en entrée/sortie numérique, plus 2 broches normalement réservées à la communication avec un PC, mais qui peuvent également être réutilisées à d'autres fin en cas de besoin.

Par ailleurs, un afficheur LCD 16x2 standard utilisé en mode 4 bits ne réclame que 7 broches.

Il me semble donc qu'il te reste largement de quoi réaliser ton application.

[invitef65c5d2e]

bjr:
bizarre ce choix de parametres a mesurer ! ... ca n'apporte rien . cela me semble plus etre fait pour faire beau, que vraiment prendre en compte le fonctionnement et la gestion du moteur ( 2t ou 4t )
marathon shell tuning

Salut normand,

En tant que normand moi-même, je sais au combien le tunning est ancré dans notre région avec toutes ces voitures dégueulasses à chaque coin de rue.
Dans notre cas, ces informations sont très importantes. En effet, nous avons de sérieux problèmes lors des montées en température.

Pour en revenir aux composants qui permettront de faire ce système, je vais me pencher sur les prix et faire une comparaison avec ces packs d'origine qui n'ont pas forcément les éléments dont j'ai besoin.

PA5CAL : Merci pour tes explications détaillées, cela me permet d'y voir un peu plus clair.

Bon weekend !

[bobflux]

Tu pourrais aussi mesurer la consommation d'essence, la vitesse du vent (pour l'aéro), l'inclinaison...

[invitef65c5d2e]

Tu pourrais aussi mesurer la consommation d'essence, la vitesse du vent (pour l'aéro), l'inclinaison...

Je savais pas que c'était possible ... pour la consommation, je garde !

[invitef65c5d2e]

Après mes recherches sur différents sites, j'en suis arrivé à :

Matériels :
Carte Arduino UNO Rev3 DIP : 20€ (moyenne)
LCD (16 caractères x2lignes) : 20€


Capteurs :
- Pour la température carter, j'ai pensé à CA mais je ne suis pas sur de pouvoir le déposer directement sur le carter. (3,20€)
- Pour la température de huile, je ne parviens pas à trouver de thermocouple.

- Pour les vitesses de rotation, je pensais utiliser un capteur inductif couplé avec une roue (détecter un trou dans une roue métallique ou au contraire un élement métallique sur une roue non métallique).

Si vous avez des pistes, je suis preneur.

Bon weekend.

[bobflux]

> je pensais utiliser un capteur inductif

Si tu as envie de t'emmerder, pourquoi pas. Si tu veux un truc qui marche, mets un capteur à effet Hall avec un aimant en face. Tu as plusieurs façons de configurer ça, tu peux détecter un aimant, une pièce métallique, une dent d'engrenage, un trou...

> Pour la température carter, j'ai pensé à CA

Si la température est assez basse pour petmettre l'utilisation d'un capteur électronique, alors mets un capteur à sortie numérique (I²C, 1-wire) beaucoup plus facile à gérer.

Quelles sont les plages de température à mesurer ?

[invitef65c5d2e]

Si la température est assez basse pour petmettre l'utilisation d'un capteur électronique, alors mets un capteur à sortie numérique (I²C, 1-wire) beaucoup plus facile à gérer.
Quelles sont les plages de température à mesurer ?

La plage de température 0°C-150°C.

[invitef65c5d2e]

> je pensais utiliser un capteur inductif

Si tu as envie de t'emmerder, pourquoi pas. Si tu veux un truc qui marche, mets un capteur à effet Hall avec un aimant en face. Tu as plusieurs façons de configurer ça, tu peux détecter un aimant, une pièce métallique, une dent d'engrenage, un trou...

Un simple capteur de ce type suffirait ? *Lien RS*

Après coup, je me suis dis qu'un pack Arduino serait intéressant. Il m'offre la possibilité d'avoir du matériel de base pour travailler sur mon système plus facilement sans pour autant prendre le kit Inventor à 80€. *Lien RS*