Interface USB pour capteurs : projet electronique

Le but de ce projet est de pouvoir récupérer via une connexion USB les données issues de capteurs. Les capteurs types températures ou humidités délivrent en sortie une grandeur électrique proportionnelle au phénomène physique mesuré. Il faut donc mettre en forme ces données pour qu’elle puisse correspondre à la plage de variation du CAN qui sera chargé de transformer les données analogiques en numériques pour qu’elles puissent être transmise via le port USB.
Cette carte pourra ensuite comporter des mémoires et un microcontrôleur afin de gérer le stockage des données, le fonctionnement des capteurs notamment. C’est pourquoi il sera nécessaire d’incorporer un CNA et une interface utilisateur.


Ce sujet sera décomposé en six parties :

-    Interface capteurs

Cette partie du projet concerne la mise en forme de signaux issus des capteurs. Pour cela nous nous proposons d’étudier un capteur de température LM35 et d’humidité . Le but est d’étudier le fonctionnement de ces capteurs et de mettre en forme leurs signaux de sortie en fonction de la plage d’entrée du CAN et de leur plage de sortie.

-    Multiplexeur et CAN

Cette seconde partie va permettre la gestion de plusieurs capteurs. Le but est d’offrir la possibilité de venir connecter plusieurs capteurs et d’en gérer le flot des données par l’intermédiaire d’un multiplexage. Les données mises en forme pourront ainsi être numérisées par un CAN. Il vous sera donc demandé d’étudier ces deux fonctions : multiplexage et CAN puis de choisir des solutions répondant à ce que nous voulons réaliser (précision à 0,1° pour la température par exemple) et en accord avec l’interface capteur et l’interface USB (nombre de bits notamment).

-    Interface USB

L’interface USB doit permettre à la suite d’une conversion en numérique des données issues des capteurs de transmettre ces données vers une base de traitement type PC ou ordinateur portable. Il vous sera demandé d’étudier et de choisir une solution existante pour réaliser cette fonction. De plus, l’envoi des données via le port USB va nécessiter l’utilisation d’horloges afin de cadencer cet envoi. Vous devrez donc déterminer un circuit permettant la génération d’une horloge.

-    CNA

La partie CNA de cette interface doit permettre par l’intermédiaire de l’interface USB la commande ou la gestion des capteurs et de l’interface utilisateur (nous pourrons envisager par la suite l’utilisation d’un microcontrôleur afin de réaliser cette fonction). Il vous sera demandé de trouver une solution afin de pouvoir convertir les données numériques en analogiques mais aussi d’envisager comment commander les capteurs (extinctions, demande de mesure par exemple).

-    Interface utilisateur

Le but de l’interface utilisateur est de pouvoir visualiser les informations sans connexion à un PC. Elle devra permettre l’affichage de la température et de l’humidité ainsi que le dépassement de certains seuils que nous définirons (température supérieur ou inférieure à telle valeur, idem pour le taux d’humidité). Il vous sera demandé d’étudier ces fonctions et nous proposer une ou des solutions.

-    Régulateur de tension et convertisseur DC/DC

Afin d’alimenter l’ensemble du montage, nous vous proposons une fonction alimentation. A partir d’une tension (12 V), il vous faudra réguler cette tension et l’abaisser à 5V afin de pouvoir alimenter notamment les circuits logiques. Il est donc demandé d’étudier les fonctions de régulation et de réaliser un convertisseur DC/DC pour passer du 12 au 5V.


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