Binome2020-8

Chapitre 1 : A la conquête d'une idée !

Il était une fois Agathe et Ryan, deux étudiants à Polytech Lille qui décidèrent d'aller en BE Clé USB. Ces deux élèves ne connaissant rien à l'électronique, ont du demander énormément de choses à leurs gentils responsables de BE. Tout d'abord ils apprirent qu'une clé USB, cet objet du quotidien est en faîte considéré comme un système embarqué. En effet elle se compose d'un circuit imprimé (PCB: Printed Circuit Board), de composants soudés sur ce dernier, d'un code informatique et d'un boitier. Ici il leur était proposé de réaliser une clé USB de a à z, qui aurait pour particularité d'avoir un boitier sur mesure, issu de l'imagination de nos deux protagonistes et d'une fonctionnalité plutôt inventive pour une clé USB et permettant d'en apprendre plus sur l'électronique. La question évidente surgit dans l'esprit d'Agathe. Elle se tourna vers son coéquipier et lui tint a peut près ce langage: "Mais Ryan, qu'allons nous faire ?" Cette question pour des ignorants qu'ils étaient fut compliqué à résoudre, en effet plusieurs idées leurs sont apparus. Que ce soit une clé USB lego empilable, une montre USB ou un couteau suisse ayant une clé USB parmi ses outils, les idées fusèrent mais une seule reteint leur attention: Réaliser une clé USB affichant la température et étant alimenté par une dynamo.

Chapitre 2 : Les composants sont vos amis ;-)

Le premier composant qui apparaissait indispensable à leur quête fut l'afficheur, il fallait un afficheur composé de trois afficheurs à 7 segments pour afficher une température. Ce système comporte 8 branchements d'un côté (pour chaque segment et le point) et 3 de l'autre pour chaque afficheur (à l'aide de transistors), auquel on ajoute 2 branchements pour l'alimentation et la masse. [images]

Le composant qui aurait du leur apparaître indispensable était pourtant le microcontrôleur. Ils ont compris plus tard que rien n'existait sans cet élément qui relie tout les composants. En effet, ces petites pattes captent une tension (ou une absence de tension) qu'il retranscrit en 0 ou en 1. Le microcontrôleur applique avec ces informations le code qu'ils lui transmettront plus tard.

Il ne faut bien sûr pas oublier le capteur de température pour réaliser notre mission. Celui-ci renvoie un signal analogique selon la température de la pièce qui l'environne. Agathe et Ryan devront bien faire attention à relier ce capteur à une patte du microcontrôleur capable de comprendre la tension analogique qu'elle recevra, et donc la transformer en un octet (une série de 0 et de 1).

Enfin, la question de l'alimentation se posa. En effet, Agathe, écolo dans l'âme ne voulait pas d'une énième source d'énergie non renouvelable. Ryan intervint et lui proposa la dynamo : un système qui utilise notre propre énergie pour fonctionnner ! Par la suite, un charmant professeur leur expliqua le fonctionnement et comment l'intégrer au circuit. Une dynamo fournit un courant alternatif (sans pôle plus ni moins) ils ont donc, à l'aide d'un pont de diode qu'est celui ci:

Cet ensemble leur a permis de rendre le signal uniquement positif. Cependant ce signal comportait énormément de creux ce qui n'est pas très viable pour une alimentation, il leur fallait donc un condensateur. En effet ce composant fonctionne comme une bassine avec un petit trou au fond. Ainsi il recevra du courant et lorsqu'il n'en recevra plus, il pourra toujours en distribuer puisque la bassine n'est pas encore vide, de plus le temps qu'elle se vide, le signal alternatif aura déjà réalimenté le condensateur. Ce composant étant bien utile ici et pour être su ils en utiliseront deux. Après cela nos protagonistes pourront encore affiner cette courbe à l'aide d'un régulateur dont le fonctionnement est plus complexe mais tous aussi utile. Pour les débutants qui trouvent ces explications un peu tirés par les cheveux voici un schéma qui résume l'affaire:

Chapitre 3 : Quel logiciel ce Fritzing !

Après diverses erreurs et incompréhensions de la part de nos deux protagonistes ils réussirent à effectuer leur travail, le voici en détail:

Tout d'abord il faut une bonne version de chacun des composants, c'est à dire une version que nos étudiants ont à leur disposition dans l'établissement. Une fois cela réglé il faut faire une version schématisé sur Fritzing à l'aide des divers onglets du logiciel tels que Schematic et PCB.

Pour cela ils ont commencé par transposer leur circuit d'alimentation que voici:

Ensuite ils y ont ajouté le reste des composants tout ceci ne effectuant en parallèle la version PCB et le Schematic. En effet chaque patte de chaque composant à une certaine fonction qu'il faut bien relier. Par exemple pour le capteur de température sa sortie (la patte du milieu) doit être relié à une patte du micro-contrôleur qui capte le signal analogique pour cela il faut rechercher le pinout

Chapitre 4 : Restez soudé, c'est important

Un circuit imprimé, des compasants et un peu d'étain fondue sont les ingrédients parfaits pour un système embarqués. Et cela, Ryan et Agathe l'avaient bien compris ! Souder, c'est comme des blancs en neige, il faut la bonne technique et un peu d'expérience. L'épreuve qui leur fallait accomplir consistait à chauffer le cuivre avec le fer et poser le fil d'étain à la jointure pour le faire fondre à la fois sur le cuivre et la patte du composant, sans que le fil et le fer ne se touchent.