Introduction

Antares Electr nic Group ANTARES
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MILOM_CAM
Rapport n°6 (Septembre 2006)
K.Arnaud –V.Bertin - J.Brunner – A.Calzas– F.Réthoré
Introduction
Ce document fait suite au rapport n°5 rédigé en mars 2006 . Le rapport n°6 fait état des tests et de la
réalisation des cartes. Des modifications ont été apportées sur le choix des composants, les fonctionnalités
et sur la position des cartes dans le châssis LCM (La carte ETHERNET se trouve sur un slot ARS_MB et
la carte POWER sur le slot INSTR).
Le projet MILOM_CAM consiste à placer une caméra embarquée dans une sphère de module optique,
montée sur le LCM_top de la MILOM. La caméra proposée (AXIS 221) permet des observations de jours
comme de nuit et présente une sensibilité suffisante pour l’étude de la bioluminescence. La caméra est
toutefois associée à un moyen d’éclairage dans l’infra rouge. L’exploitation de la caméra s’effectue via
Ethernet à travers une carte spécifique « LCM_CAMETH » qui transmet les signaux Ethernet par fibre
optique vers les cartes SWITCH et BIDICON du MLCM. Une deuxième carte « LCM_CAMPOW » est
réalisée pour permettre d’alimenter l’ensemble du dispositif.
Schéma de principe
LCM_top
Caméra
ADAPTATION- LCM_CAMETH
(see SPY project)
BIDICON
SWITCH
Fibre 1310nm
MLCM
From/To Shore
Eclairage IR
 Bertin
Cable OM

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Points techniques du projet:
1. Récupération des signaux vidéo (Ethernet) – Slots disponibles LCM_top:
La carte LCM_CAMETH permet la conversion des signaux Ethernet, en signaux adaptés à la
transmission numérique sur fibre optique. Cette problématique est la même que celle rencontrée dans la
réalisation du dispositif SPY, dans ce cas, la carte est placée dans un slot acoustique du LCM_top, elle
permet le transfert des données du micro contrôleur « RABBIT » vers la carte BIDICON du MLCM. Pour
les cartes dédiées à la caméra, deux slots dans le LCM_top sont disponibles : LCM_INSTR - ARS_MB3.
Pour des raisons de fonctionnalité et d’encombrement, il a été choisi d’utiliser le slot ARS_MB3 pour la
carte Ethernet (LCM_CAMETH) et le slot LCM_INSTR pour la carte (LCM_CAMPOW).
2. Alimentation de la caméra et du projecteur infra-rouge : La deuxième
problématique à résoudre dans ce projet est l’alimentation électrique de la caméra et du projecteur. La
caméra consomme environ 5.5W et le projecteur infra-rouge consomme de 4 à 12W suivant la puissance
d’éclairage pré-réglée.
Le tableau suivant résume les puissances disponibles sur la MILOM - LCM_Top :
Puissances délivrées par la LPB :
Tension (Vdc) Imax(mA) P(W)
2.5 1300 3.3
3.3 4700 15.5
5 5000 25.0
48 250 12
48 (switché x4) 100 4.8
Puissances consommées dans MILOM_LCM_Top :
Carte 2.5V(mA) 3.3V(mA) 5V(mA) 48V(mA)
DAQ - - 1350 -
CLOCK - 650 250 -
Compas - - 40 -
ARS_MB - 65 2
SPY_Hyd - - 850 -
_________________________________________________
Total(mA) 0 670 2490 2
P(W)conso 0.0 2.2 12.5 0.1
P(W) Dispo 3.3 13.3 12.6 11.9
Le 5V a été choisi pour alimenter la caméra (7.6W au primaire - DC/DC 5V/15V) et le 48V pour
alimenter le projecteur (9.4W au primaire DC/DC 48V/15V).

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Faisabilité du projet (rapport n°5):
1. Communication Ethernet (Test du câble externe de liaison OM LCM)
Alors que dans le cas du projet Spy, la liaison (courte) entre le processeur Rabbit et la carte d’adaptation
est locale (à l’intérieur du module), la connexion Ethernet entre la caméra et la carte d’adaptation se fait
via un « câble OM ». Ce câble est équipé de fils regroupés en paires torsadées dont les spécifications
(impédance caractéristiques) devraient permettre une transmission à 100Mb/s. Nous l’avons toutefois
vérifié en mesurant le taux d’erreurs de la transmission (« Ping » commande en full duplex). Les schémas
synoptiques suivants illustrent ces mesures:

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Résultats relatifs aux mesures de taux d’erreur (Ethernet) :
Les tests (fonction « PING ») permettant d’évaluer le taux d’erreur de la transmission en mode full duplex,
ont donné un taux d’erreur nul dans les 2 cas. Les commutations de fort courant effectuées dans les 9
mètres de câble n’ont pas généré d’erreurs. Les tests fonctionnels avec la caméra et le projecteur sont
concluant. L’ensemble de ces tests permettent de qualifier le câble pour une transmission Ethernet
100Mb/s sur la longueur usuelle de ~ 0.5m (Distance LCM OM).
Structure du câble pour l’OM – (10 fils + 2 masses+ 2 spares) :

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2 – Mesures sur les puissances électriques nécessaires au fonctionnement
de la caméra et du projecteur IR .
Une première série de mesures avec une alimentation de laboratoire permet d’évaluer la consommation
électrique de l’ensemble Caméra + IR, pour différentes tensions et plusieurs modes d’utilisation :
Caméra : ( modes : commande du relais ON/OFF)
Volt Switch On (mA) Switch Off (mA) Puissance W (ON/OFF)
24 205 185 4.9 4.4
21 235 210 4.9 4.4
18 275 250 5.0 4.5
15 330 300 5.0 4.5
12 425 380 5.1 4.6
9 600 535 5.4 4.8
7 845 745 5.9 5.2
Projecteur Infra-rouge :
IR High Intensity Low Intensity Medium Intensity ¾ Intensity
V mA W mA W mA W mA W
12 930 11.2 285 3.4 435 5.2 655 7.9
15 760 11.4 240 3.6 355 5.3 530 8.0
18 640 11.5 210 3.8 305 5.5 450 8.1
21 555 11.7 185 3.9 270 5.7 395 8.3
24 490 11.8 166 4.0 245 5.9 350 8.4
Une autre série de mesures effectuées lors du test 3 permet de déterminer la résistance linéique de la paire
torsadée et le comportement de l’alimentation à la mise sous tension :
(1) Résistance linéique : (15V – 14.73V)/(312mA*9 m) = 0.096 Ω/m
(Mesure confirmée par les mesures de chute de tension du test 2)
(2) Chute de tension dans la paire torsadée si l’alimentation est placé dans le containeur LCM :
a. Caméra : 0.096 Ω/m * 0.33A * 0.5m * 2 = 0.030 V (négligeable)
b. Projecteur IR : 0.096 Ω/m * 0.76A * 0.5m * 2 = 0.072 V (négligeable)
(3) Appel de courant à la mise sous tension :
Une mesure de courant utilisant un capteur à effet hall associé à un oscilloscope révèle des appels
de courant très importants, de l’ordre de 6A sur l’alimentation. Ce point conditionne le choix du
convertisseur DC/DC et des filtres en amont et en aval qui permettraient d’absorber cet appel de
courant, notamment pour protéger la LPB.
Il est noter que le projecteur est allumé pendant le boot de la caméra, l’utilisation d’un relais fermé
au repos pourrait résoudre ce point, mais dans ce cas la commande du projecteur doit être
complémentée.