H - Glasscockpit

1
Fabien FAURE IUT GEII Grenoble
Yann ROYE 2e année 2002/2003
Ce rapport a été rédigé par deux étudiants de l’IUT1 GEII1 de Grenoble. Je vous le
fournis sans correction. Le principe de fonctionnement de ce compas électronique a
été validé sur une plaque de test mais la carte électronique finale comporte encore
cependant quelques petites erreurs.
D’ici peu, de nouveaux composants tout intégrés vont apparaître et simplifier
énormément ce type de carte. En attendant, ce rapport vous permettra de vous
familiariser un peu avec les capteurs magnétiques et la réalisation d’une carte CMS.
Patience…
jerome.[email protected]
TRAVAUX
DE
REALISATION
NAVIGATION
COMPAS MAGNETIQUE
Enseignant Tuteur : Mr Jérôme DELAMARE IUT-LEG

2
REMERCIEMENTS
Nous remercions monsieur Jérôme DELAMARE pour son
encadrement pendant ce travail et les personnels du laboratoire de
C.E.D.M.S. pour leur disponibilité, leur aide, leur accueil, leur gentillesse
et pour tout ce qu’ils nous ont fait découvrir.

3
1 PRESENTATION DU SUJET 5
2 LES SYSTEMES DE NAVIGATION 6
3 TRAVAIL DEMANDE 6
4 LE CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE 8
4.1 Définitions et origines 8
4.2 Détermination variation d’orientation du champ magnétique terrestre 10
5 LES CAPTEURS MAGNETIQUES 12
5.1 Principes physiques des capteurs magnétiques 12
5.2 Les capteurs magnétorésistifs 13
5.2.1 Les principaux capteurs magnétiques 13
5.2.2 Principe et description des capteurs magnétorésistifs 13
6 MESURE DU CHAMP MAGNETIQUE 16
6.1 Principe de mesure du champ magnétique retenu 16
6.2 Dimensionnement des composants de la chaîne d’asservissement 18
6.2.1 L’intégrateur : 18
6.2.2 L’amplificateur de différence : 18
6.2.3 Amplificateur de courant : 20
6.2.4 Schématique du montage total pour le capteur HMC 1021 : 21
7 TESTS DU SYSTEME 22
7.1 Réalisation d’un montage de test 22
7.2 Etude de la fonction de transfert du HMC 1021 : 22
7.2.1 Réponses temporelles indicielles: 22
7.2.2 Etude fréquentielle. Diagramme de Bode 24
7.3 Essai de la plaque de test. Réglage de l’offset du capteur 24
7.4 Bilan des essais avec la plaque de test 25
8 REALISATION 26
8.1 Présentation de la technologie CMS (Composant pour Montage en
Surface) 26
8.2 Réalisation CMS 27
8.2.1 Pose des composants. 28
8.2.2 Tests de la carte 33

4
9 CONCLUSIONS – PERSPECTIVES 33
10 BIBLIOGRAPHIE 35
11 DOCUMENTS TECHNIQUES 36
11.1 Schéma 36
11.2 Typon 36
11.3 Documentation technique HMC 1021 et HMC 1022 36

5
1 Présentation du sujet
Les avions de tourisme possèdent un tableau de bord avec de nombreux
instruments. Ces instruments servent au pilotage (vitesse, altitude, horizon
artificiel,…), à la surveillance des paramètres moteur (compte tour, jauge essence,
température…) et à la navigation (compas, conservateur de cap…)
Tous ces instruments prennent énormément de place, de poids et sont extrêmement
coûteux.
Instrumentation classique
Depuis peu, de nouveaux composants intégrés sur silicium ont fait leur
apparition : les MEMS ( Micro Electro Mecanical System). Ils permettent de réaliser
en grande quantité des capteurs performants et de dimensions micrométriques. Grâce
aux fabrications collectives les coûts de ses systèmes sont très faibles. Analog Device
annonce par exemple un gyroscope contenu dans une puce CMS pour 10$, la même
fonction non intégrée coûte environ 100KF sur un avion de ligne.
Les informations fournies par ces capteurs sont généralement concentrées sur
plusieurs écrans couleur d’une grande qualité qui affichent des symboles et des signes
stables et parfaitement lisibles générés par ordinateur. L’expression «tableau de bord
vitré» leur a été attribuée, provenant de l’anglais «glass cockpit», qui fait allusion à
ces nombreux écrans de visualisation qui mettent à la disposition des pilotes plusieurs
nouveaux outils de gestion des vols.