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Etudes et Réalisations
Accordeur
Accordeur de guitare
Lorsqu’une corde est grattée à la guitare, elle vibre à la fréquence de la note pour laquelle elle est prévue. Cette
fréquence dépend de la tension de la corde, réglable vie les molettes situées en bout manche. Afin d’accorder une
guitare, il faut donc régler la tension de chaque corde afin qu’elle vibre à la bonne fréquence :
- corde 1 : 329,6275569 Hz Mi
- corde 2 : 246,9416506 Hz Si
- corde 3 : 195,997718 Hz Sol
- corde 4 : 146,832384 Hz Ré
- corde 5 : 110 Hz La
- corde 6 : 82,40688923 Hz Mi
CAHIER DES CHARGES 1 :
Générer au GBF un signal rectangulaire 0-5V de fréquence 110 Hz. Effectuer la mesure de sa fréquence avec le
microcontrôleur en utilisant un timer. Allumer une LED lorsque la fréquence mesurée est bien de 110Hz.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Idem en utilisant la corde 5 de la guitare. Il faut dans un premier temps récupérer le son (avec un micro) et filtrer le signal
contre les perturbations haute fréquence (avec le composant MFC0).
CAHIER DES CHARGES 3 :
Idem avec toutes les cordes.
Pour ce projet, la carte fille a été modifiée :
Douille 4mm noire
déportée
Douille 4mm bleue
déportée
[email protected]
Douille 4mm jaune
déportée
Etudes et Réalisations
Accordeur
DETECTEUR POUR COMMANDE D’ECLAIRAGE
MATERIEL :
- Emetteur type Carte 1N.
- Boitier récepteur TSOP1738
Douilles 4mm sur Boitier récepteur TSOP1738 :
- RB7, RB5 et RC5 du PIC.
- Douille bleue (notée RC4) : reliée à RC4 du PIC et au signal de sortie du composant TSOP1738.
- Douille noire : GND.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Le PIC doit détecter le passage d’une personne entre l’Emetteur type Carte 1N et le boitier récepteur TSOP1738. Dans
ce cas, la bobine d’un relais doit être alimentée pendant une durée D. La durée D doit être réglable entre 2 secondes et 2
minutes via un potentiomètre. Le relais servira à commander un lampe 12V, 0,5 A.
CAHIER DES CHARGES 2 :
On souhaite avoir aussi un capteur de luminosité. Vous devez donc, en utilisant un capteur de type photorésistance,
proposer un montage permettant de disposer d’une tension valant 5V quand le capteur est plongé dans l‘obscurité et 0V
quand il est en pleine lumière. Vous devez aussi filtrer cette tension contre les parasites de fréquences supérieures à 50
Hz (premier ordre actif).
Votre programme ne doit allumer la lampe 12V que si une personne a coupé le faisceau entre l’Emetteur type Carte 1N et
le boitier récepteur TSOP1738 ET que la lumière ambiante est faible. Le seuil lumière ambiante faible doit être réglable
via un potentiomètre.
AMELIORATION :
Le PC doit pouvoir piloter votre montage : (Via une liaison série entre le PC et le PIC) :
- Quand on appuie sur la touche ‘N’ du clavier du PC, le fonctionnement doit être normal (celui décrit en cahier des
charges 2).
- Quand on appuie sur la touche ‘E’ du clavier du PC, la lampe doit rester éteinte en permanence.
- Quand on appuie sur la touche ‘A’ du clavier du PC, la lampe doit rester allumée en permanence.
[email protected]
Etudes et Réalisations
Accordeur
Feux tricolores de circulation routière:
MATERIEL :
Mapping pour commande des feux :
- Feux verts route prioritaire : reliée à RC3
- Feux orange route prioritaire : reliée à RC4
- Feux rouges route prioritaire : reliée à RC5
- Feu vert route secondaire : reliée à RC0
- Feu orange route secondaire : reliée à RC1
- Feu rouge route secondaire : reliée à RC2
Douilles 4mm sur la maquette :
- Douille rouge : +12V pour alimentation capteur inductif.
- Douille noire : GND
- Douille bleue : reliée à RA2
- Douille verte : reliée à RB5
- Douille jaune : reliée à RB7
CAHIER DES CHARGES 1 :
Une route secondaire arrive sur une route prioritaire. Il faut gérer les feux tricolores avec le cycle suivant :
Durée feux verts sur route prioritaire : 5s
Durée feux verts sur route secondaire : 3s
CAHIER DES CHARGES 2 :
Un capteur est situé sous la route secondaire au niveau du feu. C’est un capteur inductif. Pour qu’il fonctionne
correctement, il faut alimenter la maquette en +12V. Ce capteur renvoie (sur la douille notée capteur) une tension
continue qui prend deux valeurs différentes en fonction de la présence ou non d’un corps métallique sur la route.
Vous devez, dans un premier temps adapter la tension en sortie du capteur à celle du PIC. Vous devez aussi filtrer le
signal capteur contre les parasites de fréquences supérieures à 50 Hz (premier ordre actif).
Enfin vous modifierez votre programme afin de laisser la route principale toujours au vert sauf quand une voiture se
présente sur la route secondaire. La durée du feu vert sur la route secondaire sera de 3s, puis retour au feu vert sur
principale pendant au moins 5 secondes.
AMELIORATION :
C’est le PC qui gère le fonctionnement du croisement (Via une liaison série entre le PC et le PIC) :
- Quand on appuie sur la touche ‘N’ du clavier du PC, le fonctionnement doit être normal (celui décrit en cahier des
charges 2).
- Quand on appuie sur la touche ‘O’ du clavier du PC, le fonctionnement doit être en mode orange clignotant sur
toutes les routes.
[email protected]
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Accordeur
Alarme
MATERIEL :
Capteurs : Clavier 12 touches.
Actionneur : Buzzer.
La carte clavier contient le clavier et les résistances de tirage nécessaires.
F
4
5
6
E
7
8
9
D
A
0
B
C
GND
1
2
3
F
4
5
6
E
7
8
9
D
RC4
A
0
B
C
RA5
RB4
RC5
NU
3
RB5
2
RB7
1
RA2
GND
Quand on appuie sur une des touches, la ligne et la colonne concernées rentrent en contact.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Lorsque un habitant quitte sa maison, il fait un code sur un clavier type téléphone et enclenche l’alarme en appuyant sur
‘A’. Une LED s’allume pour signifier que l’alarme est bien enclenchée.
Pour enlever l’alarme en revenant chez lui, l’habitant doit appuyer sur ‘A’ et faire le même code. La LED s’éteint afin de
signifier que l’alarme n’est plus enclenchée.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Lorsque l’alarme est enclenchée :
Si un détecteur (réalisé avec 2 paires d’émetteur/récepteur ultra son intelligemment positionnées) indique la présence
d’une personne, une alarme devra retentir.
L’alarme sera simplement réalisée avec le PIC émettant un signal de fréquence 1 kHz, retranscrit par un buzzer. Puis on
améliorera cette alarme : de 100 Hz à 10 kHz puis retour à 100 Hz en 5 secondes….
POUR VOUS AIDER :
L’émetteur ultra doit émettre en permanence des ultrasons (fréquence 40 kHz), le récepteur ultra son reçoit ses ultrasons.
Si une personne coupe le faisceau, le signal reçu est plus faible.
[email protected]
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Accordeur
GESTION D’ECLAIRAGE
MATERIEL :
Maquette pour charges des charges 2 :
V
on
off
VCOM
GND
Capteur : Photo résistance.
Fusible. Attention, pour changer le
Douilles 4mm sur la maquette :
fusible, débrancher le secteur.
- RB7 et RC5 du PIC.
- Douille bleue (notée RC4) : Reliée à RC4 du PIC et au signal de commande de la LED de la maquette
- Douille bleue (notée RB5) : Reliée à RB5 du PIC et au signal VCAPTEUR.
- Douille noire : GND.
Signal VCAPTEUR :
Signal analogique valant 5V quand le capteur (photo résistance) est plongé dans l‘obscurité et 0V quand il est en pleine
lumière.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Mode auto :
Vous devez générer un signal PWM dont le rapport cyclique α est fonction de la luminosité reçue par le capteur (α = 0 en
pleine lumière, α = 100% en obscurité). Ce signal aura pour but de commander une lampe dont l’intensité lumineuse sera
fonction de α.
Mode manuel :
Initialisation : Génération d’un signal PWM avec α = 0.
Appui inférieur à 1 seconde sur un bouton poussoir (BP1) : Augmentation de α de 10 %.
Appui supérieur à 1 seconde sur le même bouton poussoir (BP1) : Remise à 0 de α.
La sélection des modes manuel et automatique sera faite avec un autre interrupteur noté BP2.
CAHIER DES CHARGES 2 :
A partir du signal PWM, vous devez créer le signal VCOM continu 0-10V (0V quand α = 0, 10V quand α = 100%). Ce signal
servira à commander la lampe 230V (voir maquette plus haut) via un circuit spécialisé. Vous devez aussi ajouter une
isolation galvanique à base en utilisant un opto-coupleur.
CAHIER DES CHARGES 3 :
On souhaite avoir un deuxième capteur de luminosité. Vous devez donc, en utilisant le même type de capteur, créer une
tension valant 5V quand le capteur est plongé dans l‘obscurité et 0V quand il est en pleine lumière. Vous devez aussi
filtrer le signal capteur contre les parasites de fréquences supérieures à 50 Hz (premier ordre actif).
Votre programme doit faire en sorte que la luminosité ambiante soit toujours la même :
- La consigne de luminosité ambiante sera donnée par un potentiomètre.
- La luminosité ambiante sera lue sur votre capteur
- L’intensité lumineuse de la lampe sera commandée par votre programme de façon à être diminuée en cas
d’apport de lumière externe.
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Accordeur
Orgue électronique
MATERIEL :
Capteurs : Clavier 12 touches.
Actionneur : Buzzer puis ampli audio sur HP 8Ω.
La carte clavier contient le clavier et les résistances de tirage nécessaires.
GND
4
5
6
E
7
8
9
D
A
0
B
C
1
2
3
F
4
5
6
E
7
8
9
D
RC4
A
0
B
C
RA5
GND
RB4
RC5
NU
F
RB5
3
RB7
2
RA2
1
Quand on appuie sur une des touches, la ligne et la colonne concernées rentrent en contact.
CAHIER DES CHARGES 1 :
La note à jouer est détectée par une des 12 touches du clavier. Le microcontrôleur PIC doit générer sur RB6 un signal
dont la fréquence correspond à la note à jouer. Utilisez dans un premier temps l’oscilloscope pour visualiser le signal, puis
un buzzer pour tester le son, et enfin votre ampli audio étudié cette année.
Pour l’utilisation de l’ampli audio, on ajoutera un montage permettant de régler le volume et aussi un filtre qui supprimera
la composante continue. Pensez à adapter les impédances (REampli = 33Ω).
On ajoutera aussi un interrupteur qui permet de faire passer le signal dans un AOP avec un montage bass boost dont la
fréquence de coupure doit être réglable.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Un autre interrupteur permet de passer en mode enregistrement ou pas :
- Quand l’inter est en position 1 : La séquence jouée devra être enregistrée
- Quand l’inter est en position 2 : La séquence jouée enregistrée doit être rejoué.
FREQUENCES DES NOTES :
Voici un tableau de correspondance entre les fréquences (en Hz) et les notes jouées :
Do
Do#
Ré
Mib
Mi
Fa
Fa#
Sol
Sol#
La
Sib
Si
261.63 277.18 293.66 311.13 329.63 349.22 369.99 392.00 415.30 440 466.16 493.88
[email protected]
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Accordeur
PANNEAU A LED
MATERIEL :
Panneau à LED.
Le mapping ainsi que le schéma de principe de la carte de commande du panneau à LED est donné au dos de cette
feuille. La documentation technique de tous les composants de la carte de commande du panneau à LED sont sur
V/DUT/GEII/ERxx.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Vous devez être capable d’afficher tous les chiffes de 0 à 9 sur le panneau. Pour ceci, vous devez étudier en profondeur
le schéma de principe de la carte de commande du panneau à LED.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Vous devez afficher sur le panneau à LED la température. Le capteur de température sera une sonde PT1000. C’est une
résistance qui varie en fonction de la température.
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Accordeur
[email protected]
Etudes et Réalisations
Accordeur
Régulation de température
MATERIEL :
• Capteur : Sonde PT1000 (accès par douilles vertes). C’est une résistance qui varie en fonction de la température :
RPT1000 = 1100 Ω pour 20°C et RPT1000 = 1200 Ω pour 30°C ; variation considérée linéaire dans cette plage de
température.
ATTENTION : Ne pas lui imposer un courant supérieur à 1 mA.
• Actionneurs :
Résistance chauffante 230 V
Ventilateur 12VDC (0.17A).
• Pour alimenter la résistance chauffante 230 V :
Vous avez accès à la bobine (douilles rouge (12V) /bleue (0V) notées contacteur) du relais qui commande la résistance
chauffante (bobine à alimenter en 12VDC). Si cette bobine est alimentée, la résistance chauffante sera alimentée.
Attention, il faut mesurer la résistance de la bobine pour savoir quel courant va consommer la bobine une fois alimentée
sous 12VDC.
• Pour alimenter le ventilateur 12VDC (0.17A) :
Vous avez accès à son alimentation (douilles rouge (12VDC) /bleue (0V) notées ventilateur). Attention, le ventilateur
consomme 170 mA.
• Boite de connexion au PIC pour accès aux PORT RC4, RC5, RB5 et RB7 et l’alimentation 0-5V.
ATTENTION : la douille 5V est une sortie vous délivrant un potentiel 5V pour utilisation externe. En aucun cas
vous devez amener une alimentation sur cette douille.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Créer la commande des actionneurs et un programme permettant de gérer le mode manuel avec un seul bouton
poussoir :
er
1 appui sur le BP : Mise en marche du ventilateur.
ème
2
appui sur le BP : Arrêt du ventilateur et mise en marche du chauffage
ème
3
appui sur le BP : Arrêt du chauffage
CAHIER DES CHARGES 2 :
On conserve le mode manuel et on ajoute le mode automatique (sélection par interrupteur).
Vous devez créer le montage utilisant la sonde PT1000 et générant une tension continue à appliquer sur le port RB5 du
PIC. Cette tension doit être l’image de la température:
VRB5
5V
0V
température (°C)
20
30
Ce montage doit être placé entre la sonde PT1000 et une entrée analogique du PIC.
Votre programme devra alors lire cette température et effectuer une régulation du type :
Chauffage on
Ventilation on
Chauffage off
température (°C)
Ventilation off
21
23
température (°C)
25
[email protected]
27
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RFID
MATERIEL :
Douilles 4mm sur la maquette :
- Douille noire : reliée à GND
- Douille bleue : reliée à RB7
- Douille verte : reliée à RB5 et à la sortie du lecteur RFID (trame RFID)
- Douille blanche : reliée à RC5 à la LED du lecteur RFID (LED RFID)
- Douille jaune : reliée à RC4
Quand on approche un tag RFID de l’antenne de la maquette, une trame RFID (norme RS232) est générée par le lecteur
RFID sur RB5 du PIC. La LED du lecteur RFID (reliée à RC5 du PIC) s’allume en même temps. Le capteur utilisé est un
UM-005 (voir doc sur espace commun).
CAHIER DES CHARGES 1 :
Vous avez à disposition 2 TAG RFID. Vous devez relever les trames RS232 générées par chacun d’eux. Quand on passe
un des deux tags, une impulsion de durée 2 secondes doit être générée sur RC4. Si c’est l’autre, une impulsion de 1
seconde doit être générée. Il doit être impossible de générer la même impulsion deux fois de suite dans un intervalle de
temps inférieur à 4 secondes.
CAHIER DES CHARGES 2 :
En plaçant sur RB7 un bouton poussoir, votre programme doit :
- Mémoriser le code du tag se présentant devant l’antenne quand le bouton poussoir est fermé.
- Générer une impulsion sur RC4 pour tous les tags mémorisés quand le bouton poussoir est ouvert.
L’impulsion sur RC4 doit commander un relais (il faut alimenter sa bobine pendant 2 secondes).
AMELIORATION :
Le PC doit afficher le N° du tag lu par le PIC en utilisant une liaison série entre le PC et le PIC ou l’afficheur.
[email protected]
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Accordeur
TELECOMMANDE
MATERIEL :
Douilles 4mm sur la maquette :
- RB7, RB5 et RC5 du PIC.
- Douille bleue (notée RC4) : reliée à RC4 du PIC et au signal de sortie du composant TSOP1738.
- Douille noire : GND.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Dans un premier temps, relever la trame série en sortie du composant TSOP1738 pour 3 touches différentes de la
télécommande.
Votre programme devra reconnaître l’appui sur ces touches en respectant cette table de vérité :
RB5
RC5
Initialisation
0
0
Touche 1
0
1
Touche 2
1
0
ATTENTION :
Touche 3
1
1
Une fois la touche de la télécommande
relâchée, la combinaison sur RB5 et
RC5 doit être conservée jusqu’à la
CAHIER DES CHARGES 2 :
détection d’une autre touche.
Vous connecterez sur RB5 et RC5 2 relais respectivement 1 et 2 :
Relais 1
Relais 2
Initialisation et
Off
Off
Touche 3
Touche 1
Off
On
Touche 2
On
Off
AMELIORATION :
Le PC doit afficher le N° du ou des relais actifs en utilisant une liaison série entre le PC et le PIC.
[email protected]
Etudes et Réalisations
Accordeur
TELEMETRE ULTRA SON
MATERIEL :
Douilles 4mm sur la maquette :
- Douille noire : reliée au GND
- Douille verte : reliée à RB7
- Douille bleue (notée BUZ) : reliée à RB5 du PIC et au buzzer de la maquette
- Douille blanche (ou BNC) notée OUT : reliée à RC4 du PIC et au signal Echo Pulse Output To User Timming
Circuit du capteur ultra son.
- Douille bleue (ou BNC) notée IN : reliée à RC5 du PIC et au signal Trigger input module du capteur ultra son.
LE CAPTEUR ULTRA SON :
Il possède une entrée (Trigger input module) de commande pour lui donner l’ordre d’effectuer une mesure.
Il possède une sortie (Echo Pulse Output To User Timming Circuit) délivrant une impulsion dont la durée (comprise
entre 100 µs et 18 ms) est directement proportionnelle à la distance de l'obstacle qui est présent devant le capteur :
Trigger input module : Signal relié à RC5 du PIC. C’est une entrée pour le module ultra son (sortie pour le PIC). C’est
au PIC de créer l’impulsion Trigger Pulse.
Sonic Burst From Module : Ultrasons émis par le module dans l’air.
Echo Pulse Output To User Timming Circuit : Signal relié à RC4 du PIC. C’est une sortie pour le module ultra son
(entrée pour le PIC). C’est au PIC de récupérer cette information et de mesurer la durée de l’impulsion Echo Pulse pour
connaître la distance de l’obstacle.
CAHIER DES CHARGES :
Quand un obstacle se rapproche du module ultrason, des bips doivent retentir sur le buzzer. Plus l’obstacle sera proche,
plus les bips devront être rapprochés et aigus.
AMELIORATION :
Afficher la distance entre l’obstacle et le capteur sur l’afficheur à disposition en ER.
[email protected]
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Accordeur
Mesure vitesse roue
MATERIEL :
• Moteur à courant continu 12V dont l’axe est muni d’un disque alternant les parties opaques et transparentes. Ce disque
est inséré dans une fourche optique dont vous avez accès aux bornes via les douilles 4 mm notées :
- E+ pour anode de la LED de la fourche
- E- pour cathode de la LED de la fourche
- D+ pour le collecteur du phototransistor de la fourche
- D- pour l’émettre du phototransistor de la fourche
• Boitier de connexion au PIC pour accès aux PORT RC4, RC5, RB5 et RB7 et l’alimentation 0-5V.
ATTENTION : la douille 5V est une sortie vous délivrant un potentiel 5V pour utilisation externe. En aucun cas
vous devez amener une alimentation sur cette douille.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Proposer un montage permettant de disposer d’une tension numérique changeant d’état à chaque fois que la partie du
disque inséré dans la fourche passe d’opaque à transparent. Cette tension doit être une tension rectangulaire dont les
temps de montée et de descente ne dépassent pas 10 µs.
A partir de cette tension, le microcontrôleur doit calculer et afficher la vitesse de l’arbre en rd/s et son accélération en
rd/s². On utilisera l’afficheur à connecter sur la carte PIC.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Un bouton poussoir doit permettre de choisir le rayon de la roue entrainée par l’arbre (+1mm à chaque appui de durée
inférieure à 0,5 secondes ; + 1cm chaque appui de durée comprise entre 0,5 secondes et 1 seconde ; RAZ par appui de
durée supérieure à 2 seconde). Le rayon de la roue doit s’afficher à chaque modification de celui-ci.
Par la suite, c’est la vitesse du mobile (et son accélération) sur lequel le moteur + la roue sont installés qui doit s’afficher
(en km/h).
AMELIORATION :
Afficher la vitesse du mobile sur le PC (Via une liaison série entre le PC et le PIC).
[email protected]
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Accordeur
GBF NUMERIQUE
MATERIEL :
LE DAC08 : C’est un convertisseur numérique analogique sur 8 bits dont il faut choisir la pleine échelle. Il délivre un
courant proportionnel au nombre binaire N. Il faut prévoir une conversion courant tension. La documentation technique de
ce circuit se trouve sur l’espace commun. Un descriptif de la carte est donné à la fin de ce document.
CAHIER DES CHARGES 1 :
Il faut réaliser un GBF délivrant uniquement un signal sinusoïdal en VS. La fréquence doit être réglable via un
potentiomètre. Attention, vous devez ajouter un montage en sortie de la carte CNA (voir doc technique du DAC08). Vous
devez aussi supprimer la composante continue présente sur VS.
Aide :
Placer les valeurs numériques successives d’un sinus à convertir dans un tableau :
Valeur successives à convertir (CNA)
Seul un quart de période suffit pour savoir reconstituer un sinus.
Il suffit de lire ce tableau en de convertir les valeurs successives à une vitesse plus ou moins rapide pour créer un sinus
en sortie.
Améliorez en proposant un montage permettent de régler l’amplitude de VS.
Améliorez en proposant un montage permettent d’ajouter et de régler une composant continue sur VS.
Améliorez en proposant un montage qui supprime les effets de marches d’escalier présent sur VS.
CAHIER DES CHARGES 2 :
Un bouton poussoir doit permettre de choisir entre un signal sinusoïdal, carré (rapport cyclique réglable via un autre
potentiomètre) et dent de scie.
[email protected]