ELECINF344/381

Partie interactive du site pédagogique ELECINF344/ELECINF381 de Télécom ParisTech (occurrence 2011).

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Rosewheel : conception des cartes

Conformément à nos objectifs, nous avons passé la journée à établir les schémas électriques de notre carte logique et capteurs.

Vu la diversité des bus de communication de nos capteurs et le nombre d’entrées/sorties nécessaires, nous sommes d’abord partis sur un processeur de type STM32 possédant 64 broches contre 48 pour celui utilisé sur la carte de TP (le processeur reste le même). Après avoir fait l’assignement des broches nous nous sommes dit qu’il serait peut être plus simple d’essayer de brocher le STM32 sur un boitier de 48 broches. Nous avons donc fait deux modifications majeures vis-à-vis de notre modèle initial :

  • Au lieu d’utiliser un port SPI pour l’accéléromètre et un port I2C pour le gyroscope, nous avons choisi de tout multiplexer sur l’I2C. D’aprés nos calculs ça devrait pouvoir tenir le débit.
  • Au lieu d’utiliser 3 UARTs, nous n’utilisons que 2 UARTs et branchons sur la même UART le module Zigbee et l’UART de debug.

Nous nous sommes aussi rendu compte que le module Bluetooth que nous avions initialement choisi était maintenant déconseillé par le constructeur pour des applications Bluetooth récentes. Nous nous sommes donc rabattu sur le même module que celui utilisé l’année dernière par l’équipe Wheely.

La majeure partie étant faite (schéma électrique), nous ferons le placement et le routage dans le courant de la semaine prochaine afin de pouvoir bénéficier de conseils sur l’intégrité du signal notamment. Cela nous a laissé le temps de commencer notre carte de puissance. Nous n’avons néanmoins pas pu terminer le schéma électrique du fait de notre manque de connaissance en électronique de puissance (une petite aide serait la bienvenue). Globalement, la commande des moteurs brushless serait réalisé par 6 transistors MOSFET commandé par 6 PWM en sortie du processeur STM32. 3 capteurs à effet hall sont aussi présents afin de permettre au STM32 de connaitre à chaque instant la position du rotor par rapport aux stators du moteur.

Pour les schémas électriques de la carte de puissance nous nous sommes basés sur ce document : Contrôle Brushless.

Nous avons assigné plus de broches que nécessaire sur les cartes logiques et de puissance pour les sharps et les sonars afin de nous laisser la liberté de choisir ensuite plus précisément la meilleure configuration possible.

Le schéma de la carte logique et capteurs est disponible ici. Toute remarque est bienvenue.

Sur le même sujet :

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5 comments to Rosewheel : conception des cartes

  • Florent

    Juste pour info, il faudrait corriger le lien « Contrôle Brushless ».

  • Alexis Polti

    Je ne comprends pas bien vos schémas : où sont les capteurs, à quoi sert l’ISL6295, d’où vient l’alimentation, etc…

  • Alexis Polti

    En quoi est-ce plus simple de passer d’un 64 broches à un 48 broches ???

  • florian

    Le lien est corrigé, merci.

    En effet, pour le schéma nous sommes partis de la version corrigée de la carte du TP-STM32 et nous avons oublié de remplacer l’ISL6295 par l’accéléromètre LIS3LV02DL sur le port I2C. Par contre nous n’avons pas pu placer le gyroscope IMU-3000 car nous ne l’avons pas trouvé dans la bibliothèque de composants sur Mentor. Serait-il possible de l’y ajouter ?

    La seule raison qui nous obligeait à choisir un boitier 64 broches était le fait que nous utilisions un bus différent pour l’accéléromètre (SPI -> 4 broches) et le gyroscope (I2C -> 2 broches). Mais d’après nos calculs, avec un port I2C à 400Kbits/s et une fréquence de rafraîchissement de 200Hz par capteur, le multiplexage sur le port I2C des données des 2 capteurs nous semble possible.

    Pour l’alimentation, chaque carte sera connectée directement aux batteries et régulera elle même son alimentation. En effet, on craint que dans le cas où l’on ferait monter directement l’alimentation régulée par la carte de puissance vers la carte logique, celle-ci soit perturbée par les interférences électromagnétiques générées par les moteurs.

  • Clément

    Le schéma a été mis à jour au même lien.