« Stella2:integration » : différence entre les versions

De Les ballons de Jausiers
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Cette page contiendra la liste définitive des différents modules électroniques liés à l'[[Ordinateur_de_bord|ordinateur de bord]]: les [[Capteurs|capteurs]], le module d'[[Lien_sans-fil|émission RF]] et le système d'alimentation et de [[Ordinateur_de_bord#R.C3.A9gulation_efficace_de_la_tension|régulation de tension]]. L'implantation physique de ces éléments sera aussi étudiée, ainsi que la programmation de l'ordinateur de bord.
Cette page contiendra la liste définitive des différents modules électroniques liés à l'[[Ordinateur_de_bord|ordinateur de bord]]: les [[Capteurs|capteurs]], le module d'[[Lien_sans-fil|émission RF]] et le système d'alimentation et de [[Ordinateur_de_bord#R.C3.A9gulation_efficace_de_la_tension|régulation de tension]]. L'implantation physique de ces éléments sera aussi étudiée, ainsi que la programmation de l'ordinateur de bord.


Pour l'instant, elle contient des listes de choix possibles, pour avoir toutes les informations importantes au même endroit.
=Liste du matériel acquis=


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
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!Intensité
!Intensité
|-
|-
|Batteries 2 piles lithium 1.5V
|Arduino Uno v3
|DC
|tout
|3V
|5V
|‑
|oui
|2000mAh?
|dépend du code
|-
|[http://www.dx.com/p/xd-05-arduino-arduino-data-logging-shield-module-244273 Shield carte SD]
|tout
|3.3V
|embarquée
|?
|-
|Emetteur RF [http://www.radiometrix.com/ntx2b NTX2B-434.375-10]
|entrée CMOS 3V logique
|entre 3 et 18V, actuellement monté en 5V arduino
|embarquée
|18mA
|-
|[[Capteurs#GPS|GPS]] [http://ava.upuaut.net/store/index.php?route=product/product&product_id=68 uBLOX MAX-7Q HAB supplies 5V breakout]
|I²C ou série, actuellement série
|5V
|embarquée
|22mA max
|-
|[[Capteurs#Temp.C3.A9rature|Capteurs T1 et T2]]
|Dallas 1-Wire, entre 3 et Vdd
|3 à 5.5V, actuellement Vdd=5V arduino
|nécessaire, tension de l'arduino
|1.5mA max
|-
|-
|Régulateur réhausseur de tension?
|[[Ordinateur_de_bord#R.C3.A9gulation_efficace_de_la_tension|Régulateur réhausseur de tension?]] VOLT1
|DC/DC
|DC/DC
|5V
|5V
|fournit le 5V
|fournit le 5V
|600mA
|600mA max
|-
|-
|GPS uBLOX-7Q ou 7C
|[[Ordinateur_de_bord#Niveau_des_signaux_des_diff.C3.A9rents_composants|Adaptateur de niveaux?]] LEVCONV1
|Numérique I²C
|DC/DC
|2.7V - 3.6V
|5V - piles
|non, piles
|fait un sous-réseau basse-tension pour capteurs I2C
|22mA max
|?
|-
|-
|Capteur pression P1
|Capteur pression [[Capteurs#Pression|P1]]
|Analogique 0.5 - 4.5V
|Analogique 0.5 - 4.5V
|5V
|5V
|oui
|nécessaire
|8mA
|8mA
|-
|-
|Capteur pression P2
|Capteur pression [[Capteurs#Pression|P2]] et température T3
|Numérique I²C
|Numérique I²C
|1.8 - 3.6V
|1.8 - 3.6V
|non, piles
|non, piles
|30µA
|30µA
|}
Et deux récepteurs RF :
* RTL-SDR R820T, connecteur d'antenne en MCX
* FunCube Dongle Pro+, connecteur d'antenne en SMA
=Liste du matériel prévu=
Cette liste n'est pas définitive ni obligatoire. Un émetteur plus puissant serait plus facile à recevoir mais consomme plus d'énergie et prendrait trop de temps à tester.
{| class="wikitable"
!Composant
!Type I/O
!Tension
!Régulation
!Intensité
|-
|-
|Capteur de température T1, Graeme?
|Batteries 2 [[Ordinateur_de_bord#Batteries_et_tensions|piles lithium]] 1.5V
|Numérique I²C
|DC
|?
|3V
|?
|‑
|2000mAh?
|-
|-
|Emetteur RF TX3H 450mW
|Emetteur RF [http://radiometrixstore.com/transmitters/tx3h-wide-band-450mw-transmitter-frequency-869-50mhz.html TX3H] en mode 100mW
|Numérique TTL 5V
|Numérique TTL 5V
|5V
|5V
|oui
|nécessaire
|310mA
|environ 100mA?
|}
|}


'''Problème restant:''' comment faire communiquer en I²C l'arduino qui est en 5V et les capteurs qui sont alimentés par les piles ?
'''Il manque actuellement''' les piles et les antennes. Le TX3H sera testé après Stella-2.
 
==Liste des revendeurs possibles==
 
'''En France:'''
* CONRAD : le breakout sparkfun [http://www.conrad.fr/ce/fr/product/095478/Module-capteur-de-pression-atmosphrique-SparkFun-SPK11824?ref=list BAR0] (BMP180) pour '''CAPTEUR P2''' (12.90 EUR)
 
'''En Europe:'''
* UK/FR - HobbyTronics
** le breakout sparkfun [http://fr.hobbytronics.co.uk/bmp180 BAR0] (BMP180) pour '''CAPTEUR P2''' (9.36 EUR)
** le breakout pololu [http://fr.hobbytronics.co.uk/u1v10f5-5v-regulator 5V step-up U1V10F5] 90% eff, 1.2A pour '''VOLT1''' (4.39 EUR)
** le breakout pololu [http://fr.hobbytronics.co.uk/pololu-5v-boost-regulator 5V Boost NCP1402] 200mA max pour '''VOLT1''' (6.47 EUR)
** le breakout sparkfun [http://fr.hobbytronics.co.uk/ncp1402-stepup-5v NCP1402-5V DC-DC Step-Up] 200mA max pour '''VOLT1''' (5.22 EUR)
** le breakout sparkfun [http://fr.hobbytronics.co.uk/logic-level-converter-4channel Logic Level Converter Bi-Directional] 4 pins pour '''LEVCONV1''' (2.66 EUR)
** le breakout hobbytronics [http://fr.hobbytronics.co.uk/logic-level-4-v2 4-Way Bi-directional Logic Level Converter V2] pour '''LEVCONV1''' avec un régulateur qui ne nous sert pas (4.70 EUR)
** le breakout hobbytronics [http://fr.hobbytronics.co.uk/microsd-card-regulated-v2 MicroSD Breakout Board Regulated with Logic Conversion V2] pour le data logger (9.40 EUR).
* SK - RLX
** le breakout sparkfun [http://www.rlx.sk/en/pressure-flex-rpm-gas/2212-barometric-pressure-sensor-bmp180-breakout-sparkfun-sen-11824.html BAR0] (BMP180) pour '''CAPTEUR P2''' (6.64 EUR)
** le breakout pololu [http://www.rlx.sk/en/power-supply-control-boards/3009-pololu-5v-step-up-voltage-regulator-ncp1402-pololu-798.html Step-Up Voltage Regulator NCP1402] pour '''VOLT1''' 200 mA max, (4.56 EUR)
** le shield mikroElektronika [http://www.rlx.sk/en/power-supply-control-boards/675-battery-boost-shield-mikroelektronika-8606015070247.html Battery Boost 2xAAA] 350 mA pour '''VOLT1''' (12.60 EUR)
** le breakout sparkfun [http://www.rlx.sk/en/various-boards/1984-logic-level-converter-sparkfun-bob-11978.html logic level converter] 4 pins pour '''LEVCONV1''' (2.38 EUR)
** le breakout sparkfun [http://www.rlx.sk/en/various-boards/1985-logic-level-converter-bi-directional-sparkfun-bob-12009.html Logic Level Converter Bi-Directional] 4 pins pour '''LEVCONV1''' (3.59 EUR)
** le breakout adafruit [http://www.rlx.sk/en/various-boards/1560-4-channel-i2c-bi-directional-logic-level-converter-bss138-adafruit-757.html I2C Bi-directional Logic Level Converter] 4 pins pour '''LEVCONV1''' (4.49 EUR)
** le breakout adafruit [http://www.rlx.sk/en/various-boards/2841-txb0104-bi-directional-level-shifter-adafruit-1875.html TXB0104 Bi-Directional Level Shifter] 4 pins direction auto-detect pour '''LEVCONV1''' (5.28 EUR)
** un module d'émission RF [http://www.rlx.sk/en/433mhz-868mhz-915mhz-24ghz/2924-trf-click-mikroe-1535-telit-le70-868-868-mhz-transceiver-module.html tRF click] 868 MHz, 500 mW (47.64 EUR)
* UK - Proto-PIC
** le breakout sparkfun [http://proto-pic.co.uk/barometric-pressure-sensor-bmp180-breakout/ BAR0] (BMP180) pour '''CAPTEUR P2''' (8.04 GBP)
** le breakout sparkfun [http://proto-pic.co.uk/logic-level-converter/ logic level converter] pour '''LEVCONV1''' (1.01 GBP)
** le breakout adafruit [http://proto-pic.co.uk/4-channel-i2c-safe-bi-directional-logic-level-converter-bss138/ bi-directional logic level converter] 4 pins avec des FETs BSS138 pour '''LEVCONV1''' (3.32 GBP)
* SE - Lawicel Shop
** le breakout sparkfun [http://www.lawicel-shop.se/prod/_1045178/_64668/ENG/EUR BAR0] (BMP180) pour '''CAPTEUR P2''' (7.88 EUR)
** tous les breakouts sparkfun et adafruits [http://www.lawicel-shop.se/find.aspx?lng=ENG&cur=EUR&searchstring=level%20converter déjà mentionnés] pour '''LEVCONV1'''
* UK - SK Pang
** les 3 breakouts sparkfun [http://skpang.co.uk/catalog/sensors-pressure-c-169_172.html BAR0, MPL115A1 et MPL3115A2] pour '''CAPTEUR P2''' (8.28 , 10.68, 12.12 GBP)
** le breakout sparkfun [http://skpang.co.uk/catalog/lipower-boost-converter-p-832.html LiPower] à modifier pour '''VOLT1''' (12.24 GBP)
** le breakout sparkfun [http://skpang.co.uk/catalog/ncp14005v-stepup-breakout-p-519.html NCP 1400 5V] indiqué à 100 mA ici pour '''VOLT1''' (5.04 GBP)
** le breakout sparkfun [http://skpang.co.uk/catalog/logic-level-converter-p-511.html logic level converter] 4 pins pour '''LEVCONV1''' (2.40 GBP)
** le breakout adafruit [http://skpang.co.uk/catalog/4channel-i2csafe-bidirectional-logic-level-converter-bss138-p-1147.html Bi-directional Logic Level Converter] 4 pins, BSS138 FETs pour '''LEVCONV1''' (3.48 GBP)
* BE - MC HOBBY: le breakout adafruit [http://shop.mchobby.be/breakout/397-bmp085-senseur-de-pression-barometrique-temperature-altitude-33-et-5v.html BMP 180] pour '''CAPTEUR P2''' (11.59 EUR)
 
=Montage électronique=
[http://www.gammon.com.au/images/ArduinoUno_R3_Pinouts.png Pinout de l'Arduino Uno rev3 (image)]
 
Le GPS est connecté en SoftwareSerial sur les pins 2 et 6. Le NTX est sur le 3 en numérique. Une DEL rouge est connéctée sur le port 4, une verte sur le 5. Le réseau Dallas 1-Wire pour les capteurs de température est sur le port 7. Le réseau SPI, utilisé par la carte SD, utilise les ports 10 à 13. La tension des piles sera mesurée sur A0. Le capteur de pression analogique sera sur A1. Le capteur de pression numérique sera sur l'I2C, donc A4 et A5, en passant par l'adaptateur de niveau logique. Le régulateur de tension sera sur le pin 5V.
 
Le régulateur de tension mis en place est finalement le [http://www.pololu.com/product/798 Pololu basé sur le NCP1402]. Sa tension de sortie a été mesurée à 5.01V, ce qui est plutôt génial vu sa tolérance de 2.5%. Il faut ajouter un condensateur électrolytique d'au moins 33µF en sortie, comme préconisé par Pololu en fait, pour lisser un peu les vagues quand l'intensité tirée varie, genre quand la RF ou un ADC sont actifs, parce que ça fait dévier légèrement la RF pendant l'envoi du signal, et ça le rend difficile à décoder.
 
Le capteur de pression numérique BMP180 ([https://www.sparkfun.com/products/11824 breakout Sparkfun]) est monté sur un réseau électrique indépendant, directement sur les piles, pour une meilleure efficacité. Son signal I2C est mis à niveau avec ce [https://www.sparkfun.com/products/12009 convertisseur de niveau Sparkfun]. Note pour l'avenir : si un autre capteur I2C est connecté sur le même réseau, il faudra supprimer la résistance de pull-up du capteur, en déssoudant le pont soudé dessus, comme expliqué [https://learn.sparkfun.com/tutorials/bmp180-barometric-pressure-sensor-hookup- ici (la doc Sparkfun)].
 
Le NTX est connecté au 5V sur ses pattes EN(able) et Vcc. La TXD est connectée à la sortie numérique de l'Arduino par un pont diviseur de tension pour arriver à environ 3V :
 
                        TXD
                        |
GND -------- 4.7k ------------- 4;7k --------- 5V
                        |
                        47k
                        |
                Arduino digital out
 
Le GPS est relié directement au 5V puisque c'est le modèle avec convertisseurs de tension et de signaux.
 
'''TODO:''' La tension de la batterie peut être mesurée directement par un port d'entrée analogique de l'Arduino, seulement s'il n'y a aucun risque que la tension de l'arduino tombe en dessous de celle des piles. Dans le doute, il vaudra mieux mettre une résistance ou un pont diviseur de tension.

Dernière version du 3 août 2014 à 21:24

Cette page contiendra la liste définitive des différents modules électroniques liés à l'ordinateur de bord: les capteurs, le module d'émission RF et le système d'alimentation et de régulation de tension. L'implantation physique de ces éléments sera aussi étudiée, ainsi que la programmation de l'ordinateur de bord.

Liste du matériel acquis

Composant Type I/O Tension Régulation Intensité
Arduino Uno v3 tout 5V oui dépend du code
Shield carte SD tout 3.3V embarquée ?
Emetteur RF NTX2B-434.375-10 entrée CMOS 3V logique entre 3 et 18V, actuellement monté en 5V arduino embarquée 18mA
GPS uBLOX MAX-7Q HAB supplies 5V breakout I²C ou série, actuellement série 5V embarquée 22mA max
Capteurs T1 et T2 Dallas 1-Wire, entre 3 et Vdd 3 à 5.5V, actuellement Vdd=5V arduino nécessaire, tension de l'arduino 1.5mA max
Régulateur réhausseur de tension? VOLT1 DC/DC 5V fournit le 5V 600mA max
Adaptateur de niveaux? LEVCONV1 DC/DC 5V - piles fait un sous-réseau basse-tension pour capteurs I2C ?
Capteur pression P1 Analogique 0.5 - 4.5V 5V nécessaire 8mA
Capteur pression P2 et température T3 Numérique I²C 1.8 - 3.6V non, piles 30µA

Et deux récepteurs RF :

  • RTL-SDR R820T, connecteur d'antenne en MCX
  • FunCube Dongle Pro+, connecteur d'antenne en SMA

Liste du matériel prévu

Cette liste n'est pas définitive ni obligatoire. Un émetteur plus puissant serait plus facile à recevoir mais consomme plus d'énergie et prendrait trop de temps à tester.

Composant Type I/O Tension Régulation Intensité
Batteries 2 piles lithium 1.5V DC 3V ‑ 2000mAh?
Emetteur RF TX3H en mode 100mW Numérique TTL 5V 5V nécessaire environ 100mA?

Il manque actuellement les piles et les antennes. Le TX3H sera testé après Stella-2.

Liste des revendeurs possibles

En France:

  • CONRAD : le breakout sparkfun BAR0 (BMP180) pour CAPTEUR P2 (12.90 EUR)

En Europe:

Montage électronique

Pinout de l'Arduino Uno rev3 (image)

Le GPS est connecté en SoftwareSerial sur les pins 2 et 6. Le NTX est sur le 3 en numérique. Une DEL rouge est connéctée sur le port 4, une verte sur le 5. Le réseau Dallas 1-Wire pour les capteurs de température est sur le port 7. Le réseau SPI, utilisé par la carte SD, utilise les ports 10 à 13. La tension des piles sera mesurée sur A0. Le capteur de pression analogique sera sur A1. Le capteur de pression numérique sera sur l'I2C, donc A4 et A5, en passant par l'adaptateur de niveau logique. Le régulateur de tension sera sur le pin 5V.

Le régulateur de tension mis en place est finalement le Pololu basé sur le NCP1402. Sa tension de sortie a été mesurée à 5.01V, ce qui est plutôt génial vu sa tolérance de 2.5%. Il faut ajouter un condensateur électrolytique d'au moins 33µF en sortie, comme préconisé par Pololu en fait, pour lisser un peu les vagues quand l'intensité tirée varie, genre quand la RF ou un ADC sont actifs, parce que ça fait dévier légèrement la RF pendant l'envoi du signal, et ça le rend difficile à décoder.

Le capteur de pression numérique BMP180 (breakout Sparkfun) est monté sur un réseau électrique indépendant, directement sur les piles, pour une meilleure efficacité. Son signal I2C est mis à niveau avec ce convertisseur de niveau Sparkfun. Note pour l'avenir : si un autre capteur I2C est connecté sur le même réseau, il faudra supprimer la résistance de pull-up du capteur, en déssoudant le pont soudé dessus, comme expliqué ici (la doc Sparkfun).

Le NTX est connecté au 5V sur ses pattes EN(able) et Vcc. La TXD est connectée à la sortie numérique de l'Arduino par un pont diviseur de tension pour arriver à environ 3V : 

                       TXD
                        |
GND -------- 4.7k ------------- 4;7k --------- 5V
                        |
                       47k
                        |
               Arduino digital out

Le GPS est relié directement au 5V puisque c'est le modèle avec convertisseurs de tension et de signaux.

TODO: La tension de la batterie peut être mesurée directement par un port d'entrée analogique de l'Arduino, seulement s'il n'y a aucun risque que la tension de l'arduino tombe en dessous de celle des piles. Dans le doute, il vaudra mieux mettre une résistance ou un pont diviseur de tension.

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