Principes des capteurs et Interfaces de communication
Ref: 3SQ3070
Description
Les capteurs sont nécessaires pour mesurer les
signaux et les paramètres inconnus d'un système et de son environnement.
En particulier, les capteurs sont nécessaires pour surveiller un
système et en apprendre davantage sur celui-ci. Ces connaissances seront
utiles non seulement pour faire fonctionner ou contrôler le système,
mais aussi à de nombreuses autres fins, telles que la surveillance des
processus, la modélisation expérimentale, l'analyse de l'environnement,
la détection et le diagnostic des défaillances, la génération
d'avertissements et la surveillance. En général, les signaux en sortie
de divers capteurs sont de type analogique alors que les entrées/sorties des systèmes numériques sont nécessairement présentes sous forme numérique.
Par conséquence, outre l'étude de la partie traitement numérique, le
développement d'un système embarqué complet nécessite d'apprendre à
reconnaître les phénomènes analogiques, de tenter de retenir la majorité
des phénomènes observés à l'aide d'un bloc de conditionnement du
signal, puis de convertir le signal analogique en signal numérique à
l'aide d'un convertisseur analogique-numérique avant de l'envoyer à
l'unité de traitement numérique à l'aide de divers protocoles de
communication numérique standard.
Période(s) du cours
SM10
Prérequis
Connaissances de base en électronique analogique & numérique
Notions de base en traitement de signal (échantillonnage, corrélation, convolution, filtrage, transformée de Fourier)
Syllabus
Le cours est organisé en quatre parties:
- Capteurs et principes fondamentaux
- Conditionnement des signaux analogiques
- Convertisseurs analogique-numérique et numérique-analogique
- Protocoles de communication série (I2C, SPI, UART, ...)
Composition du cours
Pédagogie participative ( 30 % cours, 70% TDs & TPs)
Ressources
Cours magistraux, TDs et séances de TPs avec
étude de cas
Outils de simulation : LTspice, , STM32Cube IDE
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
Le cours "Capteurs et interfaces de communication"
apportera aux
élèves les connaissances nécessaires pour:
-
Analyser, justifier et
dimensionner les composants et les interfaces
adéquats pour une application spécifique.
-
Modéliser et évaluer le bruit de quantification et les caractéristiques statiques des ADC/DAC
-
Comprendre les protocoles de communication (SPI,I2C, UART,...)
- Résoudre les problèmes de choix qui découlent d'un cahier des charges (capteur, conditionneur du capteur, transport des informations,..)
Support de cours, bibliographie
1- Wilson, J.S. Sensor Technology Handbook; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2004;
2- Das A. Signal Conditioning: An Introduction to Continuous Wave, Communication and Signal Processing, Springer Verlag, Berlin - Heidelberg, 2012;
3- R. V. de Plassche CMOS Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters New York; Springer, 2003;
4- Louis E. Frenzel. Handbook of serial communications interfaces: a comprehensive compendium of serial digital input/output (I/O) standards. Newnes, an imprint of Elsevier, 2016;