P32. Acquisition de données par un PDA

P32. Acquisition de données
par un PDA
Année 2007
encadrants : M. Z. Y. WU – Département OPT, J. TRUBUIL – Département SC, D. GUÉRIOT – Département ITI.
partenaires : M. M. LE MENN, SHOM ­ Service Hydrographique et Océanographique de la Marine Mots clés : PDA ; salinomètre ; laser ; carte d'acquisition ; microcontrôleur ; communication série ; RS232 ; CAN ; PSD ; C# ; PSU
Résumé : Conception et réalisation d'une carte d'acquisition de données issues d'un salinomètre. La carte comporte un microcontrôleur commandant l'allumage du salinomètre, et un convertisseur analogique/numérique permettant de transformer les tensions fournies par le salinomètre. Les données reçues sont ainsi enregistrées sur un PDA, sur lequel est implémenté un logiciel permettant de paramétrer les acquisitions et d'afficher les résultats.
1. Présentation et contexte du projet.
Le SHOM a besoin, pour ses activités, d'effectuer des relevés très précis de salinité d'échantillons d'eau. Au laboratoire d'optique de l'ENST Bretagne, un salinomètre de grande précision a été mis au point et fait actuellement l'objet d'une thèse. Le but du projet est donc de proposer un système pouvant commander le salinomètre et recueillir les données issues de celui­ci, en exploitant sa précision appropriée. D'autre part, le système devra être étanche et autonome en énergie pour être utilisé en tant que système embarqué en mer pendant une certaine durée.
2. Méthodologie développée pour aboutir.
À partir de l'inventaire des contraintes et des objectifs à atteindre, nous avons découpé le système en grandes parties fonctionnelles sur un premier étage, puis décliner chaque partie en un second étage plus détaillé. Le premier étage contient les grands ensembles qui composent le système : PDA, CAN/Microcontrôleur, Ingénierie du système, cette dernière partie assurant la cohérence et le fonctionnement de l'ensemble des parties. Le second étage de la partie PDA est constitué du choix du PDA, de la solution logicielle à implémenter et du protocole de communication avec la carte. Le second étage de la partie CAN/Microcontrôleur est constitué du choix des composants et du design de la carte. La partie ingénierie du système est composée du dossier de calcul, de l'analyse de la maintenance, de l'intégration du système et de la gestion du lot ingénierie.
3. Développement des différentes tâches et principaux résultats.
31. Ingénierie du système
À partir de nos connaissances dans le domaine de l'électronique, nous avons pu établir un dossier de calcul permettant de dimensionner les différents composants : précision de la salinité (idéalement 0,0001 PSU), voltages (6V max en sortie du PSD du salinomètre), nombre de bits du CAN (16 bits), délai de transmission... D'autre part, l'intégration du système et la gestion du lot ingénierie se sont déroulés tout au long du projet, avec l'apport des encadrants techniques.
32. PDA
Outre son prix, la mémoire vive (64Mo), ainsi que la présence d'un port de communication (COM) ont été les éléments techniques déterminants dans le choix du PDA (Acer n310). La conception de la partie logicielle a donné lieu à l'apprentissage du C# [1] dans l'environnement de développement VisualStudio muni d'un émulateur PDA. Enfin, un protocole de communication RS232 a été mis en place pour l'envoi des paramètres d'acquisition au microcontrôleur de la carte électronique.
33. CAN/Microcontrôleur
Le CAN et le microcontrôleur (PIC18F2455 Microchip) ont été choisis en fonction du dossier de calcul et des contraintes d'acquisition du système. Leur implémentation a été faite sur les bases de nos connaissances théoriques et pratiques de l'électronique et des datasheets des composants.
4. Conclusions et perspectives.
Le système nous permet actuellement de réaliser des acquisitions de salinité sur une plage de 0 à 40 PSU, avec une précision de 0,001 PSU (CAN 12 bits). La carte d'acquisition et le PDA communiquent, et la solution logicielle mise en place est simple d'utilisation, et les paramètres de prise de données configurables.
Le système est actuellement fonctionnel en laboratoire. Pour les développements futurs, on pourra implémenter un CAN de 16 bits pour une résolution optimale de la salinité. L'outil final pourra être miniaturisé et intégré au salinomètre dans un caisson étanche muni d'une batterie pour des sessions d'acquisitions en mer d'une durée plus longue.
Bibliographie
[1] J. Bakmezdjian, A. Mauclerc . “Programmation Mobile avec C# .NET ­ Pocket PC, Smartphone et Tablet PC”. Dunod/01 Informatique. Collection InfoPro. 2004