Commande d’un capteur de champ magnétique par microcontrôleur can benjamin Mestre Michel Roussel

Annexe 3 : Programmes Labview
Trois versions de notre programme ont été réalisées sous Labview dont les faces avant sont très semblables. Pour ce qui est du code seule la conception change mais les différents états étant assez semblables nous ne détaillerons tous les états que d’un seul des trois programmes, le dernier utilisant une conception en machine à états.
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ace avant du programme Labview
Code Labview du premier programme :

Cette première version utilise la structure événement de Labview pour gérer toutes les interactions de l’utilisateur avec le programme en face avant. Ce système bien que fonctionnel possède plusieurs limites, la plus importante étant que lors de la mesure en continu du champ magnétique tout clic sur un autre bouton de l’interface autre que « Arret de la mesure » provoque une erreur dans le programme. Ce problème peut être contourné en désactivant tous les autres boutons de l’interface mais cela alourdi le code, cette version est donc fonctionnelle mais non optimale.
Code Labview de la deuxième version :

Cette nouvelle version utilise une conception de machine à états dont les états sont générés par une structure événements dans l’état qui attend les intéractions de l’utilisateur avec la face avant. Cette version ne présente pas de limitations particulières. Cependant l’utilisation de structure événement sous Labview semblant plutôt limitée au niveau professionnel une troisième version a été développée.
Code détaillé de la troisième version :
Cette version utilise une conception en machine à états comme on peut les trouver en exemple sur le site de National Instruments

Ce premier état est l’état d’initialisation qui ne s’exécute qu’une fois au lancement du programme. Une fois exécuté le programme passe en attente d’interactions entre l’utilisateur et sa machine.

Cet état est l’état d’attente d’intéraction de l’utilisateur avec l’interface. Lors du clic sur un bouton sa valeur passera à Vrai et viendra se placer dans notre tableau des états dont on analyse la composition toutes les 200ms lorsque cet état d’attente est l’état actuel du programme.

Ces deux états sont liés aux boutons capteur ON et capteur OFF permettant de préparer le capteur de champ à faire un mesure ou permettant au contrairement de couper les différents signaux nécessaires à la réalisation de mesures.

Cet état lié au bouton lancement de la mesure va réaliser une mesure monocoup ou permanente en fonction du mode choisi sur la face avant. Si l’acquisition est en mode continu il faudra cliquer sur le bouton « Arret de la mesure » pour la faire s’arrêter et rendre la main sur le programme.

Cet état est lié à la possibilité de faire des mesures de température/humidité et il ordonera ce type de mesure si l’utilisateur clique sur le bouton « Mesure » dans la partie « Gestion de la mesure d’humidité » de la face avant.

Cet état est le dernier qu’exécute le programme avant de se quitter lors de l’appui sur le bouton stop de la face avant. Il ferme aussi le port de communication RS 232

Annexe 4 : Cahier des charges

I. DESCRIPTION DU PROJET

1. 
   Présentation du projet
   

Le but du projet est d’effectuer une mesure absolue tridimensionnelle de champ magnétique via un capteur XENSOR 1200 3D par le biais d'une IHM, tout en connaissant les conditions expérimentales de température et d'humidité mesurées à l’aide d’un capteur SENSIRION SHT. Cette première étape permettra ensuite l’implémentation de ces capteurs sur un bras motorisé pour réaliser une cartographie tridimensionnelle du champ magnétique. Ce bras motorisé fait l’objet d’un autre projet réalisé par des élèves de l’INSA sous la tutelle de M. Cafarelli.

2. 
   Situation présente
   

Deux binômes se sont déjà intéressés à ce projet et ont mis en place une Interface Homme Machine (IHM) ainsi que les protocoles de communication nécessaires au fonctionnement des capteurs de champs magnétique, de température et d’humidité.

3. 
   Objectifs
   

Suite aux précédents projets le problème de la fiabilité du capteur de champs s’est posée. Notre première tâche sera de réalisé une étude pour vérifier le bon fonctionnement du capteur et des parties du programme qui lui sont associées. Si le problème se révèle logiciel notre seconde tâche sera de le corriger et si il est matériel il faudra envisager de remplacer le capteur par un autre.

La troisième tâche consistera à adapter le programme LabWindows\CVI sous Labview pour rendre l’IHM de mesure compatible avec l’IHM de commande du bras.

La quatrième tâche, si le projet de mise en place de la commande du bras motorisé est terminé, serait de mettre notre travail en commun avec celui de l’autre binôme en un seul et même programme Labview.

4. 
   Dates
   

Le projet sera réalisé entre le 11 Octobre 2011 et le 1^er Juin 2012.

II. REALISATION DU PROJET

1. 
   Matériel fourni
   

• 
  Un GBF
  
• 
  Un multimètre
  
• 
  Un oscilloscope
  
• 
  Un bloc CAN INFINEON avec microcontrôleur intégré C167
  
• 
  Des capteurs de champ magnétique de type XENSOR 1200 3D
  
• 
  Un capteur de température et d’humidité SENSIRION SHT
  
• 
  Des câbles de connectiques
  
• 
  Des cartes électroniques simplifiant l'interface capteur/microcontrôleur
  
• 
  Un PC muni des logiciels de développement LabWindows\CVI et un compilateur langage C pour le microcontrôleur C167
  
• 
  Une série de logiciels, comprenant une IHM (sous CVI), et la suite logicielle pour l’utilisation du microcontrôleur
  
• 
  Toute la documentation associée
  
• 
  Un bras motorisé avec les cartes de contrôle.
  

2. 
   Achats envisageables
   

• 
  Un nouveau capteur de champs magnétique si le précédent se révèle défectueux
  
• 
  Un câble adaptateur USB/RS-232.
  

3. 
   Contenu du projet
   

Le projet se découpe en plusieurs étapes :

Etape 0 : Prise en main du matériel

• 
  Maitrise de la programmation du microcontrôleur
  
• 
  Relecture et compréhension des programmes des années précédentes
  

Etape 1 : Etude de la fiabilité du capteur XENSOR 1200 3D

• 
  Création d’une procédure de test
  
• 
  Réalisation de plusieurs expériences
  
• 
  Analyse des résultats et prise de décision en accord avec les tuteurs
  

Etape 2 : Terminer le logiciel de mesure sous LabWindows\CVI

• 
  Modifier le code si les problèmes de capteur venaient de la communication
  
• 
  Adapter le code au nouveau capteur si un remplacement a été effectué
  

Etape 3 : Rendre les programmes de commande et de mesure compatible

• 
  Trouver les méthodes les plus efficaces d’utiliser le code LabWindows\CVI sous Labview ou du LabView sous LabWindows\CVI
  

Etape 4 : Réalisation d’une IHM commune avec le binôme travaillant sur le contrôle du bras motorisé.

• 
  Assembler sous un seul et même exécutable en Labview ou en LabWindows\CVI, notre programme de mesure avec celui du binôme réalisant le programme de contrôle
  
• 
  Construire un support pour le capteur et le fixer sur le bras motorisé.
  

4. 
   Estimation du temps de travail
   

150h pour chaque membre du binôme.

5. 
   Planning (cf Annexe 1)
   

III. Livrables
Livrable 1 : Résultats et analyses des mesures sur le capteur de champs (Mi-Décembre)

Livrable 2 : Le programme fini en CVI et le manuel d’utilisation associé (Mi-Janvier)

Livrable 3 : Le programme compatible sous Labview (si cette solution est celle retenue) et le manuel d’utilisation (Mi-Avril)

Livrable 4 : L'exécutable mis en commun avec le programme du contrôle du bras de l'autre binôme ainsi que les capteurs adaptés sur le bras (Mi-Mai).

IV. Risques envisagés
On peut aussi noter les problèmes de fiabilité de la chaine de mesure constatés les années précédentes et qui pourraient nous retarder. En cas de remplacement du capteur il faudra faire attention aux délais de livraison et à la disponibilité de capteurs compatibles (alimentation 5V).
Pour la dernière étape nous allons devoir travailler avec un autre binôme qui s’occupe de la commande du bras motorisé. Il y aura donc une contrainte forte liée à l’avancement de leur projet. Il y aura aussi une contrainte liée à la sous-traitance de la fabrication du porte-capteur.
Au niveau de la sécurité aucun risque n’est décelé au lancement du projet.

V. Dates importantes

• 
  6 Octobre 2011 : Première rencontre avec le tuteur et découverte du projet.
  
• 
  11 Octobre 2011 : Début du projet, et prise de connaissance des différents programmes existants.
  
• 
  21 octobre 2011 : Remise du cahier des charges détaillé.
  
• 
  18 ou 20 janvier 2012 : Soutenance à mi-parcours.
  
• 
  30 mai 2012 : Remise du rapport final.
  
• 
  6 juin 2012 : Soutenance finale.