Atelier de fabrication communautaire
de Polytechnique Montréal

Nos coordonnées
Local: L3812.1C (à l’entrée du Garage Lassonde, 3e étage)
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Informatique embarquée et électronique

De PolyFab Normand Brais

Informatique embarquée et électronique

Responsable: Jérôme Collin, jerome.collin@polymtl.ca

Co-responsable: Michel Dagenais, michel.dagenais@polymtl.ca

Introduction

Du grille-pain aux voitures, pratiquement tous les appareils contiennent maintenant un micro-contrôleur et du logiciel. Le laboratoire offre des facilités pour construire les circuits électroniques (circuits imprimés, soudure...), pour les programmer et pour en faire la mise au point (sources de tension, oscilloscopes...). Plus encore, le laboratoire regroupe de nombreuses personnes qui ont une solide expertise en ce domaine.

Considérations de sécurité

Les systèmes embarqués et les capteurs et actuateurs associés sont en général beaucoup moins dangereux que l'usinage à haute vitesse ou le soudage à arc. Néanmoins, certaines précautions sont requises pour leur fabrication, leur assemblage et leur mise au point.

  • Les petits outils et les broches des composantes sont coupants et piquants. Lorsqu'on coupe les broches des composantes, les petits morceaux peuvent être projetés à grande vitesse. Il faut donc les orienter pour qu'ils soient projetés vers le bas et avoir en tout temps une protection oculaire pendant cette étape pour tous ceux qui sont à proximité.
  • Lors du soudage, le fer chaud et l'étain fondu peuvent causer des brûlures. Le fil d'étain à souder contient en son cœur un flux de brasage, produit chimique dont les vapeurs sont corrosives et irritantes. Pour cette raison, un extracteur de fumée doit être utilisé.
  • Lors de la mise en marche d'un circuit, il faut faire attention aux risques de décharge électrique si le voltage et le courant sont assez élevés. Une bonne précaution est de toujours limiter le courant permis à la valeur attendue sur les sources de tension.
  • On considère généralement que des voltages de 5V ou 12V présentent peu de danger de choc électrique pour l'humain alors que 110V peut être très dangereux, selon les conditions. Le seuil au-delà duquel des précautions particulières doivent être prises est souvent aux environs de 48V, tension utilisée dans certains circuits téléphoniques.
  • Certaines composantes peuvent brûler et même exploser dans le cas des condensateurs électrolytiques s'ils sont montés avec la mauvaise polarité. Il est donc recommandé de bien vérifier les polarités et d'avoir un boîtier comme protection si de gros condensateurs sont utilisés.
  • Les gros condensateurs présentent aussi un danger car ils peuvent accumuler beaucoup d'énergie, qui peut encore être présente même si le circuit est déconnecté; ceci est particulièrement le cas si on court-circuite par inadvertance les deux bornes du condensateur.
  • Il faut faire attention à tout ce qui pourrait pendre et toucher au circuit sous tension par inadvertance, bijoux en métal et même cheveux ou vêtements.
  • En tenant compte des situations mentionnées précédemment, il est important d'avoir des lunettes de sécurité, particulièrement pour les opérations de coupe de broches, de soudure et de mise sous tension de condensateurs.
  • Il faut s'assurer d’éteindre les appareils lorsqu'il ne sont plus utilisés en fin de séance de travail parce qu'il consomment de l'énergie et surtout parce qu'ils peuvent provoquer un incendie s'ils sont laissés sans surveillance (surtout les appareils de soudure).
  • Il faut aussi faire attention aux longs fils et essayer de conserver un montage clair et bien disposé, pour éviter tout mouvement accidentel qui pourrait avoir des répercussions en chaîne dangereuses.
  • Il va de soi que des substances inflammables ne doivent pas être utilisées autour des fers à souder. Pensez aussi que les vêtements synthétiques peuvent prendre feu rapidement et provoquer des brûlures.

Liste des équipements

Un espace est disponible avec une ensemble d'appareils de laboratoire d'électronique:


Appareils electro.jpg


Un espace est disponible avec ce qu'il faut pour souder manuellement:


PosteSoudure.jpg

Outils complémentaires pour l'électronique

  • Pinces à long nez
  • Pinces coupantes ("Flush Cutter")
  • Brucelles (pinces auto-bloquantes)
  • Tiges pour aides à la soudure
  • Tournevis plat très petit
  • Tournevis philips no 1
  • Tournevis philips no 2
  • Ensemble de micro-tournevis
  • Ensemble pour ouvrir une tablette ou un téléphone
  • Pinces à sertir pour connecteur ruban
  • Pinces pour sertir des connecteurs RJ-45
  • Pinces à sertir pour connecteur Molex (assez universelles)
  • Pince dénudeuse ordinaire ajustable
  • Pince dénudeuse ("gauge" 8-22)
  • Pince dénudeuse ("gauge" 20-30)
  • "Breadboard" et ensemble de fils mono-brin
  • connecteurs BNC
  • Ensemble de fils avec pinces aux extrémités
  • Câbles bananes Pomona de diverses couleurs
  • Pompe à dessouder manuelle
  • Loupe avec 3ème main
  • Distributeur d'étain
  • Bouteille d'eau pour éponges

Vidéos sur youTube

Le canal "Jerome Collin" sur youTube contient des listes de lecture pour le cours INF1995 et PolyFab car il y a des recoupements importants entre les deux. Les même listes se retrouvent aussi à http://www.groupes.polymtl.ca/inf1995/video/.

  • Introduction à PolyFab, la source de tension B+K Precision 1550, l'oscilloscope Rigol MSO 1104Z et la station de travail Weller WR3ME. Sur youTube.
  • Introduction à la soudure et aux pièces en électronique (du cours INF1995). sur youTube
  • Comment utiliser la source de tension et le multimètre. Les modèles ici sont semblables à ceux de PolyFab. sur youTube.
  • Introduction à l'oscilloscope Agilent/Keysight MSO série 6000 (du cours INF1995). Pour comprendre comment régler un oscilloscope de façon générale. sur youTube

L'oscilloscope Rigol MSO 1104Z est très complexe et peut demander des explications supplémentaires et plus poussées que ce qui a été montré précédemment. Deux vidéos vont dans ce sens sur youTube: un qui évalue sommairement le produit et un autre plus long qui explore en détail ce modèle.

Ressources

Le cours de projet intégrateur de première année en génie informatique et génie logiciel, INF1995, enseigne justement comment assembler, programmer et mettre au point un système embarqué sur un petit véhicule à trois roues et pourvu de nombreux capteurs. Le matériel de ce cours est d'excellente qualité et est disponible à tous.

Le Site du cours INF1995 est probablement la meilleure source de matériel à utiliser pour commencer dans ce domaine. Les onglets Matériel, Logiciel, Guides, Vidéos et Références sont particulièrement utiles. On y retrouve un guide et un vidéo sur comment souder des composantes sur un circuit imprimé, une liste des commerces montréalais dans le domaine, une liste de documents et livres pour approfondir le sujet et bien d'autres choses.

Par ailleurs, la bibliothèque de Polytechnique Montréal prête deux ensembles d'expérimentation de micro-contrôleurs, Arduino et Raspberry Pi. Ces ensembles viennent avec le micro-contrôleur, le bloc d'alimentation, un livre et un jeu de capteurs, plus de détails sont disponibles ici, Microcontrôleurs.

Le domaine de l'informatique embarquée et de l'électronique est vaste et plusieurs sujets sont discutés plus en détail dans des sections distinctes.

Plans futurs

Nous aimerions offrir plus de matériel pour l'expérimentation, un peu comme c'est déjà le cas avec des ensembles pour expérimenter avec les micro-contrôleurs Arduino et Raspberry Pi. Nous ciblons quelques cartes avec des circuits programmables FPGA, et des moteurs servo et pas à pas ainsi que les circuits électroniques de commande. Nous aimerions aussi compléter l'équipement afin de permettre la construction de circuits montés en surface. La fraiseuse Roland peut permettre de graver des circuits imprimés simples mais ceci reste encore à essayer et documenter. Pour plus de détails, vous pouvez consulter ou contribuer à la liste de Plans futurs pour l'informatique embarquée et électronique.