3. Travaux réalisés

La carte ESC rassemble une partie de commande (avec le microcontrôleur S5D9), et une partie de puissance (drivers, MOSFET, sorties moteurs...). Ces deux parties étant étroitement liées, le travail s'est effectué de manière parallèle sur les deux parties pendant la majorité du projet. L'objectif était ainsi de maximiser le temps de développement, tout en ayant une cohérence sur les tâches réalisées ; il n'est par exemple pas très utile de vouloir optimiser un programme de contrôle moteur, si le PCB de la carte n'est pas imprimé et soudé.
Cette section décrit et explique donc l'ensemble des travaux du projet.

3.1. Partie commande

Dans cette partie, sera vu toute la programmation de tous ce qui est nécessaire à la carte. Tout d’abord le contrôle commande du moteur à l’aide du logiciel e2studio et la librairie Synergy. Ensuite les bus de communication seront vu avec cette même librairie. L’explication sera faite sur le microcontrôleur S5D9, qui fait partie de la gamme S5, ce dernier à une horloge interne à 20 MHz. Le microcontrôleur pourra gérer le contrôle moteur et les différents bus de communication tel que l’I2C, UART, CAN 2.0 et l’USB.

3.1.1. Contrôle commande du moteur brushless triphasé

Tout d’abord des recherches ont été faites sur les différentes manières de faire un contrôle commande d’un moteur triphasé du type brushless. La manière de piloter le moteur brushless est d’avoir une alimentation triphasée, qui n’est pas facilement réalisable, figure suivante.

Pour que le moteur puisse tourner, ce dernier doit voir à l’entrée de ses bornes ce type d’alimentation. Ceci est réalisable en créant une MLI du type Sinus pour chacune de ses phases. La méthode consiste à recomposer un sinus en le découpant en une somme de MLI, de périodes égales, pour au final obtenir une moyenne formant le sinus avec une période connue.

Pour piloter le moteur, il faut contrôler chaque MOSFET indépendamment afin d’alimenter deux phases du moteur pour qu’il puisse tourner. De plus dans une branche, le MOSFET haut et le MOSFET bas ne peuvent pas être actif au même moment pour éviter un court-circuit, il faudra faire attention à ce qu’ils soient complémentaires. Enfin les trois branches seront déphasés de 120° entre elles. Voir la figure suivante pour la définition des termes utilisés précédemment.

Le type de contrôle du moteur et les éléments à piloter sont connus, la programmation du contrôle peut commencer. Pour cela, il a fallu configurer le logiciel (e2studio) et ensuite faire la partie programmation.
Pour commencer, il faut d’abord créer un projet en fonction du microcontrôleur utilisé et bien choisir « Blinky with ThreadX » comme dans la figure ci-dessous.

Après avoir choisi la bonne configuration de projet et du microcontrôleur voulu, la configuration des Thread reste à faire. Il faut donc ajouter trois Timers pour cette application, un pour chaque branche. Les configurer afin de réaliser le contrôle moteur. Pour créer un bloc Timer, il faut tout d’abord sélectionner le projet qui sera utilisé pour le contrôle, avoir la page de « configuration.xml » puis choisir Thread en enfin ajouter un bloc en suivant l'ordre défini en rouge dans la figure suivante.

Ensuite choisir le bon Timer en cliquant sur Driver==> Timer ==> Timer Driver on r_gpt.

Après avoir ajouté le bloc, il reste à le configurer le Timer en cliquant sur le bloc à configurer, par exemple numéro 4 en bleu de la figure précédente, puis sur « properties ». Ce sont les paramètres à configurer pour créer une MLI. Ainsi deux MLI peuvent être créé à partir de ce même Timer. Pour avoir deux broches de sortie il faut les activer, "True", dans le bloc de configuration, figure suivante.

Après avoir configuré le bloc Timer, deux broches du microcontrôleur peuvent être utilisées comme sorties de signaux. Pour cela choisir l’onglet « pins » et trouver le Timer GPT, faire correspondre le numéro GPT et le numéro correspondant à « Channel», figure précédente.

Enfin activer les broches, puis choisir « GTIOCA or GTIOCB » car une broche de la branche doit être activé à chaque instant, c’est une protection logicielle qui permet d’éviter un court-circuit, qui permet la complémentarité des broches. Toutes les broches du microcontrôleur ne sont pas disponibles pour chaque Timer mais seulement certaines broches, il faut donc faire attention à bien choisir le timer en fonction des broches disponibles et non-utilisées pour d’autres applications. Par exemple, les broches 105 et 104, respectivement pour les sorties A et B du Timer GPT1. Puis 113 et 114 pour le Timer GPT2 et enfin 111 et 112 pour le Timer GPT3 respectivement pour les broches A et B de chaque Timer.

Ensuite après avoir créé et configurer correctement les blocs (Threads), il est possible de commencer la programmation. Pour débuter, définir les broches A et B de chaque Timer respectivement définit par les valeurs « 0 » et « 1 » dans les fonctions qui serviront à la commande des broches.

Durant l’initialisation du programme , il faut créer un tableau de 180 valeurs qui contient les valeurs d’un sinus sur une période. Puis créer les six variables pour les six broches de sortie pour le contrôle du moteur. Après avoir initialisé les différentes variables, avec le déphasage nécessaire pour l'application, il faut initialiser les Timer. Tout d’abord en les ouvrant avec une commande bien spécifique à la librairie Synergy puis en les démarrant.

La suite sera dans la boucle infinie. Pour commencer il faut changer les valeurs des MLI avec les fonctions adaptées, toujours spécifique à la librairie Synergy. Ensuite une condition de remise à « 0 » de chaque variable est présente, sera faite quand la variable sera à la fin du tableau. Et pour finir, l’incrémentation des variables sera faite par des interruptions, à la fréquence choisie lors de la configuration du bloc spécifique au Timer.

À présent, tous les blocs Timer sont configurés et le programme est prêt. Il ne reste plus qu’à vérifier sur l’oscilloscope les différentes broches de sortie si c’est le résultat qui était attendu.

Une note d'application est disponible ici : document#1175 qui reprend en détail la programmation du microcontrôleur pour piloter un moteur brushless à l'aide de la bibliothèque Synergy.

Maintenant que le résultat est obtenu et que la programmation du contrôle moteur est validée de manière théorique, les tests de manière pratique avec un moteur seront développés dans la partie 3.3 Test et validations.

Lors de ce projet, il est aussi important de montrer qu’un moteur puisse tourner avec ce microcontrôleur et qu’il peut en parallèle communiquer avec des bus de communication, cela est décrit dans la seconde partie.

3.1.2. Bus de communication

Cette partie a été effectué par la sous-traitance en partie, qui a pu être utilisée par la suite pour l'application.

En effet, les bus de communication I2C, UART, CAN ont été développés à l'aide la sous-traitance effectué par les élèves de 4ème année en Génie Electrique.

Pour cela, ils ont suivi la même méthode que pour le contrôle moteur. Premièrement, il s’agit de créer un bloc puis de le configurer selon le besoin et la personnalisation voulue. Après avoir créé et configurer les blocs du bus de communication, il faut s’aider des documentations fournies par Renesas©, qui sont disponibles sur leur site internet. En suivant ces documentations, la programmation des bus de communication sera guidée et ainsi elle sera plus facile pour tous.
De plus, des fonctions spécifiques à la librairie Synergy seront utilisées pour la programmation des bus de communications.

Enfin dans la figure suivante, sont détaillés tous les bus de communication existant avec le microcontrôleur S5D9.

Pour conclure cette partie, la programmation a été importante dans ce projet. De plus, la sous-traitance a permis au projet d'avancer plus vite et d'adapter ces bus communication à l'application. Ce projet est divisé en deux parties, une partie programmation qui a été vue, il faut alors maintenant s'intéresser à la partie matérielle.

3.2. Partie matérielle

La problématique du projet prend tout son sens lors de la conception du PCB et donc de la carte. C'est une étape cruciale et complexe, qui consiste tout d'abord à définir l'ensemble des composants nécessaires à la fonctionnalité de la carte, à réaliser les schémas électriques correspondants, comprenant les liaisons entre les différents composants.
La seconde étape, la plus difficile, le routage, consiste à placer de manière spécifique les composants sur un PCB, puis de relier tous les composants entre eux (par des pistes), en quatre couches comme spécifié dans le cahier des charges. Il faut dès lors prendre en compte la taille des composants, les largeurs de pistes nécessaires, l'écartement entre les pistes, et s'occuper des problèmes possibles de CEM (présence de bruit par exemple). Les problèmes d'échauffement de la carte en fonctionnement doivent également être pris en compte et anticiper. Il faut donc prévoir des moyens de dissipations thermiques sur la carte, tout en ayant une carte ergonomique respectant les règles de routage.

A travers cette section, les éléments de la carte ainsi que les solutions techniques sont présentés.

3.2.1 Schématiques de la carte

Présentons donc pour commencer les schématiques de la carte, et quels sont les éléments présents sur la carte. L'ensemble du travail par CAO a été effectué sur le logiciel KiCad, étant une contrainte de travail provenant du client.

On retrouve sur la carte quatre ensembles :

  • Commande

Cela comprend principalement le microcontrôleur S5D9, mais aussi des leds de tests, et encore des capacités de découplage pour protéger le microcontrôleur. Ci-dessous un aperçu sur KiCad de la schématique correspondante :

Schéma de la partie commande sur KiCad

  • Alimentations

Le cahier des charges contraint a une alimentation externe de la carte (par batterie) allant de 15V à 50V. L'utilisation de nouveaux drivers, nécessitant une alimentation 15V, a amené à un choix technique, qui a de ce fait défini le changement de 9V minimum à 15V pour la tension d'entrée.
En effet, la carte nécessite déjà deux régulations, comme illustré par le schéma ci-dessous, pour pouvoir alimenter correctement les drivers, ainsi que le microcontrôleur, fonctionnant en 3.3V.


Schéma des pistes d'alimentations de la carte

Le régulateur n°1 est un régulateur à découpage abaisseur de tension (référence : LM2575HVS-15), prenant de 4V à 60V en entrée, et possédant une sortie fixe de 15V (lorsque la tension d'entrée est supérieure ou égale à 15V). Le choix d'un régulateur à découpage permet de profiter de son rendement élevé de 88%, mais nécessite en revanche un filtrage (de type LC) pour prévenir du bruit que le régulateur peut émettre :

Filtrage LC pour le régulateur à découpage - source datasheet

Le régulateur n°2 est un régulateur linéaire, notamment choisi car il ne nécessite pas de filtrage, et que le courant requis en entrée est très faible (quelques milliampères seulement), mais permet de délivrer jusqu'à 500 milliampères, suffisant pour le fonctionnement du microcontrôleur.
Cela représente donc un total de 3 pistes d'alimentations, ajoutés à une quatrième, celle de 5V, étant gérée en interne, permettant de connecter des composants par bus USB et par bus CAN.

Le choix d'élever la tension d'entrée (9V en 15V par exemple), ne pouvant pas être réalisé avec un convertisseur unique (abaisseur et élévateur de tension) de par les caractéristiques demandées, il aurait fallu ajouter un élévateur de tension seul en plus sur la carte, ce qui n'était pas réalisable en termes de design et de temps de conception restant. Il a donc été décidé avec le client d'augmenter la tension d'entrée du cahier des charges.

  • Puissance

Comme expliqué précédemment, le contrôle moteur s'effectue à partir de 6 MOSFET, pilotés par 3 drivers, chaque driver recevant des MLI en provenance des broches du microcontrôleur. On retrouve ci-dessous un bloc des trois blocs du schéma de cette partie puissance, avec un driver, les deux MOSFET correspondants, et avec une sortie des trois phases moteurs :

Schéma d'un bloc de la partie puissance de la carte

  • Communications et capteurs

La carte doit permettre, pour respecter le cahier des charges, une communication par quatre bus, respectivement l'UART, l'IIC, le CAN et l'USB. Pour ce faire, des connecteurs ont été prévus sur la carte, étant ensuite reliés au microcontrôleur. Les signaux du bus CAN passent par un transmetteur prévu à et effet (référence : TJF1051T), servant d'interface entre les pistes reliant le composant externe connecté à la carte, et le microcontrôleur.

Il a également fallu s'occuper de la communication avec le microcontrôleur (pour charger les programmes notamment) pour lequel on utilise une connexion JTAG, établie par le biais d'une sonde fournie et certifiée par Renesas : SEGGER J-Link Lite for Renesas Synergy. Un connecteur a donc été ajouté à la carte, respectant les broches définies, visibles sur l'image ci-dessous.

Connexion JTAG

Pour terminer, trois shunts au niveau des sorties de MOSFET sont également présents, ainsi qu'une chaîne de retour analogique, avec un comparateur (référence LM393), permettant de mesurer et contrôleur les tensions circulants sur la carte et donc pour les shunts d'en déduire les courants.

Trois entrées pour le retour des phases moteur, permettant de contrôler le fonctionnement de ce dernier, et de réaliser des asservissements, ont également été anticipées sur la carte.

3.2.2 Routage de la carte

Le routage de la carte s'est donc effectué en 4 couches, ce qui signifie que les pistes de différentes couches sont reliées grâce à des vias métallisées, comme illustré ci-dessous.
A noter qu'on utilise également ces différentes couches et les vias pour effectuer de la dissipation thermique, ce qui est expliqué dans la suite.

Circuit imprimé 4 couches - vue en coupe

Le circuit imprimé a été routé de manière à séparer au mieux la partie commande, et la partie puissance, de placer les connecteurs en bord de cartes pour que ces derniers soient facilement accessibles, tout en plaçant le plus de composants (presque tous des composants montés en surface) actifs sur la face de dessus du PCB (microcontrôleur, drivers, régulateurs...). Trois MOSFET sont placés sur la couche du dessus et du dessous, de manière à être reliés grâce à des vias (qui servent également de vias thermiques). Les drivers sont positionnés proches des MOSFET pour limiter les longueurs de pistes et d’éviter de s'exposer à des problématiques de CEM sur les signaux de commandes (MLI). Les composants passifs sont répartis eux sur la face du dessus et dans l'ensemble sur celle du dessous. Les capacités de découplages sont bien entendus placées proches des composants à protéger (microcontrôleur notamment).
Pour des problématiques d'ergonomie, les entrées d'alimentations se trouvent sur la couche du dessous, tandis que les sorties des phases moteurs sont en bord de la face du dessus.
Un premier aperçu du PCB est donné ci-après, avec une vue de la face de dessus, où l'on peut retrouver les éléments cités :

Vue du PCB de dessus

Venons en à présent au point critique de la carte, les problèmes de forts courants pouvant y circuler et donc provoquer des échauffements des pistes, des composants et de la carte.
Le premier point est d'ajuster les largeurs de pistes en fonction, notamment de l'épaisseur de cuivre de la piste, du courant pouvant y circuler, et de la température acceptable. Ces différents paramètres peuvent être reliés par une approximation de la norme IPC 2221 (Norme Générique de Conception du Circuit imprimé), donnée par I = k x A 0.725 x ΔT 0.44 où I est le courant maximal, k un coefficient correspondant au couche externe ou interne (en rapport avec la dissipation thermique plus importante sur les couches externes), A la section de la piste en millimètres² permettant d'obtenir la largeur de la piste, et ΔT l'augmentation maximale de la température tolérée.
Cette relation reste théorique, étant donné que les calculs se font pour une seule couche (sans couche interne donc), et qu'il s'agit d'une approximation.
L'ensemble du choix de largeur de piste a été réalisé avec une épaisseur standard de 35 micromètres, permettant de pas trop élever le coup final de la carte.

Les pistes les plus critiques (alimentation externe, MOSFET) ont été routées en section, pour augmenter au maximum leurs surfaces, et donc leur résistance lors des pics de courant. On obtient ainsi des sections d'environ 166 mm² pour chaque sortie de MOSFET (couche simple), et une section d'environ 505 mm² pour la piste principale d'alimentation. Nous verrons dans la suite que ces surfaces sont également augmentées sur les couches internes.
Les pistes de commandes et d'alimentations en 3.3V sont elles routées en largeur standard 0.254mm. Une vue de ce routage est donnée ci-dessous, où l'ensemble des éléments cités figures principalement sur la face du dessus :

Routage de la carte, vue de trois couches

On peut également s'apercevoir sur l'image ci-dessus de la présence des vias thermiques (ronds blancs) sur les différentes couches de la carte. D'une taille plus importante que les vias traversantes pour les signaux (étant donné que les courants sont plus importants), et regroupées sur une même section, ces vias permettent de transférer les flux de chaleurs de la carte sur un maximum de sections de cuivres (d'où la répétition des différentes pistes au niveau des vias thermiques), sur toutes les couches de la carte, et donc de profiter de la dissipation thermique de chacune des couches. En effet, les sections de cuivres à la surface fonctionnement comme des radiateurs, permettant de transférer la chaleur du PCB vers l'air ambiant. Les couches internes (chauffants deux fois plus que les couches externes) répartissent elles, sur des sections plus grandes, une partie de la température de la carte. Cela autorise alors des pics de courant plus important sans craindre un fort échauffement sur une unique piste. On peut également voir que les sections sur les couches internes et externes ont été optimisées en terme de taille, pour obtenir la meilleure dissipation thermique possible en fonction du design actuel du circuit imprimé.
Ces vias thermiques sont positionnées aux endroits critiques de la carte, à savoir :

  • Les entrées d'alimentation externe, et proche du régulateur à découpage pouvant également chauffer lors de son fonctionnement, bien que ce dernier a été choisi en boîtier traversant et donc dissipe déjà mieux la chaleur
  • Les MOSFET (placés "face à face" sur les deux couches externes, permettant également de ne pas concentrer de base la chaleur sur une seule couche)
  • Les sorties de phases moteur, où surviennent les pics de courants requis commandés par le moteur (même section que les MOSFET, donc besoin d'une forte dissipation thermique).

De plus les empreintes des sorties de phase moteur, et d'entrées d'alimentation ont été prévues assez grandes pour pouvoir souder les câbles avec une quantité suffisante d'étain pour permettre une dissipation thermique homogène sur la carte.

Le circuit, une fois le routage terminé, a en effet été imprimé, puis a été entièrement soudé à la main.

Une note d'application est par ailleurs disponible ici : document#1161, reprenant en détail les éléments de conception de circuit imprimé de la carte ESC, et présentant également l'étude thermique effectuée pour la réalisation des dissipations thermiques énoncées.

3.3. Essais et validations

Avant de réaliser le circuit imprimé et s'occuper de la partie de commande, il a fallu faire des tests pour s'assurer de la cohérence des choix techniques. Comme tout d’abord réaliser des tests sur la partie puissance et surtout matérielle comme tester les drivers de MOSFET et les MOSFET pour savoir s'ils allaient être viables pour l’application. Donc ces tests ont été effectués pour vérifier la commutation des MOSFET et avec quelles conditions ils fonctionnaient.

Pour cela, nous avons réalisé un montage avec un driver et un MOSFET, ainsi que les composants passifs, en suivant les schémas donnés en datasheet.


Montage de test driver et MOSFET

Après ces premiers tests effectués, les conditions de bon fonctionnement ont été établies. En sachant que les MOSFET imposés commutent avec une tension minimale de 15V, il faut donc un amplificateur est nécessaire en sortie du microcontrôleur pour amplifier la tension de 3.3V en sortie de ce dernier. D’où l’ajout des drivers de MOSFET qui va permettre l'amplification de la tension des signaux MLI en sortie du microcontrôleur, en passant de 3.3V à 15V pour assurer le bon fonctionnement du système. Pour amplifier de cette manière, les drivers de MOSFET ont besoin d’une alimentation en entrée de 15 V.

Une carte d'essai a ensuite été réalisée afin de valider la partie puissance et matérielle. Cette dernière a été réalisée et soudée, dans le but de vérifier si l'ensemble des drivers de MOSFET et les MOSFET arrivaient à fonctionner comme souhaité pour réaliser le contrôle moteur. Pour cela, la carte d'essai serait testée avec un moteur électrique de type DB42S03, à puissance réduite ( 15V, 3A) car la carte n’a pas été réalisée pour faire de la puissance mais juste pour vérifier le fonctionnement et valider la partie matérielle. Avant de pouvoir faire des tests sur cette carte, il a fallu faire le schéma, tirer le circuit imprimé, à Polytech, et enfin souder les composants à la main sur la carte.

Ainsi, la fonctionnalité de la partie puissance (pont de MOSFET) a été validée en faisant tourner (dans les conditions énoncées précédemment) le moteur en boucle ouverte, à l'aide du programme de contrôle moteur.

En effet, la programmation du contrôle moteur a été réalisée en parallèle afin de fonctionner sur la carte d'essai et donc tester et valider également la partie programmation en boucle ouverte (génération des MLI). Après avoir vérifié la cohérence du programme à l’aide de l’oscilloscope, vu dans la partie précédente, le programme a été lancé à partir d’une carte de développement, S7G2 fourni par Renesas©, en connectant les broches de sortie du microcontrôleur sur des broches de la carte d'essai. La procédure de tests a alors été de vérifier que les drivers amplifiaient correctement les signaux de MLI, et ensuite que les MOSFET commutent. Après avoir vérifié avec l’oscilloscope d'obtenir les courbes voulues, la dernière étape a été de brancher le moteur et d'observer que ce dernier tournait, avec une vitesse de rotation constante.


Test avec la carte d'essai, une carte de développement (commande) et le moteur électrique

Cette première phase de tests a été une préparation pour décrire un plan de tests pour la carte ESC, rassemblant elle l'ensemble des composants, et donc la partie de commande mais aussi de puissance. Le plan de tests sert à valider à plusieurs niveaux le fonctionnement des éléments-clés de la carte, tels que la bonne liaison entre les composants (soudures), la communication avec le microcontrôleur (crucial) par liaison JTAG, ce qui implique de vérifier les alimentations auparavant.

On donne ci-dessous le plan de tests, avec les étapes vérifiées, et les étapes non vérifiées par manque de temps et/ou d'erreurs sur la carte.

Plan de test
Tests à effectuer Fait/ A faire
Tests ohmiques Fait
Vérification des alimentations (15V à 60V, 15V, 3V3) Fait
Vérification des tensions d’entrées et de sorties des régulateur de tension Fait
Alimentation du microcontrôleur Fait
Vérification du JTAG : connexion avec le microcontrôleur Fait
Alimentation des Drivers Fait
Alimentation des MOSFETs Fait
Sorties des 6 PWMs (Microcontrôleur) Fait
Entrées MLIs (Drivers) Fait
Sorties MLIs Amplifiées (Drivers) Fait
Entrées MLIs ( MOSFETs) Fait
Fonctionnement des MOSFETs Fait
Vérification des shunts A faire
Vérification des connecteurs Fait
Fonctionnement Mini USB A faire
Fonctionnement UART/ I2C/ CAN Fonctionnement seulement du bus I2C
Tests de température ( Caméra thermique, laser thermique) Fait

Les tests concernant les connexions entre les composants ont été testées une par une à l'aide de tests de continuité à l'aide d'un voltmètre. Il a ensuite fallu alimenter la carte et vérifier que les régulateurs fonctionnaient et que les composants étaient ainsi correctement alimentés. Lors de ce premier test, un court-circuit s'est produit sur la carte entre le 3.3V et la masse, dû à une mauvaise soudure qui rendait la masse flottante. Cette erreur a été corrigée, et un nouveau microcontrôleur a dû être implanté sur la carte.

Les deux tensions vérifiées, la connexion du microcontrôleur avec l'ordinateur hôte a pu être établie à l'aide d'une liaison JTAG, expliqué précédemment.

Une fois la connexion réussie, un programme de test accédant aux DEL de tests a été téléversé dans le microcontrôleur pour s'assurer de son fonctionnement.
Ce test réussi, le programme du contrôle moteur a pu être testé à son tour, afin de valider la partie de puissance et la partie commande sur la carte ESC. La validation et le résultat ont été les mêmes que ce qui avait été observé lors des tests sur la carte d'essai, c'est-à-dire que le moteur tourne à une faible vitesse de rotation constante en boucle ouverte. En revanche, ces tests ont relevé une erreur de routage, concernant deux broches de sorties MLI, qui ont du être corrigées et connectées avec l'ajout de liaisons filaires sur la carte.

Les tests sur la carte ESC ont été effectués en puissance réduite (20V, 3A), ne permettant pas de vérifier pleinement les performances de la carte à supporter les forts courants, bien que celle-ci soit conçue pour.
Un test thermique de la carte pendant son fonctionnement sous ces conditions a tout de même été réalisé, pour s'assurer qu'il n'y ai pas d'échauffement anormal de la carte. On remarque ainsi sur l'image ci-dessous, une élévation de température uniquement au niveau du régulateur à découpage, de l'ordre de 20°C par rapport à la température ambiante. La partie de puissance en haut de carte chauffe plus que la partie de commande, ce qui est normal bien que cela ne soit pas flagrant dû à la faible puissance délivrée par rapport à ce que la carte est supposée supporter, mais on s'aperçoit que la chaleur est bien répartie grâce au design de la carte (on remarque bien la limite avec la piste principale d'alimentation).


Image thermique de la carte en fonctionnement

Concernant les bus de communication, seul l'I²C a été testé, et validé, à l'aide d'un programme comportant une routine I²C récupérant les données d'un accéléromètre (référence : MPU6050). Par manque de temps, le bus CAN n'a pas été testé.
Pour la communication USB, une erreur sur l'empreinte et le choix du connecteur n'a pas permis de la tester sur cette première carte soudée. En effet, l'empreinte sur le routage correspond à du micro USB, tandis que le connecteur soudé est un mini USB, n'étant pas compatible entre eux.
Une des deux broches de l'UART est quant à elle associée à une mauvaise broche du microcontrôleur (problème de routage), qui n'a donc pas été testé également.

A l'issue de ces tests, sont donnés dans la partie suivante les résultats obtenus et voies d'amélioration et de correction de la carte.

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microkicad.JPG

alim.png

filtrage.JPG

puissance.JPG

jtag.JPG

pcb4c.png

pcb.JPG

routageTOP.JPG

alimentation.png

MLI_Sinus.jpg

configuration_bloc.PNG

pins_S5D9.PNG

ouverture_S5D9.PNG

reinitialisation.PNG

oscilloscope.bmp

bus_S5D9.PNG

Schema_moteur.png

Thread.png

Ajout_bloc.png

test.JPG

carteessai.JPG

testThermique.jpg