PASCAL
SANDREZ

J'ai avant tout la passion de la technique, de la science en général. Très tôt, j'ai commencé à regarder, démonter, remonter (pas tout le temps)...

Au collège une matière m'intéressait particulièrement, la "technologie". J'ai pu réaliser quelques objets électroniques qui m'ont fait découvrir un domaine qui m'a parut complexe mais particulièrement intéressant.

J'ai poursuivi dans cette voie avec une seconde, option "TSA/Productique" comprenant de l'électronique et de la mécanique. Puis je me suis dirigé complètement vers l'électronique avec la première et terminale STI option électronique pour passer un BAC STI électronique.

A ce moment là, je n'avais pas touché à l'électronique hors de l'école faute de moyens techniques, mais ça me tentait bien.

Après le BAC, arrivé en IUT GEII, j'ai dû acheter un peu de matériel personnel de base (fer à souder, grip fils, pinces...), qui marqua le début de mes petit bidouillages à la maison (en fait dans ma chambre d'étudiant de 9m²).

Depuis j'en ai fait mon métier et ca reste une passion personnelle.

Quelques réalisations perso

Par ordre chronologique en commençant par les projets les plus récents.

Capteur d'empreintes digitales

Pour une petite entreprise ludisciences, j'ai créé un capteur d'empreintes digitales connecté à un logiciel pour un atelier de police scientifique. Bien sur tout n'est qu'illusion mais l'idée est que les enfants comprennent globalement les techniques utilisées sans avoir besoin de matériel spécialisé/complexe.

Le boitier est composé d'un micro-contrôleur PIC 12F1822 sur lequel j'utilise le périphérique de détection capacitive. La zone de détection est faite avec un morceau de scotch autocollant en cuivre (qu'on trouve en jardinerie ou magasin de bricolage). Un petit fil soudé dessus la relie a l'entrée du pic. Deux séries de 4 leds s'allument progressivement pour donner l'illusion d'un scan. Lorsque toutes les leds sont allumées, un signal est envoyé au PC pour indiquer au logiciel que le scan est terminé. Le boitier est relié au PC par un câble USB dans lequel il y a un convertisseur USB/RS232. Cela permet d'alimenter le PIC et de communiquer facilement avec le PC.

Lecteur d'empreintes digitales

Au final l'illusion est là, les enfants y croient dur comme fer ;-)

Carte de contrôle de moteur


Le tour numérique

Au fablab Artilect où je vais de temps en temps il y avait un petit tour à commande numérique qui ne pouvait plus trop être utilisé car l'ordinateur et les logiciels nécessaires étaient trop vieux. L'idée était de refaire la carte de contrôle de moteur pour mettre un circuit dédié que l'on peut piloter facilement avec un micro-contrôleur.

Je me suis proposé pour refaire le PCB. La carte est basé sur des drivers de moteur SLA7060M qui peuvent piloter les enroulements des moteur par 1/2 pas, 1/4 de pas, 1/8 de pas ou 1/16 de pas avec pas mal de puissance et toutes les protections nécessaires. Toutes les commandes numériques sont isolés avec des optocoupleurs pour pouvoir commander le tour sans risque si il y a des décalages de masse.

La nouvelle carte est mécaniquement compatible avec l'ancienne pour la remplacer facilement dans le tour.

La nouvelle carte de contrôle
La nouvelle carte de contrôle

1-Wire sans fil RFID

Le RFID c'est la radio-identification. Cela consiste en une sorte de transpondeur qui répond au lecteur en donnant son numéro d'identifiant (pour résumer). Il tire son alimentation de l'énergie recue du lecteur qui va exciter le "tag". Chaque partie a un circuit résonnant, série pour le lecteur et parallèle pour le tag tout deux accordés à 13.56MHz

J'ai créé deux PCB de la taille d'une carte de crédit avec une antenne dessinée pour résonner à 13.56MHz (en rajoutant un condensateur). Sur chaque carte un PIC se charge de "l'intelligence". Sur la carte lecteur le PIC commande un générateur de signaux rectangulaires (basé sur un le signal du quartz du PIC et un 74HC00 pour l'instant). Le tag réagi quand il a suffisamment d'énergie reçue du lecteur. Il lit alors ce que lui demande le lecteur et répond en envoyant son numéro de série. L'information est renvoyé en "chargeant" le circuit résonnant avec un MOS commandé par le PIC et une résistance. Le lecteur détecte ces variations de charge sur son circuit résonnant et lit par ce bias l'information renvoyée par le tag.

La carte maitre et esclave

Le protocole utilisé pour transmettre les informations est le protocole 1-Wire que j'avais déjà implémenté dans un précédent projet. J'ai fait en quelque sorte du 0-Wire. La distance de fonctionnement entre le lecteur et le tag est pour l'instant de 1.5cm environ mais la taille du circuit peut permettre de fonctionner à une distance de 5cm. En optimisant un peu je pense pouvoir le faire fonctionner à une distance de 3cm environ.

Quand le tag est suffisament proche du lecteur et arrive a s'identifer, la led bleue du lecteur s'allume
Quand le tag est suffisament proche du lecteur et arrive a s'identifer, la led bleue du lecteur s'allume

État d'avancement : prototype fini, mais pleins d'améliorations sont possibles.

Emulateur de composant 1-Wire

Le bus 1-Wire est un bus dont le protocole de communication a été développé par Dallas Semiconducteur pour communiquer avec divers composants "esclaves" sur un même bus. Chaque composant possède son propre numéro de série unique lui permettant d'être identifié par le maitre.

A l'aide d'un PIC 12F1822 j'ai implémenté tout le protocole de communication permettant de simuler un DS2431, une mémoire EEPROM. J'utilise l'EEPROM du PIC pour stocker les données du maitre. Avec un PIC, une diode et une capacité, cela permet de réaliser ses propres fonctions compatibles 1-Wire ou bien d'émuler complètement les composants 1-Wire standard.

État d'avancement : fini !

Le lecteur de bus 1-Wire et deux esclaves branchés sur le bus, un DS2431 et un DS2431 émulé à l'aide d'un PIC.
Le lecteur de bus 1-Wire et deux esclaves branchés sur le bus, un DS2431 et un DS2431 émulé à l'aide d'un PIC.

Interrupteur sans fil 12V

Interrupteur bipolaire commandé par un émetteur radio à 433MHz. Il est alimenté en 12V pour pouvoir être connecté sur un tracteur (entre autres).

Le composant central est un PIC 18F1320 qui exécute le décodage des données. Un module AUREL AC-RX se charge de la réception, filtrage, amplification et démodulation. Un relais permet d'avoir une commande avec courant de sortie important.

État d'avancement : fini !

En haut le modulateur, au milieu le générateur de bits aléatoires et en bas le démodulateur. Le démodulateur comprend 2 cartes, une carte de récupération de porteuse et une carte de démodulation.
L'émetteur radio est assez classique (à droite), le récepteur à gauche est tout à fait "custom".

Modulateur/démodulateur QPSK

Lors d'un projet à réaliser pour mon école j'ai choisi avec une autre personne de construire un système de modulation/démodulation de signal. A la base des télécommunications, la modulation repose sur des principes très théoriques que l'on a peu l'occasion de voir en pratique (en électronique) lors de la scolarité. Nous avions donc envie d'essayer de réaliser un système de modulation puis démodulation si possible.

Après accord de notre enseignant pour réaliser ce système tout à fait particulier nous avons établi un cahier des charges, ce sera une modulation QPSK (Quaternary Phase Shift Keying <=> codage à 4 états de phase) avec une porteuse à 455KHz (les filtres et composants adaptés à cette fréquence sont assez communs et facile à acheter). Nous avons commencé par faire des recherches sur le sujet, puis nous avons réalisé chacun des blocs :

État d'avancement : les blocs principaux sont tous terminés. Le modulateur module correctement, la récupération de porteuse fonctionne, la démodulation fonctionne... Seulement la mise en commun de tous ces blocs n'est pas simple, et nous n'avons pas eu le temps de tout terminer. Les étapes suivantes étaient d'ajouter une adaptation d'impédance entre le modulateur et le démodulateur, et d'inclure une PLL dans la récupération de porteuse afin de stabiliser le signal.

En haut le modulateur, au milieu le générateur de bits aléatoire et en bas le démodulateur. Le démodulateur comprend 2 cartes, une carte de récupération de porteuse et une carte de démodulation.
En haut le modulateur, au milieu le générateur de bits aléatoire et en bas le démodulateur. Le démodulateur comprend 2 cartes, une carte de récupération de porteuse et une carte de démodulation.

Le projet est une réussite, même si au final nous n'avons pas pu faire fonctionner tout ensemble, nous avons pu appliquer plusieurs techniques entrant dans la chaîne de modulation dans un système électronique. Nous sommes allés au delà de nos espérances car nous ne pensions pas pouvoir toucher à tous ces points.

Accordeur de guitare électronique

Lors d'un projet à réaliser en école d'ingénieur, connaissant déjà bien les différents choix suggérés (j'en avais déjà réalisé plusieurs), j'ai proposé de construire un accordeur de guitare. Cela n'était pas simple vu les restrictions imposées (pas de composant programmable, pas de pll...) mais cela pousse à l'imagination. Plus de détails sur le système conçu sont disponibles ici.

État d'avancement : le projet est terminé. Tout fonctionne comme prévu mais le timbre d'une guitare est complexe et non pas constitué d'une seule sinusoïde. La détection est donc perturbée par les harmoniques alors que ça fonctionne bien avec une sinusoïde pure.

Test de communication par le port USB (chip FTDI - FT232BM)

Après avoir écumé les possibilités du port série et de la norme RS232 j'ai voulu tester la puissance du port USB.

J'ai donc acheté quelques chips de chez FDTI (ref. FT232BM) que j'ai connecté à un pic de la série 18F afin de faire quelques essais de communication.

Etat d'avancement : le traditionnel "Hello world !" fonctionne, il y a plus qu'à trouver une application.


Le composant USB : FTDI FT232BM

Effet spécial : livre qui se referme à distance


Le livre en question

Pour les représentations de théâtre annuelle d'une association dont je fais partie, le Foyer des Jeunes saint Lonnais divers effets spéciaux étaient nécessaires. Je me suis occupé d'un effet en particulier, celui d'animer un livre. Ils avaient en effet besoin d'un livre un peu spécial, un vieux grimoire utilisé durant toute la pièce qui à la fin devait se refermer lentement. Clôturant ainsi la pièce.


Le livre ouvert

Deux livres identiques ont été réalisés car le grimoire était malmené pendant la pièce. Un livre était donc truqué et l'autre moins fragile servait au jeu. Pendant la pièce ils étaient échangés au moment opportun.


Le mécanisme

Le livre est commandé à l'aide d'une télécommande infrarouge de TV. L'électronique contient une partie décodage et commande et une partie puissance à base de transistors MOS.

Etat d'avancement : fini ! Oui c'est si rare mais nécessaire dans ce cas là.


Le livre ouvert

Le livre fermé à distance lors de la pièce de théâtre (j'étais dans les coulisses à gauche avec ma télécommande)

Wafer

Conçu lors d'un stage à l'AIME (Atelier Interuniversitaire de MicroElectronique) lorsque j'étais en Licence EEA à Bordeaux, ce wafer à permis de comprendre les différentes étapes de réalisation d'un circuit intégré en effectuant nous même toutes les opérations d'alignement, de gravure, nettoyage, séchage, recuit, etc. Le wafer est fait à partir d'un jeu de 4 masques destinés à la fabrication de circuits NMOS à enrichissement, à grille auto-alignée (process AIME AN4).


Le wafer (plaquette en français)

La puce encapsulée dans son boitier

Il contient 64 répétitions d’un bloc de 4 puces dites C1, C2, C3 et C4.

Après analyse des performances de chaque puce, une puce a été mise en boîtier TO (cliquez sur l'image ci contre pour voir le détail de la puce). Pour plus d'information sur la composition des puces et sur le jeu de masques utilisé, c'est ici.

Récepteur de télécommande infrarouge pour PC

État d'avancement :

LED d'affichage d'activité de disque dur de PC

Le but est simple, rassembler les deux leds d'activité d'un ordinateur, la led activité disque et la led "système allumé" en une seule. Cette unique led est allumé dès lors que l'ordinateur est allumé, et elle peut prendre deux couleurs. Plus l'activité disque est importante, plus la led est rouge, plus l'activité disque est faible, plus la led est verte.
État d'avancement : ça fonctionne presque, il faut trouver les bons seuils de passage de l'allumage d'une led à l'autre.

Commande de PC par port série

Je voulais faire une sorte de centre de commande pour le PC, à l'aide de quelques boutons externes pouvoir agir rapidement sur mon PC comme changer le volume ou lancer une application, mais aussi voir rapidement si un mail a été reçu sur un écran LCD.

J'ai dessiné et gravé toutes cartes nécessaires au projet et commencé à souder les cartes.
État d'avancement : plus ou moins abandonné car ces fonctions sont depuis apparues en standard sur les claviers de PC. Mais certaines fonctions ou parties de code ont été réutilisés.


Carte mère

Les plans

Gradateur télécommandé par infrarouge

Le but est de fabriquer une sorte de douille d'ampoule à placer entre le support d'ampoule et l'ampoule contenant un récepteur afin de commander graduellement la puissance fournie à l'ampoule. Tout ceci à distance bien sur pour plus de confort et de sécurité.
État d'avancement : la partie électronique fonctionne, il reste à terminer le code.


En haut à gauche le micro-contrôleur PIC, en dessous le thyristor et à droite les deux transformateurs d'alimentation et de protection pour le test

Amplificateur audio

Afin de réutiliser des petites enceintes passives, j'ai commencé à faire une carte d'amplification pour en faire des enceintes amplifiées. La carte est basée sur de simples TDA2003, des amplis normalement destinés a des autoradios.

État d'avancement : tous les composants sont rassemblé, il y a plus qu'à souder, tester, etc.


Juste le PCB et le composant principal : l'ampli audio TDA2003

Télécommande de table de mixage sur port MIDI

Cette télécommande a été réalisée lors de mon stage d'IUT. Le but était de développer un objet relativement low cost qui permette d'envoyer des commande MIDI à une table de mixage (équipée d'un port MIDI). Les commandes MIDI permettent de déclencher une sauvegarde des configurations de la table de mixage ou le rappel d'une configuration.

État d'avancement : terminé, quasiment prêt à entrer en production !

Détecteur de proximité à ultrasons

Ce projet a été débuté en IUT, je l'ai amélioré chez moi un peu plus tard.

La détection se fait en envoyant une salve de sinusoïdes depuis l'émetteur. En recevant l'écho, il est possible de connaître la position de l'objet sur lequel le son a rebondit. A partir de la vitesse du son on calcule simplement son éloignement.

État d'avancement : toute la partie électronique fonctionne, il faut maintenant l'interfacer avec un micro-contrôleur pour calculer la distance exacte.

Test d'afficheur LCD

L'un des premiers projets qui a suscité beaucoup d'efforts. Le début réellement de toutes mes réalisations, et aussi le début de l'investissement dans un peu plus de matériel.

J'avais investi dans un afficheur LCD, un PIC 16F84, et réalisé un programmateur. Je programmais le PIC en assembleur pour afficher quelques messages sur l'afficheur.

Au final ça n'a été qu'un projet d'évaluation mais qui m'a enseigné pas mal de choses. La difficulté était que je n'avais qu'un programmateur, et à chaque modification il fallait enlever le PIC de l'application, le mettre sur le programmateur, programmer le PIC, puis le remettre sur l'application. Je n'avais pas de débuggeur ni de simulateur.

État d'avancement : fini.

Détecteur de véhicule (de nuit par les phares)

L'idée était de détecter les phares d'une voiture arrivant en face par la lumière de ses phares. Le but était ensuite de passer le véhicule en phares de croisement.

C'est un projet simple en apparence mais dur à définir en réalité. Cependant le manque de moyens, et de connaissances l'ont laissé au stade de prototype. Depuis c'est une option que l'on trouve régulièrement dans les véhicules récents.

État d'avancement : ne marche pas du tout.

Émetteur récepteur radio

Mes premières soudures pour réaliser un montage tiré du magazine électronique pratique. Très ludique !
État d'avancement : ça a marché, mais de mémoire ce n'était pas très efficace.