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= Bureau d'études en systèmes embarqués =


Pour l'année académique 2025/2026, le module d'initiation aux systèmes embarqués est organisé sur le mode du projet. Chaque groupe doit réaliser la carte électronique d'un système embarqué.
Pour l'année académique 2025/2026, le module d'initiation aux systèmes embarqués est organisé sur le mode du projet. Chaque groupe doit réaliser un système embarqué. Un système embarqué est un système informatique et électronique autonome capable de réaliser des tâches spécifiques.


Les élèves commencent par imaginer un système embarqué dans la limite des cartes électronique qu'ils peuvent concevoir, réaliser et programmé avec l'aide des encadrants.
Les exemples de systèmes embarqués pullulent dans notre environnement :


Les élèves passent ensuite à la conception de la carte en s'appuyant fortement sur les cartes réalisées par leurs ainés :
*téléphone portable ;
* voir les réalisations des SE3 : [https://projets-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Premier_syst%C3%A8me_embarqu%C3%A9] ;
*montre connectée ;
* voir les réalisations des SE4 : [https://projets-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Pico-ordinateur] ;
*pacemaker ;
* voir les réalisations des I2L : [https://wiki-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Master_I2L].
*calculateur automobile ;
*drone ;
*...
Le Bureau d'Etude se propose de vous faire découvrir les systèmes embarqués de l'intérieur, en vous confiant la réalisation d'un projet éventuellement basé sur vos idées de A à Z !


Les cartes sont ensuite envoyées à la fabrication à l'extérieur et une fois réceptionnées, les élèves doivent souder les composants.
== Déroulé du BE ==


Enfin la carte doit être programmée pour implanter les fonctions du système embarqué. Là aussi vous pourrez piocher dans les nombreux codes déjà produits par vos encadrants ou vos ainés.
Le BE se déroule en plusieurs phases :
* réflexion et choix d'un sujet autours des systèmes embarqués. Le choix est libre en intégrant les limites ce ce qui est réalisable dans le temps imparti et avec les ressources disponibles à Polytech Lille et en intégrant un microcontrôleur ;
* conception de la carte en s'appuyant fortement sur les cartes réalisées par leurs ainés :
** voir les réalisations des SE3 : [https://projets-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Premier_syst%C3%A8me_embarqu%C3%A9] ;
** voir les réalisations des SE4 : [https://projets-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Pico-ordinateur] ;
** voir les réalisations des I2L : [https://wiki-se.plil.fr/mediawiki/index.php/Master_I2L].
* réalisation des cartes électroniques :
** les cartes sont fabriqués par un industriel ;
** à réception, les étudiants assemblent les cartes (i.e. soudent les composants sur la carte)
** tests de bon fonctionnement des cartes
* programmation embarquée de la carte en langage C.
 
La liste des compétences que vous développerez est large :
* compétences en électronique numérique et, dans une moindre mesure, en électronique analogique ;
* compétences en programmation bas niveau, c'est à dire en C pour microcontrôleurs ;
* compétences en manipulation sous Unix, la chaîne de conception étant entièrement sous Linux.


La liste des compétences que vous développerez est assez large :
*   
== Fonctionnalités ==
== Fonctionnalités ==


Il vous est demandé d'imaginer un système embarqué. A priori nous vous imposons d'utiliser un micro-contrôleur AVR ATmega32u4. L'intérêt de ce micro-contrôleur est la facilité de téléchargement d'un code en utilisant une connexion USB.
[[File:BE-2025-se.jpg|thumb|right|400px|Exemple de système embarqué]]
 
Il vous est demandé d'imaginer un système embarqué. A priori nous vous imposons d'utiliser un microcontrôleur AVR ATmega32u4. L'intérêt de ce microcontrôleur est la facilité de téléchargement d'un code en utilisant une simple connexion USB.
 
Une fois le micro-contrôleur fixé, vous devez sélectionner les capteurs et les actionneurs de votre système embarqué.


Comme capteurs vous pouvez utiliser les dispositifs suivants :
Comme capteurs vous pouvez utiliser les dispositifs suivants :
* des boutons, bien entendu ;
* des boutons ;
* un microphone avec un étage d'amplification et l'utilisation du convertisseur analogique vers numérique du microcontrôleur ;
* un microphone avec un étage d'amplification et l'utilisation du convertisseur analogique vers numérique du microcontrôleur ;
* des capteurs de lumière voire des systèmes complets comme un QRE1113 ;
* des capteurs de lumière voire des systèmes complets comme un QRE1113 ;
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Comme actionneurs vous pouvez utiliser les composants suivants :
Comme actionneurs vous pouvez utiliser les composants suivants :
* des LED, bien entendu, classiques ou RGB, gérées par des pilotes de LED si ces LED sont en nombre important ;
* des LED, classiques ou RGB, gérées par des pilotes de LED si ces LED sont en nombre important ;
* un haut-parleur en utilisant un convertiseur numérique vers analogique et un étage d'amplification ;  
* un haut-parleur en utilisant un convertiseur numérique vers analogique et un étage d'amplification ;  
* un écran LCD comportant un contrôleur HD44780 ou compatible ;
* un écran LCD texte comportant un contrôleur HD44780 ou compatible ;
* un écran LCD graphique comportant un contrôleur SSD1306 ou compatible ;
* des moteurs, via un contrôleur de moteur ou non suivant la puissance demandée ;
* des moteurs, via un contrôleur de moteur ou non suivant la puissance demandée ;
* des servo-moteurs ...
* des servo-moteurs ...
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Enfin il est envisageable d'utiliser une communication radio via une puce NRF24L01.
Enfin il est envisageable d'utiliser une communication radio via une puce NRF24L01.


== Objectif ==
== Exemple de carte ==
 
Comme le nombre d'heures du module est limité, les étudiants décrivent rapidement une variation de système embarqué (orienté périphérique USB) qu'ils souhaiteraient réaliser. Les étudiants débutent la conception de la carte sous KiCAD à partir des modèles des années passées. La conception (en particulier le routage) est terminé par l'encadrant. Les fonctionnalités des cartes décrites lors de la conception seront regroupées pour n'avoir à faire fabriquer qu'une ou deux cartes.
 
Les étudiants peuvent alors se concentrer sur la programmation du système embarqué :
* programmation des capteurs et actionneurs du système ;
* programmation de l'aspect USB du périphérique (avec la bibliothèque LUFA) ;
* et enfin, le cas échéant, programmation d'un pilote du système sous un système d'exploitation (en mode utilisateur avec la bibliothèque <code>libusb-1.0</code>).
 
== Etat des projets ==


Cette année, la promotion s'est répartie en 9 groupes. Il est trop compliqué et onéreux de réaliser 9 cartes différentes. Un effort a donc été effectué pour réunir les fonctionnalités souhaitées par les 9 groupes sur 3 cartes distinctes.
Les fonctionnalités de 5 projets de vos ainés ont été réunies dans une carte dont la particularité est d'utiliser une batterie LiPo. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :
 
Le projet de terminal (clavier et écran) est très particulier car il nécessite un AVR série 7. Une carte a été dédiée à ce projet.
 
<div style="display: flex; justify-content: space-between;">
  [[File:ISL-2025-Carte-AVR7.pdf|thumb|left|400px|Schéma de la carte]]
  [[File:ISL-2025-PCB-AVR7.png|thumb|left|400px|Aperçu de la carte]]
</div>
 
* schéma (projet KiCAD) : [[File:I2L-2025-Carte-AVR7.zip]]
 
Les fonctionnalités de 5 projets ont été réunies dans une deuxième carte dont la particularité est d'utiliser une batterie LiPo. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :
* recharge de batterie LiPo et basculement manuel sur batterie ;
* recharge de batterie LiPo et basculement manuel sur batterie ;
* haut-parleur avec étage d'amplification ;
* haut-parleur avec étage d'amplification ;
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* schéma (projet KiCAD) : [[File:I2L-2025-Carte-batterie.zip]]
* schéma (projet KiCAD) : [[File:I2L-2025-Carte-batterie.zip]]
Les fonctionnalités de 3 autres projets ont été réunies dans une dernière carte. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :
* affichage sur un écran graphique OLED ;
* possibilité de connecter un lecteur NFC ;
* possibilité d'utiliser des circuits aléatoires ;
* possibilité d'utiliser un joystick et quelques touches.
<div style="display: flex; justify-content: space-between;">
  [[File:ISL-2025-Carte-ecran.pdf|thumb|left|400px|Schéma de la carte]]
  [[File:ISL-2025-PCB-ecran.png|thumb|left|400px|Aperçu de la carte]]
</div>
* schéma (projet KiCAD) : [[File:I2L-2025-Carte-ecran.zip]]
Les cartes ont été conçues entre le 11 et le 19 septembre 2025. La fabrication a été demandée le 19 septembre à midi. Les échanges avec le fabricant ont duré jusqu'au 22 septembre. Les problèmes rencontrés concernaient le placement de composants et la mauvaise adéquation entre empreintes et composants. Les cartes ont été reçues le 30 septembre 2025. Deux jours à temps plein ont été encore nécessaires pour souder les composants non gérés par le fabricant.
== Parlons de sous ==
Un calcul rapide de ce que les cartes électroniques ont coûté.
=== Les cartes ===
* $10 pour les cartes nues ;
* $313 pour les composants et pour braser ces composants.
=== Le port ===
* $50 de frais de ports ;
* 83 euros de frais de douane.
=== Les composants ===
Composants supplémentaires non payés au fabricant des cartes :
* écrans OLED (4 pièces) pour 24 euros ;
* écran LCD 4x20 (2 pièces) pour 18 euros ;
* lecteurs NFC (3 pièces) pour 18 euros;
* thermistances (20 pièces) pour 6,80 euros ;
* batteries LiPo (20 pièces) pour 100 euros ;
* connecteurs batterie (100 pièces) 10,80 euros ;
* connecteurs femelles 16 broches (10 pièces) pour 10,70 euros ;
* buzzers (10 pièces) 7 euros ;
* jack audio à souder (40 pièces) pour 11,6 euros ;
* microphones (20 pièces) pour 14 euros.
Certains composants ont été commandés en trop grande quantité mais cela compense les composants récupérés sur les projets précédents.
=== Heures technicien ===
* 3 jours complets pour la conception ;
* 2 jours complets pour la soudure.
=== Bilan ===
Un total de 623 euros :
* cartes $373 et 83 euros ;
* composants 220 euros
Rémunération : 1144 euros avant impôts :
* 44 euros net par heure ;
* 26 heures.
Donc sur les 26 heures seules 14 sont payées, sachant que 1hEqTD correspond à 4h de temps réel et que 35h ont déjà été passées sur les cartes, il reste 5h de présentiel à faire au 12 octobre 2025.


== Réalisations des groupes ==
== Réalisations des groupes ==
Toutes les cartes devraient comporter 4 LED et 4 boutons.


{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
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|-
|-
| Groupe 1
| Groupe 1
| Nafaa METAHRI & OBEIN Thomas & DEVISME Valentin
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Mini clavier (macros) || écran LCD & touches
|  
| [[I2L_2025_Groupe1|Groupe 1 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe1|Groupe 1 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 2
| Groupe 2
| Jules Bobeuf & Clément Mahieux
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Guitar Tuner || écran LCD & microphone & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe2|Groupe 2 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe2|Groupe 2 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 3
| Groupe 3
| Mayel MALEBE & Samuel Caron & Noa GUYOT
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Sonar 180° ||  écran LCD & servo-moteur & sonar & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe3|Groupe 3 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe3|Groupe 3 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 4
| Groupe 4
| Tom DARQUES & Paul MAILLARD
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Vivre la lumière || servo-moteur & capteurs lumière & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe4|Groupe 4 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe4|Groupe 4 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 5
| Groupe 5
| Hugo FOLLET & Valentin DECROIX
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Vivre les Terminaux || AVR série 7 & écran LCD & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe5|Groupe 5 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe5|Groupe 5 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 6
| Groupe 6
| Mouammar SOULE
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Détection de mouvement et contrôle domotique || microphone & haut-parleur & détecteurs de mouvement & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe6|Groupe 6 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe6|Groupe 6 2025/2026]]
|-
| Groupe 7
| Prénom NOM & Prénom NOM
|
| [[BE_2025_Groupe7|Groupe 7 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 8
| Groupe 8
| Adjy Désir & Lala Randrianalisoa
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Access badge || Lecteur NFC
|  
| [[I2L_2025_Groupe8|Groupe 8 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe8|Groupe 8 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 9
| Groupe 9
| WALLERAND Rodolphe & LABIT Evan
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Simon Says || Haut-parleur & batterie
|  
| [[I2L_2025_Groupe9|Groupe 9 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe9|Groupe 9 2025/2026]]
|-
|-
| Groupe 10
| Groupe 10
| AMELOOT Antoine, FLORES Pascal, VARLAMOFF Léopold
| Prénom NOM & Prénom NOM
| Clé de sécurité physique TRNG - BiniouKey || Circuits aléatoires & joystick & écran SSD
|
| [[I2L_2025_Groupe10|Groupe 10 2025/2026]]
| [[BE_2025_Groupe10|Groupe 10 2025/2026]]
|-
| Groupe 11
| Prénom NOM & Prénom NOM
|
| [[BE_2025_Groupe11|Groupe 11 2025/2026]]
|-
| Groupe 12
| Prénom NOM & Prénom NOM
|
| [[BE_2025_Groupe12|Groupe 12 2025/2026]]
|-
|-
|}
|}

Latest revision as of 10:46, 21 November 2025

Bureau d'études en systèmes embarqués

Pour l'année académique 2025/2026, le module d'initiation aux systèmes embarqués est organisé sur le mode du projet. Chaque groupe doit réaliser un système embarqué. Un système embarqué est un système informatique et électronique autonome capable de réaliser des tâches spécifiques.

Les exemples de systèmes embarqués pullulent dans notre environnement :

  • téléphone portable ;
  • montre connectée ;
  • pacemaker ;
  • calculateur automobile ;
  • drone ;
  • ...

Le Bureau d'Etude se propose de vous faire découvrir les systèmes embarqués de l'intérieur, en vous confiant la réalisation d'un projet éventuellement basé sur vos idées de A à Z !

Déroulé du BE

Le BE se déroule en plusieurs phases :

  • réflexion et choix d'un sujet autours des systèmes embarqués. Le choix est libre en intégrant les limites ce ce qui est réalisable dans le temps imparti et avec les ressources disponibles à Polytech Lille et en intégrant un microcontrôleur ;
  • conception de la carte en s'appuyant fortement sur les cartes réalisées par leurs ainés :
    • voir les réalisations des SE3 : [1] ;
    • voir les réalisations des SE4 : [2] ;
    • voir les réalisations des I2L : [3].
  • réalisation des cartes électroniques :
    • les cartes sont fabriqués par un industriel ;
    • à réception, les étudiants assemblent les cartes (i.e. soudent les composants sur la carte)
    • tests de bon fonctionnement des cartes
  • programmation embarquée de la carte en langage C.

La liste des compétences que vous développerez est large :

  • compétences en électronique numérique et, dans une moindre mesure, en électronique analogique ;
  • compétences en programmation bas niveau, c'est à dire en C pour microcontrôleurs ;
  • compétences en manipulation sous Unix, la chaîne de conception étant entièrement sous Linux.

Fonctionnalités

Exemple de système embarqué

Il vous est demandé d'imaginer un système embarqué. A priori nous vous imposons d'utiliser un microcontrôleur AVR ATmega32u4. L'intérêt de ce microcontrôleur est la facilité de téléchargement d'un code en utilisant une simple connexion USB.

Une fois le micro-contrôleur fixé, vous devez sélectionner les capteurs et les actionneurs de votre système embarqué.

Comme capteurs vous pouvez utiliser les dispositifs suivants :

  • des boutons ;
  • un microphone avec un étage d'amplification et l'utilisation du convertisseur analogique vers numérique du microcontrôleur ;
  • des capteurs de lumière voire des systèmes complets comme un QRE1113 ;
  • un détecteur d'obstacle courte portée comme un OPB733TR ;
  • un détecteur d'obstacle type sonar HC-SR04 ...

Comme actionneurs vous pouvez utiliser les composants suivants :

  • des LED, classiques ou RGB, gérées par des pilotes de LED si ces LED sont en nombre important ;
  • un haut-parleur en utilisant un convertiseur numérique vers analogique et un étage d'amplification ;
  • un écran LCD texte comportant un contrôleur HD44780 ou compatible ;
  • un écran LCD graphique comportant un contrôleur SSD1306 ou compatible ;
  • des moteurs, via un contrôleur de moteur ou non suivant la puissance demandée ;
  • des servo-moteurs ...

Vous pouvez aussi rendre votre système plus autonome en incluant une batterie et une puce de contrôle de charge de batterie.

Vous pouvez stocker des informations dans une mémoire flash de type AT45DB641E.

Enfin il est envisageable d'utiliser une communication radio via une puce NRF24L01.

Exemple de carte

Les fonctionnalités de 5 projets de vos ainés ont été réunies dans une carte dont la particularité est d'utiliser une batterie LiPo. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :

  • recharge de batterie LiPo et basculement manuel sur batterie ;
  • haut-parleur avec étage d'amplification ;
  • microphone avec étage d'amplification ;
  • affichage sur écran LCD 2 lignes de 16 caractères ;
  • des connecteurs pour utilisation d'un servo-moteur et d'un sonar ultra-son ;
  • des connecteurs pour utilisation de 4 détecteurs de mouvement ou de trois détecteurs de lumière ou de 4 boutons.
Schéma de la carte
Aperçu de la carte

Réalisations des groupes

Numéro de groupe Etudiants Titre du projet Composants Page
Groupe 1 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 1 2025/2026
Groupe 2 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 2 2025/2026
Groupe 3 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 3 2025/2026
Groupe 4 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 4 2025/2026
Groupe 5 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 5 2025/2026
Groupe 6 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 6 2025/2026
Groupe 7 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 7 2025/2026
Groupe 8 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 8 2025/2026
Groupe 9 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 9 2025/2026
Groupe 10 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 10 2025/2026
Groupe 11 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 11 2025/2026
Groupe 12 Prénom NOM & Prénom NOM Groupe 12 2025/2026
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