J’ai acheté la carte d’entrée / sorties en kit sur internet, sous la référence « FT919K ». Cette carte ajoute 6 sorties relais, 6 entrées tout ou rien et 6 entrées analogiques à une carte compatible Arduino. Nous verrons par la suite qu’il faut faire des choix dans l’utilisation des périphériques, ce qui démontre bien la différence entre l’utilisation de cartes achetées toutes faites et des cartes réalisées sur mesure. Il n’est possible par exemple que d’utiliser 4 des 6 entrées analogiques prévues. Comme cette carte a besoin d’une tension de 12 volts, j’ai rajouté un bloc d’alimentation continue que j’ai branché sur l’entrée Jack de la carte Pinguino.

Le kit est constitué de composants traversants, ce qui nous ramène quelques années en arrière. L’avantage est qu’il suffit d’un fer à souder d’électronicien et d’un peu de patience pour effectuer le montage. Pour ma part, j’ai regretté la notice en Italien qui n’aide pas, je l’aurais préférée au moins en Anglais, à défaut de l’avoir en Français. Mais comme la carte est d’une grande simplicité, il est tout à fait possible de la monter sans parler l’italien  ! Les sorties NO et NF de chacun des relais sortent sur un des borniers à vis, ce qui est bien pratique. Les borniers à vis exigent l’utilisation d’un tournevis d’horloger, ce qui est inévitable vu la taille de la carte.

J’aurais, pour ma part, souhaité pouvoir disposer d’emplacements pour monter les résistances d’un pont diviseur de tension sur les entrées analogiques, car cette carte associée au pic32 alimenté en 3,3 volts nous permet d’effectuer des mesures dans la plage de tension 0 – 3,3 volts. Il faudra prévoir l’ajout de ponts diviseurs au niveau du câblage en cas de besoin. Attention, les diodes zeners livrées pour protéger les entrées analogiques sont de valeur 5,1 volts, ce qui n’est PAS compatible avec les limites d’une entrée analogique d’un pic32 qui est fixé par Microchip à « -0.3V to (VDD + 0.3V) ». Pour plus de sécurité, vous pouvez vous procurer des zeners de la tension adéquate. Le mieux aurait été de prévoir une diode de retour à l’alimentation Vin à la place d’une zener à la masse ! Une fois la carte terminée, un contrôle visuel approfondi effectué, la carte peut être enfichée sur la carte Pinguino en vérifiant bien le sens.

Il vous reste maintenant à télécharger le fichier zippé du projet qui contient les fichiers sources .c et .h selon une organisation qui doit maintenant vous être familière. Il faudra rajouter les nouveaux fichiers à votre projet (bios.h et bios.c) avant de pouvoir compiler.

Comme vous pouvez le constater, la routine d’initialisation de la carte ainsi que les routines d’accès aux périphériques sont maintenant contenues dans le fichier « bios.c ». Ce nom vous évoque forcément quelque chose et vous savez probablement qu’il est la contraction pour « Basic Input Output Subroutines ». C’est grâce à ce concept que des cartes mères possédant une électronique quelque peu différente peuvent être interfacées avec un même système d’exploitation. Quel intérêt pour nous ? premièrement, cela facilite grandement la programmation d’une application. Il est bien plus facile d’écrire

on_rl(4);

pour faire coller le relais numéro 4 que d’écrire

mPORTGSetBits(BIT_8);

qui sous entend que vous savez que le relais numéro 4 est commandé par la 9éme broche du port G ! c’est fatalement source d’erreurs, d’autant plus que rien ne dit que les relais soient à la suite les uns des autres sur le même port. (c’est d’ailleurs le cas ici, les 2 premiers sont sur le port B et les suivants sur le port G ) Deuxièmement, vous aurez probablement à porter votre application si pratique, un jour ou l’autre, sur une nouvelle carte. Si vous suivez bien cette règle, il vous suffit d’adapter le fichier bios.c pour effectuer la majeure partie du portage.

Lorsque l’on conçoit une nouvelle carte électronique et une nouvelle application, on est invariablement confronté à des problèmes lors de la mise au point, et il est parfois difficile de discerner entre un problème d’origine électronique et un problème d’origine logiciel. Pour se simplifier la vie, il peut être judicieux de couper le problème en deux, c’est à dire de vérifier le fonctionnement des entrées sorties et de l’électronique associée avant de mettre au point l’application. Grâce au bios, nous avons maintenant une manière simple et élégante d’effectuer cette tâche. D’expérience, cela est également utile lors du dépannage de cartes ! Vous remarquerez pour cela les instructions suivantes au début du main.c

    if( siBouton1() )
testCarte();

La procédure « testCarte » se trouve à la fin du fichier bios. Si vous téléchargez la nouvelle application dans la carte Pinguino avec une console branchée (cf mise au point PIC32) et que vous appuyez fugitivement sur le bouton reset tout en maintenant le bouton 1 enfoncé, un menu va apparaître sur le terminal :

Test de la carte PINGUINO.

*************************************************************
Commande RONx (x n° du relais) pour activer un relais.
Commande ROFx (x n° du relais) pour désactiver un relais.
Commande RBC pour activer désactiver les relais à tour de rôle.
Commande ETEx Pour lire l’état de l’entrée TOR N° x.
Commande A16x Pour lire l’état de l’entrée ANA N° x avec 16 bits de résolution.
Commande A10x Pour lire l’état de l’entrée ANA N° x avec 10 bits de résolution.
Commande FIN pour retourner dans l’application.

Ces commandes à saisir au clavier vont vous permettre de tester le bon fonctionnement des entrées sorties ajoutées à la carte Pinguino avant d’écrire une seule ligne de l’application. Je vous laisse découvrir le fonctionnement du mini interpréteur de commandes tout simple qui permet d’effectuer ce travail. Comme ce sont bien les routines d’entrées sorties du bios qui sont appelées,  vous serez sûr de leur bon fonctionnement dans votre future application.

Vous remarquerez également que deux ordres différents permettent de lire les entrées analogiques, et que si une commande affiche une résolution de 10 bits conforme au convertisseur du PIC32, l’autre affiche à l’extrême une résolution de 16 bits ! j’ai profité de cette occasion pour vous montrer qu’il est possible d’augmenter la résolution d’un CAN par logiciel pour autant que la fréquence d’échantillonnage ne soit pas top haute. (cf augmentation de la résolution par sur-échantillonnage). Le passage de 10 à 16 bits est un extrême dans le sens où il faut effectuer 4^6, soit 4096 acquisitions pour obtenir ce résultat ! Cela reste quand même un moyen économique de réaliser un CAN 16 bits pour un signal évoluant doucement comme une température ou une humidité.

Vous trouverez à la fin du fichier « main.c » la procédure

void _general_exception_handler(void)
{ …

qui permet  d’afficher sur la console le type et l’adresse lors de la survenance d’une exception du PIC32. Une fois muni de cette adresse, vous pouvez utiliser la commande « view – disassembly listing » de l’environnement MPLAB pour retrouver la ligne de code qui a causé l’exception, c’est vraiment une aide précieuse lors de la mise au point d’une application un peu volumineuse, comme un stack TCP/IP par exemple !

• acheté pinguino
• part et pouvoir
• suréchantillonnage pic microchip
• utilisation diode zener entree analogique

J’ai pour habitude d’utiliser des « printf » dans mes programmes, pour faciliter la mise au point et / ou la mise en service d’application. Dans les applications les plus complexes, j’utilise un mécanisme qui permet de générer des traces des événements. Les messages peuvent alors au choix être affichés sur un terminal et / ou être stockés dans un fichier sur une SD-Card.

Ce dispositif est également bien utile pour créer des menus de tests et pouvoir ainsi évaluer le bon fonctionnement de l’électronique en dehors de l’application.

A l’origine, pour afficher les messages sur un terminal ( putty par exemple ), j’utilisais un port série disponible sur la carte à tester. Mais les ports séries disponibles ne le restent pas très longtemps, et j’ai bien souvent jonglé pour finir la mise au point de mon application.

J’ai eu un jour l’inspiration d’utiliser le port ICSP de ma carte pour brancher la console de traces. Vous allez me dire que les broches de l’ICSP ne sont pas reliées à un UART. C’est vrai, mais ce n’est pas vraiment un problème, il est facile de simuler un port série avec deux broches d’entrée / sortie logique. Par contre, jusqu’ici, personne n’est venu me voir pour brancher un capteur sur la prise ICSP ! et, cerise sur le gâteau, TOUS LES PICs sont dotés d’une telle prise, aussi bien les plus petits que les plus gros, 8, 16 ou 32 bits ! Il devient facile de brancher une console sur tous les montages à base de PIC, sans modification hardware et avec peu de software. Il faut simplement veiller a rendre le montage compatible avec les différentes tensions d’alimentation rencontrées, de 3,3 à 5 volts.

J’ai donc fabriqué en montage « boule » des adaptateurs série TTL vers RS232 à l’aide de MAX que j’ai utilisés branchés derrière des convertisseurs USB/série pendant des années. Je me suis décidé récemment à réaliser un circuit imprimé pour rendre le montage plus sûr, et à l’occasion, j’ai utilisé un convertisseur TTL/USB pour simplifier la connexion. C’est le schéma que vous trouvez en tête de cet article. Vous trouverez ci-dessous la version au format pdf à télécharger, ainsi que le dossier d’étude complet  y compris la liste des composants avec les références et les fichiers gerber. Pour ce genre de travail, j’utilise KICAD, qui est un formidable outil open source. Pour valider le schéma, j’ai acheté une platine convertisseur USB / TTL série et j’ai ajouté sur une plaque d’essai le réseau de résistances et de diodes dont l’objectif est d’assurer la séparation entre les alimentations de l’USB et de la carte. Cela permet d’utiliser ce montage sans réglage pour des pics alimentés entre 3.3 et 5 volts. Cela supprime également l’auto-alimentation au travers des entrées du PIC par l’USB qui empêche un reset efficace à la mise sous tension. Les prototypes sont en cours de fabrication.

La vidéo à la fin de l’article et les fichiers .h et .c zippés vous guident pour ajouter cette fonction console au programme d’exemple du billet précédent.

• Schéma de la console au format pdf. (68)
• Dossier de la console au format Kicad (39)
• Fichiers .c et .h pour utilisation de la console. (33)

Il y a une erreur dans le commentaire de la vidéo, dans le fichier console.h, ce n’est pas la fréquence du quartz mais la fréquence du cœur du PIC32 dont il s’agit.

• debugger pic
• carte de debug pic
• pratique pic16f877
• probleme debug pic32
• programmation et mise en service de pic16f877
• rs232 pinguino
• rs232 usb schema
• schéma alim usb automobile
• schéma pic rs232--- usb
• schema pic18f4550 avec usb

Si comme moi vous faites l’acquisition d’un adaptateur de la marque Olimex, le câblage de la RJ12 est inversé ! De ce que j’ai compris, la prise initiale coudée a été remplacée par une prise droite, ce qui inverse la numérotation des pins ! Pour résoudre le problème, l’adaptateur est donc livré avec un câble blanc RJ12 / RJ12 croisé.

Pour vérifier, tenez votre câble bien à plat, et regardez de quel coté se trouvent les languettes des prises ICSP, l’une est au-dessus et l’autre au-dessous. Comparez maintenant avec le câble livré d’origine avec votre sonde de programmation ICD3 ou ICD2, les languettes se situent du même coté !

Cela signifie que vous ne devez pas utiliser le câble d’origine de la sonde avec l’adaptateur, sous peine de destruction de matériel !

Conclusion, si vous utilisez l’adaptateur, utilisez systématiquement le câble fourni avec, cela s’applique également à la console de mise au point. Cela vous évitera de casser du matériel, ou pour le moins, de passer comme moi quelques heures à chercher la cause du problème.

• icsp
• pic icsp schéma
• icsp pic
• pinguino icsp
• schema icsp pic
• schéma câblage icsp sur carte
• prise icsp
• adaptateur ICSP
• olimex icsp breakout
• icsp schema

Prise en main de la carte Pinguino OTG

Je vous propose maintenant de créer un programme minimaliste comme exercice de prise en main de la carte Pinguino OTG. A la place du célèbre « Hello World », nous allons faire clignoter rapidement la led N°2 de la carte, la led orange, pour ne pas confondre avec le programme de démonstration d’origine, qui fait clignoter doucement la led verte. ATTENTION, dans cette approche, nous allons utiliser le compilateur C de Microchip et non l’environnement intégré Pinguino. De ce fait, lorsque vous allez charger ce programme d’essai dans la carte, vous allez écraser le BootLoader chargé d’origine par le constructeur, Olimex. J’explique à la fin de la vidéo comment remettre ce BootLoader en place.

Prenez le temps de bien lire et écouter les consignes, ne pas les respecter risque d’endommager votre carte. Ne tentez pas cet exercice si vous n’êtes pas sûr de vous, je décline toute responsabilité en cas de destruction de votre matériel !

Avant toutes choses, vous devez vous munir d’une sonde de programmation, ICD3 ou Pickit3, d’un adaptateur RJ12 <=> Pinguino. Vous devez également installer L’IDE MPLAB et le compilateur Microchip sur votre machine, et en option l’IDE Eclipse avec le plugin C/C++ pour faciliter l’édition de code. Eclipse n’est évidement pas un impératif pour ce programme d’exemple, mais il se révélera un outil bien pratique dans les prochains exercices.

ATTENTION, Lisez cet article sur l’ICSP avant d’effectuer cette manipulation. Ne branchez pas la sonde de programmation sur la carte avant d’avoir correctement paramétré l’IDE MPLAB avec le bon PIC32 et attendu le téléchargement du bon logiciel dans la sonde. N’optez pas pour l’alimentation de la carte par la sonde, pour ma part et pour cet exercice, j’ai alimenté la carte à l’aide d’un cordon USB.

Pour vous éviter de ressaisir le code, vous trouverez les fichiers sources de l’exercice dans le fichier « prj.zip » et vous trouverez également le BootLoader d’origine, « PINGUINO_BOOT+DEMO.zip », en téléchargement ci-dessous. N’oubliez pas de dézipper ces fichiers avant de les utiliser !

Code source : Code source de l\'exercice (85)

BootLoader : Le BootLoader d\'origine pinguino au format hex zippé. (49)

Vidéo de l’exercice :

Voilà pour aujourd’hui, dans le prochain article, nous doterons notre Pinguino d’une interface de dialogue pour faciliter les tests et la mise au point.

• eclipse pic32
• pinguino_boot demo hex
• pinguino eclipse
• mplab eclipse
• adresse de chargement du bootloader pinguino
• pic16f877 photovoltaique mppt code source
• pickit3 firmware 01 27 04
• pickit3 PINGUINO
• pinguino 32
• pinguino eclipse mplab

Pour toutes les applications nécessitant une tension et / ou une puissance inférieure, il est possible de se tourner vers une solution radicalement plus simple. Dans ce cas, il faut utiliser cette faculté des cellules solaires à se comporter en parfait générateur de courant, et donc utiliser des cellules de surface telle que le courant généré en pleine lumière ne dépasse pas la capacité de charge des batteries. Une simple régulation en tension ajustée en fonction de la batterie permet de terminer la charge.

A l’opposé, dans le cadre d’installation de puissance plus importante et cela sans limite, il faut considérer le peu de puissance consommé par le chargeur face à la production (1/2 wat face à 1000 watts par exemple) ainsi que le gain en production d’énergie ou en diminution de la surface (passer de 100 M2 à 80 M2 de surface de panneaux solaires modifie la facture d’installation !)

• chargeur solaire schéma
• Schéma Solaire
• regulateur solaire schema
• schema regulateur charge solaire
• schema electrique chargeur solaire telephone
• régulateur panneau solaire schéma
• schema regulateur de charge solaire
• schema electronique regulateur panneau solaire
• schéma régulateur solaire 12v
• schema regulateur de tension 12v

Après quelques difficultés dans les transferts de compte, les circuits imprimés sont enfin là !

Mise en place de la loupe et de la caméra, CMS oblige, un peu de courage et de patience…

Et enfin, après avoir joué quelques heures de la pince brucelle et du fer à souder panne 0,2 :

Voila le résultat qui n’attend plus qu’un peu d’énergie pour démarrer !

• circuit imprimé fabrication
• de fabrication de conception du prototype email ne
• di souder microchip electronique information

Voici la carte principale d’un format de 100 * 100 :

et la carte optionnelle, en charge de la communication RS485 :

Une fonctionnalité supplémentaire a été ajoutée à cette carte fille, la possibilité d’embarquer un régulateur d’alimentation spécial pour la carte principale :

L’ajout de ce régulateur NCP1402 permet d’envisager l’utilisation du dispositif dans les situations où la tension délivrée par le panneau solaire est inférieure à la tension d’alimentation du chargeur, qui est de 5 volts. On peut imaginer créer ainsi un panneau solaire compact de faible puissance constitué de quelques cellules pour alimenter un système embarqué. Prenons l’hypothèse du besoin d’une puissance d’une dizaine de watts.

• Premier cas (concret puisque certaines des installations auxquelles j’ai participé, fonctionnent selon ce principe aujourd’hui ) : utilisation d’un panneau solaire consitué de 36 morceaux de cellules de taille relativement modeste. L’avantage est l’utilisation de morceaux de cellules tirés de cellules abimées et qui échoueraient au rebut sans cette utilisation alternative. Inconvénient, beaucoup de main d’oeuvre pour associer ( souder ) ces 36 morceaux de cellules et une perte conséquente de place dû à l’espacement minimum qui doit être conservé entre les cellules pour réaliser l’interconnexion.

• Deuxième cas : association d’un nombre réduit de morceaux de cellules de taille plus conséquente. Pour 10 watts, il est possible d’associer 6 cellules d’1,75 watt chacune et d’obtenir ainsi une puissance théorique de 10,5 watts. Dans ce cas, la tension délivrée par le panneau solaire à la puissance maximum sera de l’ordre de 3 volts, bien inférieure aux 5 volts nécessaire au démarrage du pic. Le régulateur NCP1402 utilisé en lieu et place du régulateur de la carte principale est capable de fournir du 5 volts à partir d’une tension d’entrée de l’ordre de 0,8 volts. Et oui, ce régulateur est simplement un convertisseur élévateur de tension de type boost, comme le coeur du chargeur, en circuit intégré. Comme ce régulateur n’est qu’élévateur, il ne peut pas être utilisé lorsque la tension du panneau est supérieure à 5 volts. L’avantage évident, en plus de nécessiter moins de main d’oeuvre à la construction, est l’encombrement réduit du panneau, ce qui est un paramètre important pour les applications embarquées. D’autres avantages me viennent à l’esprit, comme la facilité d’approvisionner des demi-cellules (une cellule d’1,75 watt est une demi cellule de 6pouces * 6pouces, soit 150mm * 150mm), un frein au pillage du panneau solaire (qui serait tenté par le vol d’un panneau si peu conventionnel ?). La situation commence à devenir amusante, un chargeur élévateur de tension alimenté par un régulateur élévateur de tension… les semaines qui viennent seront passionnantes.

En attendant la livraison des circuits-imprimés, le facteur a apporté un nouveau sujet d’étude, dans un joli paquet tout douillet de mousse de carbone :

Une centaine de demi cellules de 6 pouces, soit des cellules d’environ 150mm * 80mm. Ces cellules vont me permettre de fabriquer quelques prototypes de panneaux solaires.

• Fabrication de prototypes de circuit imprimé
• fabriquer un panneau photovoltaique
• circuit imprimé d\un chargeur solaire
• elévateur de voltage panneau solaire
• circuit imprimé panneaux solaires
• fabriquer un panneau solaire
• une carte electronique avec de circuit integre alimente par un panneau photovoltaique
• elevateur de tension 1 5 en 3v
• curcuit dun chargeure solaire
• construction d\un chargeur solaire

Nous avons néanmoins démontré et illustré qu’il y avait mieux à faire pour charger une batterie que d’associer les cellules par 36 dans un panneau solaire. Et que le gain à attendre avoisine les 20%, ce qui est appréciable. L’esprit du développement durable ne doit pas être écarté sous prétexte que l’on utilise un panneau solaire. Les transformations à effectuer pour bénéficier de ce gain d’énergie ne sont ni onéreuses, ni compliquées, il s’agit simplement d’associer différemment les celulles dans un panneau, ou d’utiliser un panneau 12 volts pour charger une batterie de 24 volts. Nous avons réalisé un exemple qui montre que le chargeur à utiliser est constitué de composants simples, peu onéreux et faciles à mettre en oeuvre, et qu’il est possible d’adjoindre une amélioration, la charge pulsée, pour obtenir un chargeur efficace.

…Que votre soleil éclaircisse l’ombre…

• conclution sue le pic
• pic24f conclusion

Ces données sont issues d’une capture en mode flot. Les colonnes issues du chargeur et qui nous intérressent ici sont Vi, la tension en entrée, Vo, la tension en sortie et Apr, la valeur écrite dans le registre qui règle le rapport cyclique. La colonne A = (Ve, Vi) est la valeur pour alpha issu d’un calcul théorique d’aprés la différence entre Vi et Vo, c’est donc la valeur théorique d’alpha. La colonne Areel est la valeur de la consigne alpha, c’est donc le contenu du registre divisé par 256 (cf les explications sur le convertisseur BOOST). Enfin la colonne #A est le résultat de la différence entre Alpha théorique et la consigne. Cela permet de vérifier que le convertisseur fonctionne bien en mode de conduction continue.

• le rapport cyclique du panneau photovoltaique boost mppt
• rapport cyclique pic18F4431
• rapport cyclique panneau photovoltaique
• rapport cyclique Boost MPPT
• rapport cyclique
• pic rapport cyclique
• adc pic 32
• fonctionnement pic 32
• fonctionnement des pics
• controle rapport cyclique

Comme nous pouvons le constater, quelques nuages sont venus perturber cette belle journée vers midi, diminuant un peu le résultat global, il faut en tenir compte dans la comparaison. Il est en fait difficile de comparer deux journées qui se suivent mais ne ressemblent jamais tout à fait.

Lorsque le montage sera industrialisé, il sera plus simple de faire des études comparatives. La courbe bleue indique la tension aux bornes du panneau, echelle de gauche, la courbe rouge est l’intensité qui rentre dans la batterie, échelle de droite et la courbe en jaune est la puissance issue du calcul interne au chargeur. Pour cette journée, la batterie a donc été rechargée de 3,07 A/H.

Nous pouvons observer que sur cette courbe, la tension d’entrée est toujours inférieure à la tension batterie, puisque notre panneau solaire a été réarrangé. Nous observons également que la tension maximum à la puissance maximum évolue, c’est particulièrement flagrant le matin, elle diminue au fur et à mesure que le panneau s’échauffe, sous l’effet conjugué des rayons du soleil et de l’intensité qui circule dans les cellules. La batterie a subi une charge de 3,81 A/H, ce qui fait une augmentation de 24%, ce qui est probablement un peu exagéré au vu du nuage qui est venu perturber l’enregistrement précédent.

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