Détecteur de champs électromagnétiques

11 Juin 2019 Bruno Colicchio

Maquette détecteur de champs électromagnétiques

Projet Geii

BIGLER Rémi | DUDENHOEFFER Maxime | HAGER Honoré | SCHNEIDER Mathieu

 

Lien pour la vidéo : https://youtu.be/Ha1hLxbQvDY

 

 

 

PREAMBULE

 

Dans le cadre de notre projet d’étude et réalisation, nous avons comme travail la conception et la réalisation d’un détecteur de champs électromagnétiques.

Dans un seul boitier, cet appareil aura la capacité d’effectuer différentes mesures. Des mesures de champs électriques basse fréquence, des champs magnétiques basse fréquence et des champs électromagnétiques radiofréquence.

Ce cahier des charges fait part de toutes les analyses, tous les travaux de réalisation et de production de ce projet.

 

SOMMAIRE

 

  1. Contexte et définition du projet
    1. Contexte
    2. Objectif
    3. Périmètre
    4. Description de l’existant
    5. Critères d’acceptabilité du produit

 

  1. Expression du besoin

2.1         Besoins fonctionnels

2.2        Besoins non fonctionnels

 

  1. Contraintes

3.1         Coûts

3.2        Délais

3.3        Autres contraintes

 

  1. Déroulement du projet

 

 

  • CONTEXTE ET DÉFINITION DU PROJET

 

 

Contexte

Ce projet d’étude et réalisation permettra l’étude et la production d’un détecteur de champs électromagnétiques. Ce détecteur s’inscrit donc comme étant un appareil de mesures mais aussi un avertisseur au taux d’exposition des ondes.

La stratégie étant d’étudier le système électrique et son schéma avant de commencer sa réalisation via un logiciel. Puis de produire ce système et l’implanter dans son boitier pour pouvoir finir par le tester.

 

Objectifs

 

 

Ce projet a pour objectif la réalisation d’un détecteur de champs électromagnétiques après différentes étapes préliminaires. Il y aura pour but le bon fonctionnement de celui-ci ainsi que la bonne mise aux normes de celui-ci.

Ce produit servira donc à son utilisateur ou client pour y mesurer des champs électromagnétiques, qu’ils soient électriques de basse fréquence, magnétiques de basse fréquence ou encore de champs radiofréquence.

 

Périmètre

Ce projet a pour limites son analyse fonctionnelle, sa réalisation sur logiciel, sa production et sa bonne conformité aux attentes.

Sur ce projet, nous serons 4 à y travailler : Mathieu Schneider, Honoré Hager, Maxime Dudenhoeffer et Rémi Bigler.

  • Mathieu : Création sur Kicad + Boîtier du détecteur
  • Honoré : Production de la plaque
  • Maxime : Production de la plaque + Présentation du projet
  • Rémi : Création sur Kicad + Présentation du projet

 

 

 

Description de l’existant

 

Environnement logiciel : Pour la réalisation logiciel, nous allons utiliser le logiciel mis à disposition par l’IUT qui est Kicad. Ce logiciel nous permettra d’avoir accès à Kicad : le gestionnaire de projets, eeschema : l’éditeur des schémas, pcbew : l’éditeur de circuits imprimés, cvpcb : l’utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants, gerbview : le visualiseur de fichier et pcbcaculator.

De plus, pour notre organisation et présentation, nous utiliserons Mind View, Word et PowerPoint.

 

 

Environnement matériel : Pour la production, nous avons à disposition toutes les machines de l’IUT ainsi que les composants qui sont fournis. Il s’agit de :

  • L’étameuse :
  • La cisaille
  • L’insoleuse à UV :
  • Le mélange révélateur
  • La machine à perchlorure de fer

De plus, pour la production du boitier, nous pourrons utiliser une imprimante 3D.

 

Critères d’acceptabilité du produit

Ce produit comporte plusieurs critères d’acceptabilités. Tout d’abord, il faut que le détecteur de champs soit simple d’utilisation tout en ayant un aspect esthétique par son poids et sa taille. Il va devoir permettre le choix entre différents modes. Ce produit permettra de mesurer la valeur du champ, il faudra une marge d’erreur minimum. Enfin, il faudra respecter un budget établi.

 

  • EXPRESSION DU BESOIN

 

 

 

  • CONTRAINTES

 

 

3.1 Coûts

 

Pour la production de ce produit, nous avons un budget établi par l’IUT et nos professeurs qui s’occupent de celui-ci. Les composants étant déjà été acheté et le matériel mit à disposition dans les locaux, le budget ne devrait pas être dépassé.

Le budget alloué pour ce projet est de : 200€.

 

3.2 Délais

Les composants ont été commandés pour la date de début du projet, c’est-à-dire pour le Mardi 28 mai 2019. Il convient de respecter différentes échéances intermédiaires pour la bonne avancée du projet. Il conviendra de choisir la date où la partie réalisation sur logiciel soit terminée pour commencer la production. La production étant plus rapide, il faudra faire attention au temps restant pour la partie test et validation du produit.

Le projet devant être fini pour le : Jeudi 20 Juin 2019.

Suivie d’une soutenance le : Vendredi 21 Juin 2019. Elle permettra la présentation du projet et du produit fini avec tout ce qu’il comporte.

 

3.3 Autres contraintes

 

Le produit comporte différentes contraintes que l’on doit prendre en compte et qui peuvent être très importantes pour le bon fonctionnement du produit.

Il convient de prendre en compte :

 

  • Différentes fonctionnalités : Il faut que l’on puisse choisir le type de champs que l’on veut mesurer. Que ce soit les mesures de champs électriques basse fréquence, des champs magnétiques basse fréquence et des champs électromagnétiques radiofréquence.
  • Normes : il faut que le détecteur puisse alerter l’utilisateur de la limite d’exposition.
  • Esthétiques : il faut pouvoir intégrer la plaque du circuit imprimé dans un boitier tout en faisant attention au poids et à la taille du produit.
  • Plage d’erreur : Le plus important étant la valeur de la mesure, il faut que cette valeur soit la plus exact possible. C’est pour cela que la marge d’erreur doit être de maximum de 5%.
  • Coût : voir partie 3.1

 

  • DEROULEMENT DU PROJET

 

 

Nous avons séparé le groupe en 2.

D’un côté Mathieu et Rémi s’occupent de la partie réalisation du projet sur le logiciel Kicad.

Et de l’autre côté, Maxime et Honoré s’occupent de la partie réalisation de la maquette physique.

 

  • Réalisation de la maquette sur PC

 

 

Tout d’abord il faut réaliser l’eeschéma, l’éditeur de schéma, où il faut placer tous les composants et les composants modifiés.

Ensuite, il faut créer la netlist afin de faire l’utilitaire de sélection des empreintes physiques des composants utilisés dans le schéma.

 

 

Pour finir il faut faire le pcb, qui est l’éditeur de circuits imprimés, il sert à faire le circuit imprimé qu’on imprimera par la suite et à faire les liaisons.

 

 

  • Réalisation de la maquette physique

 

 

Etape 1 : Mettre ses EPI.

Il faut également mettre les ventilations de la salle en route ainsi que la machine à perchlorure de fer.

 

Etape 2 : Il faut choisir une plaque en fonctions des besoins (dimensions et type). Pour ce projet nous avons eu besoin de plaque double face avec comme dimensions du 170*100mm. Si la plaque n’était pas immédiatement de la bonne taille nous pouvons la couper à l’aide de la cisaille.

 

Etape 3 : Il faut mettre la feuille de calque dans la machine d’insoleuse à UV avec le côté imprimé vers le haut, ensuite il faut poser notre plaque avec le cuivre sur la feuille de calque et remettre au-dessus une feuille de calque côté imprimé pour faire l’autre face. Ensuite il faut régler la minuterie à 1 minute 30 secondes fermer la machine et lancer le cycle.

 

Etape 4 : Quand l’insoleuse à UV a fini son cycle il faut sortir la plaque et la mettre dans un mélange de révélateur pendant environ 45 secondes et agiter délicatement le bac jusqu’à voir des couleurs violettes. Ensuite il faut sortir la plaque du liquide et la rincer sous l’eau.

 

Etape 5 :  Il faut faire passer la plaque dans la machine a perchlorure de fer afin de faire le tirage du circuit.

 

Etape 6 : Il faut remettre la plaque dans l’insoleuse à UV puis la refaire passer dans le liquide révélateur.

 

Etape 7 : Il faut faire passer la plaque dans l’etamage pendant 2-3 minutes

 

Maintenant que la plaque est fabriquée, il faut percer des trous dedans afin de pouvoir placer des composants par la suite.

Quand ces trous sont placés nous pouvons commencer la soudure et souder nos composants sur la plaque.

Quand on soude les composants il faut faire attention à la polarité des composants.

 

TEST

 

Nous avons effectués des test avec Monsieur Xu et nous pouvons conclure que la maquette marche plus ou moins même s’il reste des points de mesure à rajouter, ce que nous avons pas pu faire.