Carte d'expérimentation pour les microcontrôleurs PIC 18F (Application Board for PIC 18F)

par François Finfe | Projet initial: Juillet 2006 | dernière mise à jour: December 31 2008 13:01:40.

Introduction

Iniatialement, cette carte fut dessiné dans le but d'en faire un PLC (automate programmable). Cependant, cette carte dispose de nombreuses entrée/sortie numérique et analogique, ce qui fait qu'elle peut servir à des nombreuses autres applications.

Le coeur de ce système est un PIC 18F4550. D'autres microcontrolleurs 18F sont compatibles broches à broches, et conviennent parfaitement (La carte a été testé avec un 18F4450 et un 18F4620).

Attention: page en cours construction

Fonctionnalités / Caractéristiques

Cette carte dispose:

64 IO multiplexées (32 entrées et 32 sorties).
Port USB
Une horloge temps réel I²C (RTC DS1307)
Une E²PROM I²C de type 24Cxxx.
Un connecteur d'extension externe du bus I²C
Un écran LCD alphanumérique 4x16 (occupant 7 outputs des IO.
Une connexion pour une PT1000 (circuit de mise à l'échelle 0-5V pour 0 à 100 °C). Il est facile à redimensioner pour une PT100.
Une connexion pour une sonde de température de type LM35 (circuit de mise à l'échelle).
Connecteur d'extension pour liaison série (type RS232).
12 entrées analogiques 0 - 5 V (10 bit).
Alimentation 5 V, 9 V, et 3V3 (ajustable jusqu'à 15 V)
Detection du passage par zéro de la tension du secteur (pour application de type dimmer/gradateur, commande par angle de phase).

Applications

Voici quelques exemples d'applications que j'ai réalisé avec cette carte.

Dimmer/gradateur de lumière à 8 canaux, piloté à distance par PC. C'est en fait la version précedente de cette carte qui utilisait un PIC 16F877. Une carte (dites de puissance) y est connecté. Par canal, celle-ci dispose d'un triac pour commander une charge (lampe) et d'un circuit de conversion 0 - 230V vers 0 - 5 V (en tout ou rien). Cette dernière fonctionnalité sert, dans le cas d'une installation domestique à detecter l'appuie sur un bouton poussoir. L'objectif de cette carte est de remplacer des télérupteurs par ce circuit.
Lecture/exploration de fichier sur une carte SD au format FAT16.
Thermomètre de brassage pour l'empatage. Exemple, on entre un palier à 63°C lorsque le mout est, à par exemple 30°C. Le thermomètre indique l'écart de température entre la consigne et la température mesurée. Il calcul également la vitesse de montée (dérivée) de la température sur 1 et 4 min et indique le temps restant avant d'atteindre la consigne. Ce montage est utile car avec l'inertie thermique d'un fut chauffé au gaz, il difficile de voir l'évolution de la température car le temps de réponse dû à l'inertie thermique est assez long, et si l'on ne surveille pas la température, on s'écarte facilement de la consigne. Un logiciel permet de tracer la courbe en temps réel de l'évolution de la température.
Datalogger pour la température (stockage sur E²PROM)
Lecture de l'états des entrées et lecture/écriture des sorties via l'écran LCD et le clavier. Utilisation de menu. Une console (terminal) via le port série est implanté et permet d'éxecuter des commandes de lecture/écriture sur les IOs (sous Windows via l'Hyperterminal). Ce projet est terminé et fonctionne correctement. Il est en cours de rédaction et sera publié dans le courant du mois de janvier.

Schema

Schema sheet 1/4 (cliquer pour agrandir)

Schema sheet 2/4 (cliquer pour agrandir)

Schema sheet 3/4 (cliquer pour agrandir)

Schema sheet 4/4 (cliquer pour agrandir)

Ressources / Download

Description	Lien/Fichier(s)
Schéma "propre" (cfr remarque) Fichier au format Eagle (+pdf)	Layout Layout (pdf)
Circuit imprimé (PCB), schema ("brouillon", cfr remarque), implantation composants. Fichier au format Eagle (+pdf)	PCB & layout PCB (pdf), bottom layer (côté cuivre) Implantation composants (PDF)

Remarques

Il y a une erreur dans la sériegraphie du circuit imprimé. Le numéro des IOs (n° des bits) sont numérotés dans le mauvais sens. Ainsi, le bit7 correspond en réalité au bit0, le 6 au 1,...

Il existe 2 archives pour le projet:

une version "propre" du schéma ne contenant que le schematic.
une version "brouillon" mais complète avec le schematic et le board (pcb) (avec la backannotation).

L'existence de ces 2 versions est simple à expliquer: lorsque j'ai crée le schéma initialement, je ne maîtrisais pas complètement Eagle. J'ai essayé de regroupé tout le schematic sur un A4. Le problème c'est que c'est fort serré et fort brouillon.

J'ai ensuite refait le même schéma avec des frames et des feuilles différentes. Cependant, je n'ai pas refait le pcb. J'aurais pu modifier le schéma précedent, mais il n'est pas facile de déplacer un schéma d'une feuille à l'autre, souvent si on ne fait pas attention, le schematic et le board ne sont plus cohérent.

Le circuit imprimé est également fort brouillon. Certaines règles n'ont pas été respecté (par exemple, piste à 45° au lieu de 90°,...). Soyez indulgent, c'est un des premiers gros pcb que j'ai réalisé et je n'ai ni l'envie ni le temps de tout corriger ...