Avant
propos :
Malgré
l'incontestable précision du
GPS, le moyen le plus simple pour déterminer
la direction à prendre reste
encore la boussole magnétique. Dans
cette réalisation, le montage
ne fait pas appel à une aiguille
aimantée mais à un équivalent
électronique reposant sur l'emploi
de deux circuits à effet de Hall
sensibles au champ magnétique
terrestre. Ces capteurs sont regroupés
sur un minuscule circuit imprimé
double face,
distribué en France chez Lextronic et Sélectronic (depuis
peu pour ce dernier). Vous pouvez voir
ci-dessous le module boussole CMS disponible
chez Lextronic
dans sa version 3 baptisée
CMPS03.
Dimensions
réelles du circuit imprimé
: 31 mm x 34 mm.
Malgré
l'indiscutable facilité de mise
en oeuvre offerte par ce module, ce
dernier ne peut fournir à lui
seul les indications d'angles et de
directions à l'utilisateur. Dès
lors, avec un zeste d'électronique
supplémentaire, on parvient à
visualiser la
direction cardinale (ex : Nord, Sud,
etc...) et inter cardinale (ex : Sud-Est,
Sud / Sud-Est, etc...) ainsi que l'angle
d'orientation sur un triple affichage
: 8 leds, un afficheur LCD ou bien
encore sous forme graphique avec
l'emploi d'un soft
fonctionnant sous Windows.
Caractéristiques
générales de la boussole :
Résolution
de la mesure d'angle : 1° Précision
sur la mesure de l'ordre de 3°
à 4°
environ. Triple
affichage de la direction : sur PC,
sur LCD
et sur leds. Configuration
et étalonnage de la boussole
sous Windows. Fonctionnement
autonome de la boussole sans PC à
partir de l'affichage LCD
et / ou des
leds. Sorties supplémentaires dédiées
aux développeurs hardwares
(angles
+ interruption). Alimentation
du dispositif par adaptateur secteur
sous 12V
ou sur piles 6
x 1,5V
type R6. Consommation
totale sur piles de l'ordre de
25mA. Consommation
totale avec adaptateur secteur de
l'ordre de 90mA
(rétro-éclairage de l'afficheur
LCD actif).
Constitution
de la boussole sur le plan hardware
:
La boussole est composée
de deux
parties
distinctes : la
section affichage et alimentation, la
section boussole et
liaison série
PC.
La
raison de cette dichotomie repose sur
le soucis de protéger le module
de mesure CMS de tous
champs magnétiques parasites
externes.
En effet, les piles
permettant d'alimenter le montage (en
fonctionnement autonome) contiennent
des éléments ferreux
susceptibles de dégrader la mesure.
De la même façon, l'armature
de l'écran à cristaux
liquides de l'afficheur LCD
introduit des perturbations lorsque
ce dernier est placé à
proximité du module (vérifié
expérimentalement). Ainsi,
dans un soucis de ne pas sacrifier la
précision offerte par cet excellent
module CMS, j'ai volontairement déporté
certains éléments "perturbateurs"
sur un deuxième circuit imprimé
nommé "Section affichage
et alimentation" relié au
circuit de mesure par une liaison électrique. Cette
liaison tri-filaire entre "la
section boussole et liaison série
PC"
et la "section
affichage et alimentation"
assure la communication des données
entre les deux circuits imprimés...
Repérage des
principaux éléments constitutifs de la boussole :
Section
affichage et alimentation :
Encadré
en bleu
:
|
le
microcontrôleur 16F84A (esclave)
permettant de gérer
l'affichage.
|
Encadré
en rouge
:
|
les
différents supports
pour piles R6 (6 x 1,5V).
|
Encadré
en vert
:
|
la
section affichage LCD et le
réglage du contraste.
|
Encadré
en violet
:
|
la
section alimentation et
régulation.
|
Encadré
en bleu
clair :
|
la
première extrémité
de la
liaison tri filaire.
|
Section
boussole et liaison série :
Encadré
en vert
:
|
microcontrôleur
16F876 (maître) gérant
l'ensemble de la boussole.
|
Encadré
en violet
:
|
la
liaison série avec
son incontournable MAX232
et le connecteur DB9.
|
Encadré
en rouge
:
|
le
module CMS boussole CMPS03.
|
Entouré
en bleu
:
|
les
8 leds de signalisation des
points cardinaux et inter
cardinaux.
|
Encadré
en jaune
:
|
la
seconde extrémité
de la liaison tri-filaire.
|
Encadré
en bleu
clair
:
|
le
connecteur optionnel dédié
aux
développeurs hardwares.
|
Le
module boussole CMS :
Aspect
général du module boussole
(version CMPS03) :
Encadré
en bleu
clair
:
|
le
PIC16F872 programmé
en usine.
|
Encadré
en
jaune
:
|
les
deux capteurs
à effet de Hall référencés
KMZ51 de chez Philips.
|
Capteurs
à effet de hall :
En
très gros plan, les deux capteurs
à effet de hall KMZ51 orientés
perpendiculairement l'un vis à
vis de l'autre permettant la mesure de
la position angulaire à partir
des 4 points cardinaux.
Brochage
du module CMS :
Broche
1
:
|
alimentation
+5 volts.
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Broche
2
:
|
signal
d'horloge SCL pour communication
I ²C.
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Broche
3
:
|
signal
de données SDA pour
communication I ²C.
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Broche
4
:
|
sortie
du signal à largeur d'impulsions
PWM représentatif
de l'angle mesuré.
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Broche
5
:
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sortie
indiquant
si le calibrage est opérationnel
(je n'ai pas testé
cette sortie).
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Broche
6
:
|
entrée
de calibrage active
à l'état bas.
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Broche
7
:
|
entrée
de compensation
des erreurs induites par
la fréquence du secteur.
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Broche
8
:
|
non
connecté.
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Broche
9
:
|
masse
(GND).
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Bibliographie
:
Descriptif
du module boussole CMS dans la revue
Micros &
Robots n°3 page 13.
Document
fournit par le distributeur du module
boussole CMS (Lextronic).
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