Pr\u00e9sentation du Micro-EMS Teensy<\/h3>\n\n\n\n
Le Micro-EMS Teensy est donc \u00e0 consid\u00e9rer comme un module faisant partie int\u00e9grante du syst\u00e8me de surveillance du moteur, ou EMS<\/a>. L’architecture g\u00e9n\u00e9rale de l’EMS est pr\u00e9sent\u00e9e sur la figure 1. Le Micro-EMS est repr\u00e9sent\u00e9 dans la partie sup\u00e9rieure de cette figure. Il y a eu plusieurs versions successives du circuit imprim\u00e9 (ou PCB), les vols d’essai ayant permis d’apporter progressivement des am\u00e9liorations et de corriger les d\u00e9fauts initiaux, notamment de la fonction compte-tours. Le PCB pr\u00e9sent\u00e9 sur cette page est la version 4.1, la version logicielle actuelle est la 4.04.<\/p>\n\n\n Ce nouveau Micro-EMS est mont\u00e9 dans le m\u00eame MCR Sportser, en lieu et place de la version Arduino. La premi\u00e8re version Teensy (PCB v 3.1) a \u00e9t\u00e9 install\u00e9e au mois d’avril 2023. Le syst\u00e8me a par la suite \u00e9t\u00e9 longuement test\u00e9 en vol, ce qui a conduit \u00e0 le modifier et \u00e0 l’am\u00e9liorer. La version actuelle (PCB v 4.1), d\u00e9sormais au point, est en vol depuis octobre 2023. Elle est plus compacte, l’\u00e9cran couleur Adafruit 2.2 pouces des versions pr\u00e9c\u00e9dentes a \u00e9t\u00e9 remplac\u00e9 par un petit \u00e9cran OLED monochrome 128×128. <\/p>\n\n\n\n En effet, cet \u00e9cran n’est qu’un affichage accessoire, l’\u00e9cran 5″ de l’EMS est l’affichage principal du syst\u00e8me. Un codeur rotatif a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9 pour permettre de naviguer dans un syst\u00e8me tr\u00e8s simple de menus. Un module Bluetooth HC-05 permet de r\u00e9aliser des enregistrements en vol sur un smartphone (ou une tablette) \u00e9quip\u00e9 d’un terminal s\u00e9rie Bluetooth. Cette derni\u00e8re fonction est tout \u00e0 fait accessoire ; l’enregistreur de vol global<\/a>, bas\u00e9 sur une carte ESP32 connect\u00e9e au CAN bus, est beaucoup plus performant et fiable.<\/p>\n\n\n\n T\u00e9l\u00e9charger le logiciel sur GitHub<\/a> (C’est le fichier Micro_EMS_V4_06.ino ou ult\u00e9rieur qu’il faut utiliser avec cette version 4.1 du PCB). Le fichier Micro-EMS_V3_2.ino est laiss\u00e9e sur le d\u00e9pot GitHub pour aider le lecteur qui souhaiterait s’en inspirer pour impl\u00e9menter un \u00e9cran graphique en lieu et place du petit OLED 128 x 128)<\/p>\n\n\n\n Les connexions du Micro-EMS Teensy aux circuits de l’avion sont repr\u00e9sent\u00e9es sur la figure 8 (passer le pointeur de la souris sur l’image pour l’agrandir). Ces connexions se font par l’interm\u00e9diaire d’un connecteur D-SUB \u00e0 9 broches.<\/p>\n\n\n L’alimentation \u00e9lectrique (SUB-D pin 3) provient directement de la batterie de l’avion, au travers de 2 fusible-links<\/a> et du shunt en position 2<\/a>. Un switch, non repr\u00e9sent\u00e9 sur la figure 8, permet de mettre le syst\u00e8me sous ou hors tension. La batterie elle-m\u00eame est par ailleurs \u00e9quip\u00e9e d’un coupe-batterie. Cette fa\u00e7on de connecter le Micro-EMS \u00e0 la batterie permet d’en surveiller la tension sans mettre le master switch de l’avion sur ON. La connexion \u00e0 la masse se fait sur la broche 7 de la SUB-D. <\/p>\n\n\n\n Il y a deux sources possibles (SUB-D pins 4 et 5) pour la fonction compte-tours : soit le capteur \u00e0 r\u00e9luctance variable<\/a> du moteur Rotax, soit la sortie Tachometer<\/em> d’un des deux allumeurs \u00e9lectroniques Ignitech<\/a>. <\/p>\n\n\n\n La sortie Signal<\/em> du capteur de d\u00e9bit carburant FT-60 Red Cube<\/a> passe par la broche SUB-D 6, la r\u00e9sistance pull-up n\u00e9cessaire sur la sortie \u00ab\u00a0open collector\u00a0\u00bb de ce capteur est incluse sur le circuit imprim\u00e9 du Micro-EMS. <\/p>\n\n\n\n Le Micro-EMS est pr\u00e9vu pour fonctionner avec une jauge \u00e0 essence r\u00e9sistive. Celle qui \u00e9quipe l’avion est une sonde r\u00e9sistive haute r\u00e9solution WEMA S3<\/a> (0 \u00e0 190 Ohms) de 35 cm, sa r\u00e9sistance varie entre 0 ohms r\u00e9servoir vide et 190 ohms avec le plein. Les 29 reed switches de cette sonde assurent une bonne r\u00e9solution. Contrairement aux sondes capacitives, cette sonde est insensible \u00e0 la nature du carburant : SP 98 ou 100LL, ou m\u00e9lange des deux.<\/p>\n\n\n\n La sonde est utilis\u00e9e en s\u00e9rie avec une r\u00e9sistance de 220 ohms pour constituer un pont diviseur, ce pont \u00e9tant aliment\u00e9 en 5 volts par la broche SUB-D 8. La sortie du pont est appliqu\u00e9e sur la broche SUB-D 9. La particularit\u00e9 de ce montage est que cette r\u00e9sistance est situ\u00e9e dans le connecteur 3 broches de la sonde elle-m\u00eame, de fa\u00e7on \u00e0 ne pas risquer de griller la carte Teensy en mettant par inadvertance le syst\u00e8me sous tension alors que le r\u00e9servoir a \u00e9t\u00e9 d\u00e9pos\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Si cette r\u00e9sistance \u00e9tait plac\u00e9e sur le PCB, l\u2019oubli de reconnecter la jauge appliquerait alors directement une tension de 5 volts sur une broche analogique de la carte Teensy qui ne tol\u00e8re que 3,3 volts. On a \u00e9galement plac\u00e9 un condensateur de 100\u00b5F dans ce connecteur pour amortir les variations rapides de la tension aux bornes de la sonde, li\u00e9es aux ondulations \u00e0 la surface du carburant.<\/p>\n\n\n\n Le sch\u00e9ma \u00e9lectrique est repr\u00e9sent\u00e9 sur la figure 9 (passer le pointeur de la souris sur l’image pour l’agrandir). Le \u00ab\u00a0cerveau\u00a0\u00bb de ce montage est une carte Teensy 4.0.<\/p>\n\n\n L’alimentation 5 volts est obtenue gr\u00e2ce \u00e0 un r\u00e9gulateur LM7805 (U2). Le courant d’environ 200 mA appel\u00e9 par le Micro-EMS, coupl\u00e9 \u00e0 la r\u00e9duction de la tension de 13.7 volts (moteur tournant) \u00e0 5 volts, entra\u00eene un \u00e9chauffement significatif de ce r\u00e9gulateur lin\u00e9aire, n\u00e9cessitant des mesures de dissipation thermique : thermal vias sous le LM7805, pour faciliter les transferts thermiques vers le plan de masse du PCB, combin\u00e9s \u00e0 une entretoise en aluminium transf\u00e9rant la chaleur du PCB vers le bo\u00eetier aluminium.<\/p>\n\n\n\n La sortie de 3,3 volts de la carte Teensy pourrait \u00eatre insuffisante \u00e0 elle seule, en raison du nombre de circuits \u00e0 alimenter. Il lui a donc \u00e9t\u00e9 adjoint un buffer afin d’autoriser un courant significatif sans courir le moindre risque de voir la tension de r\u00e9f\u00e9rence de 3,3 volts diminuer, ce qui pourrait fausser certaines mesures analogiques. Ce buffer est constitu\u00e9 par l’amplificateur op\u00e9rationnel U5 et le transistor Q3.<\/p>\n\n\n\n La tension de la batterie est abaiss\u00e9e par le pont diviseur constitu\u00e9 par R2 et R3, et transmise \u00e0 la broche analogique A9 de la Teensy (via l’amplificateur op\u00e9rationnel U3 mont\u00e9 en suiveur, pour prot\u00e9ger A9 et adapter les imp\u00e9dances).<\/p>\n\n\n\n Le signal analogique \u00e0 haute tension en provenance du capteur \u00e0 r\u00e9luctance variable du Rotax est trait\u00e9 par un circuit sp\u00e9cialis\u00e9 MAX9924 (IC3) qui assure la suppression des parasites et la conversion vers un signal num\u00e9rique carr\u00e9 de 3,3 volts d’amplitude, de fr\u00e9quence identique. Voir \u00e0 ce sujet, dans la rubrique \u00ab\u00a0Technique\u00a0\u00bb de ce site, la page sur les capteurs \u00e0 r\u00e9luctance variable et le conditionnement du signal<\/a>. Le fonctionnement du MAX9924 y est explicit\u00e9 en d\u00e9tail. Le signal de sortie de IC3 est appliqu\u00e9 (via le s\u00e9lecteur J11-JU1) sur l’entr\u00e9e digitale 22 de la Teensy (la seule exploitable avec la biblioth\u00e8que FreqMeasure qui mesure la p\u00e9riode du signal).<\/p>\n\n\n\n Le signal grossi\u00e8rement carr\u00e9 d’environ 15 volts d’amplitude en provenance de la sortie Tacho de l’allumeur Ignitech est trait\u00e9 par un autre MAX9924 (IC2) pour supprimer les parasites et assurer la conversion vers un signal num\u00e9rique de 3,3 volts d’amplitude, appliqu\u00e9 sur l’entr\u00e9e digitale 22 de la Teensy, via le s\u00e9lecteur J11-JU1.<\/p>\n\n\n\n Le signal du capteur de d\u00e9bit carburant est trait\u00e9 par un troisi\u00e8me MAX9924 (IC1). La r\u00e9sistance R1 de 10k est une r\u00e9sistance pull-up pour la sortie open-drain du MAX9924. La r\u00e9sistance R18 (4,7 k\u03a9) est la r\u00e9sistance pull-up pour la sortie open-collector du capteur de d\u00e9bit Red Cube FT-60. La sortie COUT du MAX9924 est connect\u00e9e \u00e0 l’entr\u00e9e digitale 9 de la carte Teensy (la seule exploitable avec la biblioth\u00e8que FreqCount qui compte les impulsions).<\/p>\n\n\n\n Les transistors MOSFET Q1 et Q2 sont mont\u00e9s en commutateurs pour la diode RGB (utilis\u00e9e comme \u00ab\u00a0idiot lamp\u00a0\u00bb), laquelle appelle un courant sup\u00e9rieur (surtout pour la couleur rouge) \u00e0 la limite de 4 mA en continu, recommand\u00e9e pour les sorties digitales de la carte Teensy. <\/p>\n\n\n\n Le transceiver CAN MCP2562E\/P (U1) est mont\u00e9 sur la sortie CAN2 de la carte Teensy (pins 0 et 1).<\/p>\n\n\n\n L’\u00e9cran Adafruit OLED 1.5″ 128×128 pixels \u00e0 contr\u00f4leur SSD1327 (Product ID : 4741) est connect\u00e9 sur un bus SPI de la carte Teensy. Une r\u00e9sistance de 150 ohms est ins\u00e9r\u00e9e en s\u00e9rie sur les 4 lignes SPI, afin de diminuer les harmoniques \u00e0 haute fr\u00e9quence des signaux SPI, dans un but de limiter au maximum le risque d’interf\u00e9rence \u00e9lectromagn\u00e9tique avec l’Installation Radio\u00e9lectrique de Bord (IRB). <\/p>\n\n\n\n Les modules Bluetooth HC-05 comportent 6 broches (fig. 10), les deux broches les plus externes sont utilis\u00e9es pour la configuration (par exemple pour changer le nom du module ou son mot de passe). Le lecteur est invit\u00e9 \u00e0 consulter un des innombrables tutoriels qui figurent sur Internet pour cette configuration. <\/p>\n\n\n\n Une fois la configuration termin\u00e9e, seules les 4 broches centrales sont utilis\u00e9es pour le montage sur le PCB. Ces quatre broches doivent \u00eatre soud\u00e9es perpendiculairement au module et non dans l’axe comme sur tous les modules neufs. Il convient donc d’\u00f4ter le connecteur \u00e0 6 broches d’origine. Il faut pour cela commencer par sectionner les broches et \u00f4ter pr\u00e9cautionneusement l’isolant noir \u00e0 l’aide d’une mini-disqueuse Dremel. Puis dessouder individuellement les segments de broches restants avec une station de soudage\/d\u00e9soudage, et enfin nettoyer les trous du PCB avec de la tresse \u00e0 dessouder.<\/p>\n\n\n\n Lorsque le micro-EMS est en fonction, il \u00e9met ses param\u00e8tres en permanence. Pour les enregistrer, il suffit d’appairer un smartphone ou une tablette Android, et d’utiliser le programme \u00ab\u00a0Serial Bluetooth Terminal\u00a0\u00bb de Kai Morich<\/a>.<\/p>\n\n\n La tension de la batterie est toujours identique \u00e0 \u00b10,05 volt par rapport \u00e0 une mesure de r\u00e9f\u00e9rence r\u00e9alis\u00e9e avec un multim\u00e8tre Fluke 115. La visibilit\u00e9 de la LED (idiot lamp) est excellente m\u00eame en plein soleil.<\/p>\n\n\n\n Le RPM est identique \u00e0 \u00b110 tours par minute au RPM de r\u00e9f\u00e9rence du contr\u00f4leur constant speed (Smart Avionics CSC-1\/P) de l’h\u00e9lice, quelle que soit l’entr\u00e9e s\u00e9lectionn\u00e9e par le cavalier sur J11. <\/p>\n\n\n\n Le calculateur de carburant est tr\u00e8s pr\u00e9cis. L’affichage est stable. En fin de vol prolong\u00e9, les niveaux de carburant restant, d’une part calcul\u00e9 par le micro-EMS, et d’autre part mesur\u00e9 manuellement dans le r\u00e9servoir (avec une jauge en bois parfaitement \u00e9talonn\u00e9e), ne diff\u00e8rent jamais de \u00b11 litre. Et ce niveau est toujours dans l\u2019intervalle de 3 \u00e0 4 litres mesur\u00e9 par la sonde Wema. Lequel intervalle est toujours coh\u00e9rent avec la v\u00e9rification syst\u00e9matique avec la jauge en bois avant et en fin de chaque vol. <\/p>\n\n\n\n Il a bien s\u00fbr fallu quelques vols de plus d’une heure pour ajuster le facteur K, selon la formule Kcorrig\u00e9<\/sub> = Kactuel<\/sub> x Quantit\u00e9 consomm\u00e9e calcul\u00e9e \/ Quantit\u00e9 consomm\u00e9e mesur\u00e9e. Le facteur K retenu est de 19800 pour un litre, alors que le facteur K th\u00e9orique du Red Cube est proche de 18000.<\/p>\n\n\n\n Avec la version Arduino du Micro-EMS aussi bien qu’avec un ancien calculateur de carburant MGL Stratomaster FF1, et toujours le m\u00eame capteur Red Cube, on obtenait \u00e9galement un facteur K sup\u00e9rieur au facteur K th\u00e9orique, ce qui pourrait faire penser \u00e0 des impulsions surnum\u00e9raires li\u00e9es aux vibrations et \u00e0 l’installation rigide du Red Cube sur la cloison pare-feu. Le fabricant de ce capteur recommande plut\u00f4t une installation souple entre deux durits.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" (Micro-EMS Teensy : derni\u00e8re mise \u00e0 jour par Benjamin le 19\/05\/2024) Cette version enti\u00e8rement repens\u00e9e du Micro-EMS est anim\u00e9e par une carte Teensy 4.0. Ce nouveau syst\u00e8me assure les m\u00eames fonctions que le Micro-EMS Arduino d\u00e9j\u00e0 pr\u00e9sent\u00e9 sur le site. \u00c0 savoir la mesure du RPM, la gestion du niveau et du d\u00e9bit du carburant, … Continuer la lecture de « Micro-EMS Teensy »<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","template":"","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"class_list":["post-2869","page","type-page","status-publish","hentry"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2869","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2869"}],"version-history":[{"count":115,"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2869\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5044,"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2869\/revisions\/5044"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/avionicsduino.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2869"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Architecture_EMS_02ter-1024x656.png\")
Description du syst\u00e8me<\/h3>\n\n\n\n
Galerie photos<\/h3>\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/MicroEMSv4EnVol-1024x666.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/EcranEMS.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/PCBmicroEMSteensyv4.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/boitierMicroEMSteensyv4_01.jpg.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/boitierMicroEMSteensyv4_02.jpg.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/boitierMicroEMSteensyv4_03.jpg.jpg\")
Liens de t\u00e9l\u00e9chargement<\/h3>\n\n\n\n
Connexions du Micro-EMS aux circuits de bord<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Micro-EMS_Teensy_Aircraft_Connections.png\")
L’alimentation en 12-14 volts<\/h5>\n\n\n\n
Sources pour le compte-tours<\/h5>\n\n\n\n
D\u00e9bit carburant<\/h5>\n\n\n\n
Jauge \u00e0 essence<\/h5>\n\n\n\n
Sch\u00e9ma \u00e9lectrique du Micro-EMS Teensy<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/SchemaCircuitMicroEMSv4_1.png\")
Alimentation 5 volts<\/h5>\n\n\n\n
Alimentation 3.3 volts<\/h5>\n\n\n\n
Mesure de la tension de la batterie<\/h5>\n\n\n\n
Conditionnement du signal du capteur compte-tours Rotax<\/h5>\n\n\n\n
Conditionnement du signal de la sortie tacho des allumeurs<\/h5>\n\n\n\n
Conditionnement du signal du capteur de d\u00e9bit carburant<\/h5>\n\n\n\n
Voyant de basse tension \u00ab\u00a0Idiot lamp\u00a0\u00bb<\/h5>\n\n\n\n
Transceiver CAN<\/h5>\n\n\n\n
Ecran OLED<\/h5>\n\n\n\n
Module Bluetooth<\/h5>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/avionicsduino.com\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/HC-05.png\")
R\u00e9sultats des tests en vol<\/h3>\n\n\n\n