Bienvenue à Elektor Lab Notes ! Toutes les quelques semaines, nos ingénieurs et rédacteurs d'Elektor publient quelques notes de laboratoire et des mises à jour sur les nouveaux projets électroniques à réaliser soi-même, l'actualité de l'industrie technologique et des conseils d'ingénierie utiles. Dans cette édition de Lab Notes, nous présentons des mises à jour sur les équipements de test, les tests de batteries, les amplificateurs sans fil, la musique numérique, BeagleY-AI, et plus encore. N'hésitez pas à nous faire part de vos commentaires dans la section « Discussion » au bas de cette page. N'hésitez pas à publier vos propres notes de laboratoire et à nous faire savoir sur quoi vous travaillez sur votre établi d'électronique !

Saad Imtiaz (Ingénieur principal, Elektor)

Lab Notes: Système de surveillance de batteries et affichage de capteurs sur un tableau de bord pour voitures

Système de surveillance des batteries au plomb pour onduleurs

L'un de mes derniers projets est un système de surveillance des batteries, conçu spécifiquement pour les accumulateurs au plomb qui alimentent mon onduleur. L'objectif principal de ce système est de suivre des paramètres clés, comme la tension de la batterie, les cycles de charge et de décharge, et même de surveiller la température des batteries.

Les batteries au plomb, en particulier celles utilisées dans les systèmes d'alimentation sans interruption, ne sont pas exemptes d'entretien, d'où la nécessité de surveiller leurs performances et leur état de santé de près. En suivant des paramètres essentiels tels que la tension, les cycles de charge et de décharge et la température, ce système de surveillance fournira des informations en temps réel sur l'état et la condition des batteries.

Cette approche permet de s'assurer que l'état de fonctionnement des batteries est estimé de manière constante, ce qui permet d'identifier rapidement et à l'avance tout problème éventuel. De plus, elle permet d'optimiser en permanence les performances des batteries, ce qui garantit un fonctionnement efficace et une durée de vie prolongée. Cette approche est particulièrement bénéfique dans les environnements où une alimentation de secours fiable est indispensable, car elle réduit le risque de pannes inattendues et optimise l'utilité globale du système de batteries.

Affichage des capteurs sur un tableau de bord pour un Land Cruiser de 2001

Une autre idée passionnante que j'explore est la création d'un affichage de tableau de bord moderne pour ma Toyota Land Cruiser 2001. Bien qu'il s'agisse d'un véhicule fiable, il n'a pas de tableau de bord avancé comme les voitures récentes. Heureusement, il est équipé d'une prise OBD2, qui permet d'accéder aux données du bus CAN du véhicule.

L'objectif est d'utiliser cette prise pour extraire les données des capteurs (comme la température du moteur, l'efficacité énergétique, la pression d'huile, le turbo et autres) et de les afficher sur un écran LCD dans un format élégant et moderne. cela permettra d'avoir une meilleure visibilité des paramètres critiques.

Ces projets n'en sont qu'à leurs débuts, mais je vois déjà le potentiel qu'ils représentent. Qu'il s'agisse de maintenir les batteries de mon onduleur en parfait état, ou de donner à mon Land Cruiser une mise à niveau technologique indispensable, je suis impatient de bientôt partager les progrès avec vous tous !

Jean-François Simon (Ingénieur, Elektor)

Quoi de neuf au labo ?

Comme je l'ai mentionné dans les précédentes Lab Notes, j'ai acquis  récemment un analyseur de spectre Advantest R3132 d'occasion. Le seul problème ? Il est cassé ! Pourtant, j'ai pensé que ce serait un défi intéressant que d'essayer de le réparer. J'étais pleinement conscient des problèmes avant de l'acheter, c'est pourquoi le prix a été réduit. Le premier problème est un message « BACKUP RAM FAIL ». Il s'agit d'un problème typique causé par une batterie de sauvegarde déchargée qui doit être remplacée, un problème relativement minime. Le second problème est en revanche plus préoccupant. Lors de l'auto-étalonnage, le système indique « RF FAIL » . Malgré cela, il est possible de résoudre le problème, car il existe certains problèmes connus avec cette série de modèles. 

Mon nouvel analyseur de spectre vintage, qui a besoin d'être réparé.


Dans le module RF, le deuxième oscillateur local (LO) est construit sur un substrat, dont la constante diélectrique a évolué après plus de 20 ans. Sur le forum EEVBlog, l'utilisateur Fraser a étudié ces problèmes en détail et a publié plusieurs documents explicatifs décrivant une procédure de réparation. Dans le cas le plus simple, où aucun MMIC (circuit intégré monolithique hyperfréquence) n'est défaillant, il suffit d'ajuster le potentiomètre diélectrique. Mais ce n'est pas facile, car le potentiomètre doit être réglé de manière à produire une oscillation autour de 3,8 GHz à la sortie du module. La fréquence exacte, qui est de 3840 MHz avec le blindage RF fermé ou 3805 MHz avec le couvercle enlevé, dépend de la procédure spécifique.

Prochaine étape : le démontage du module RF. Restez branchés ! (jeu de mots)


Pour faciliter ce réglage, il serait utile de disposer d'un deuxième analyseur de spectre, afin d'ajuster le potentiomètre pour obtenir à la fois la bonne fréquence et le niveau de sortie maximum. C'est le problème classique de l'œuf et de la poule... Une autre option consiste à utiliser un fréquencemètre avec une interface capable de gérer des fréquences aussi élevées. Pour cela, j'ai acheté le fréquencemètre FA-3 de la marque chinoise BG7TBL, dans sa version de 6 GHz maximum.
 

Le FA3 mesurant sa référence propose, pour ceux qui aiment les chiffres ronds.

 

Le mystérieux circuit intégré diviseur.


Le FA-3 est équipé d'un OCXO 10 MHz (fréquence de référence stabilisée en température) servant de référence, d'une carte à microcontrôleur effectuant le comptage sur le canal 1 jusqu'à 300 MHz, et d'un diviseur par 6 GHz sur le canal 2. Par curiosité, j'ai essayé d'identifier le circuit intégré utilisé pour le diviseur, mais je n'y suis pas parvenu. Il est marqué « M 25037 MT », ce qui correspond au LM25037, un contrôleur PWM de Texas Instruments qui n'a apparemment rien à voir avec un diviseur par 6 GHz. Y a-t-il quelque chose qui m'échappe ? Les marquages effacés sont courants dans les produits importés comme ceux-ci, mais c'est la première fois que je rencontre un marquage purement décoratif sur un circuit intégré par ailleurs fonctionnel ! Si vous avez une idée, dites-le moi dans les commentaires, et pour savoir si j'ai réussi à réparer mon R3132, restez à l'écoute pour le prochain épisode !

Jens Nickel (Rédacteur en chef du magazine Elektor)

 

Un caisson en bois avec une batterie interchangeable

Dans le Lab Notes N°15, j'avais parlé d'un projet que je mène avec un ami, des modules d'amplification mono alimentés par batteries, télécommandés et équipés d'une connexion sans fil pour l'audio provenant d'un lecteur de musique ou d'un DJ. À l'époque, nous avions utilisé des boîtes en plastique prêtes à l'emploi en guise de boîtier, mais nous voulions maintenant intégrer un ventilateur et utiliser l'espace de manière plus efficace. Nous avons d'abord pensé à l'impression 3D, mais pour une longueur d'environ 30 cm, il faut une imprimante XXL. Nous avons alors eu l'idée d'utiliser du bois à la place, et nous avons déjà construit différents boîtiers en bois (la photo montre notre premier prototype, avec du MDF de 10 mm, et nous en sommes maintenant à 5 mm). Comme nous voulons fermer le boîtier de façon permanente pour avoir une structure robuste, le remplacement de la batterie (afin de pouvoir les échanger sur le terrain) est un défi. Notre idée est une sorte de petite ouverture, mais il n'est pas facile de manipuler les fils, et nous devons encore trouver un bon mécanisme pour verrouiller la trappe de visite.

 

Transmission audio numérique

Pour la transmission sans fil du signal audio, nous utilisons toujours la bonne vieille radio FM (le même système que celui utilisé pour les Silent Party et les visites guidées). J'ai fait quelques expériences avec la nouvelle norme audio Bluetooth LE, mais les premiers résultats concernant la latence n'étaient pas satisfaisants. Les exigences sont élevées, car les DJ doivent faire correspondre les rythmes d'un casque « individuel » et d'un haut-parleur sans fil. Vous entendrez clairement des décalages de 25 ms. La transmission audio sans fil doit donc avoir une latence de 20 ms ou moins. J'ai fait beaucoup de recherches et j'ai découvert que Phil Schatzmann, le fabricant du célèbre Arduino Audio Tools, a fait quelques expériences de streaming audio via ESP-NOW. Avec un protocole à faible latence qui est construit sur la couche physique du Wi-Fi, mais sans la surcharge TCP/IP. Cela a renforcé mon intérêt, et après l'achat de différents modules I2S et de cartes audio basées sur l'ESP32 et de nombreuses heures passées, j'ai réussi à transmettre au moins un signal audio non compressé de 32 kHz / 16 bits, ce qui n'est pas mal pour un protocole qui (avec une limitation des paquets à 250 octets) n'était pas conçu pour une transmission audio continue. L'image montre l'un de mes tests les plus réussis, où vous pouvez voir une latence inférieure à 20 ms. Pourtant, il ne s'agit que d'un seul canal, et j'ai encore des craquements et des bruits ici et là, je suis donc loin d'avoir une solution qui fonctionne bien. Et je dois encore résoudre le problème de la synchronisation de la transmission du canal gauche avec le canal droit. Ces derniers jours, j'ai fait des expériences réussies pour synchroniser différents appareils sans fil avec une précision d'environ 1 ou 2 ms, et j'utilise également ESP-NOW pour cela. Plus de détails à ce sujet à venir !

 

Brian Tristam Williams (Éditeur)

Le son de la musique

Avec un peu de temps libre pendant Noël et le Nouvel An, je vais être occupé à jouer avec de la musique. Je viens de terminer un article sur l'utilisation d'un Raspberry Pi pour synthétiser de l'audio pour un clavier MIDI (sans synthétiseur), et maintenant j'expérimente avec l'IA pour rendre les choses intéressantes. Vous n'avez pas les moyens d'acheter un lecteur de sauvegarde ? Il est peut-être possible d'utiliser l'edge computing.

 
C'est un peu le désordre, mais c'est « le mien » .

Voyons ce que ça donne...

Peut-être une interface graphique, pour une fois

Je préfère faire fonctionner mes Raspberry Pis en mode headless, c'est à dire sans moniteur, clavier ou souris, et pour cette tâche c'est parfait. La plupart du temps, il n'émettra que de l'audio, et le contrôle se fera à partir du clavier MIDI. En revanche, si je décide qu'une interface utilisateur est indispensable, cet écran tactile Raspberry Pi Touch Display 2 officiel pourrait convenir :

 

Une surcharge d'informations

Je suis également en train d'effectuer un travail de numérisation considérable. J'ai des centaines de cassettes vidéo contenant des séquences rares que l'on ne trouve nulle part ailleurs. La numérisation est une chose (elle s'accompagne toutefois d'une foule de complexités), mais à quoi servent des milliers d'heures d'images si l'on ne sait pas où elles se trouvent ? Il faut pouvoir faire des recherches. J'essaie donc à nouveau d'utiliser divers outils d'intelligence artificielle pour transcrire, détecter, reconnaître, lire le texte à l'écran, etc.

 
Une cassette vidéo des années 80. Ces vieux magnétoscopes, en particulier les Betamax, sont capricieux, vous en trouverez donc probablement un avec les couvercles enlevés lorsque je l'utilise.
Les enregistrements du télétexte contiennent de nombreuses données textuelles qui pourraient être récupérées facilement.
Sans parler des heures d'expérimentation où le son d'accompagnement était l'audio d'une station de radio, voilà beaucoup à retranscrire !

BeagleY-AI

J'ai l'habitude de choisir le Raspberry Pi lorsqu'une idée de projet appropriée se présente, mais je veux mettre le BeagleY-AI de BeagleBoard.org à l'épreuve en décembre, en particulier sa fonctionnalité d'intelligence artificielle embarquée.

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Traduction : Laurent RAUBER