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Simulations PSpice avec des capteurs connectés à une carte Arduino

N’avez-vous jamais souhaité simuler un projet avec du hardware existant ?

Bien sûr vous pouvez créer un stimulus qui modélisera ce qui provient du hardware et ensuite simuler avec PSpice, mais quelquefois il n’y a pas de substitut au monde réel. Idéalement ce que souhaitent les ingénieurs c’est un mélange de  virtuel et de prototype physique. Ceci est désormais possible dans PSpice. Comme beaucoup d’innovateurs IoT utilise des cartes de développement faible coût pour développer leur idée, il est intéressant ici de montrer comment on peut développer de nouveaux hardwares dans OrCAD et ensuite intégrer à la simulation des capteurs réels connectés à une carte Arduino.

 

 

Lire la suite du projet  

OrCAD

La saisie de schémas universelle

 

OrCAD™ Capture est le standard des schématiques industrielles dédié à la simulation A/D et au développement de PCB : son éditeur de schéma intuitif, sa gestion de projet, sa compatibilité et son prix en sont les atouts clés

Une solution PCB complète et abordable

 

PCB Designer Standard met à votre disposition tous les outils dont vous avez besoin pour concevoir vos cartes de circuits imprimés

 

Le standard industriel de la simulation mixte

 

Reconnu comme le standard industriel pour la simulation analogique, digitale et mixte des projets électroniques, PSpice A/D offre une précision exceptionnelle et permet une prise en main rapide. PSpice A/D propose une bibliothèque de modèles étendue, une interface utilisateur intuitive et une aide en ligne très complète

 

Simulations PSpice avec des capteurs connectés à une carte Arduino

 

Une carte Arduino Uno est connectée à une petite carte d’essai avec quelques capteurs en entrée et une LED en sortie.

Où commander ce kit ?

Le schéma ci-contre est bâti autour du symbole de l’Arduino Uno avec ses broches entrées/sorties analogiques et numériques. Pour créer un nouvel hardware pour la simulation, il suffit d’ajouter des composants sur le schéma OrCAD Capture et de les connecter au symbole de l’Arduino. Dans cet exemple deux des capteurs, le capteur d’inclinaison et le capteur thermique sont uniquement utilisés pour afficher leur valeur dans PSpice. Le capteur optique ou détecteur lit la valeur de la photorésistance qui est ensuite comparée à une référence via un amplificateur opérationnel pour piloter une LED placée sur la carte d’essai.

Comme vous pouvez le voir dans la fenêtre ci-contre, lorsqu’on lance une simulation, on peut voir comment les interactions sur les capteurs affectent la simulation :

  • A chaque inclinaison de la carte, supérieure à un certain seuil, le signal vert bascule de 1V à 0V.
  • Lorsqu’on bloque la lumière entre la LED et la photorésistance, on voit le signal jaune passer de 2 à 0.5V.
  • A partir de 3 secondes, si on maintient entre les doigts le capteur de température pour l’échauffer, on voit le signal bleu augmenter progressivement en tension.
  • Le signal rouge vérifie que la sortie LED ne change pas.

La clé pour réaliser cette manipulation avec PSpice est la nouvelle interface de modélisation de composant (Device Model Interface ou DMI). DMI remplace l’ancien kit de développement Device Equations (DEDK) qui permettait de modifier les modèles intrinsèques de PSpice pour créer de nouveaux modèles. DMI est plus performant, plus flexible et permet aux ingénieurs de créer de nouveaux modèles en C/System C/C++ indépendamment des modèles intrinsèques de PSpice. DMI permet également de créer le symbole de l’Arduino Uno avec le nombre de broche qu’on souhaite utiliser. Le principe de base du modèle est de connecter un projet PSpice à la carte Arduino via la liaison série de l’Arduino. Ceci permet de visualiser les entrées de la carte et d’en piloter les sorties.
Cette méthode d’utilisation de DMI n’est pas réservée qu’aux cartes Arduino. Etant donné que l’interface est écrite en C, d’autres cartes de développement peuvent être accessibles d’une façon similaire. Ainsi si vous concevez votre prochain produit avec Raspberry Pi ou BeagleBone, soyez assurés que vous aussi vous pourrez concevoir et simuler votre propre hardware avec PSpice.

Vous pouvez voir une simulation en temps réel en regardant la vidéo.


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