Programmation de Microcontrôleurs STM32

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Questions and Answers

Quelle fonction HAL est utilisée pour démarrer la calibration de l'ADC ?

HAL ADC Start

HAL ADC PollForConversion

HAL ADCEx Calibration Start (correct)

HAL Delay

Quel est le rôle de HAL ADC PollForConversion ?

Attendre la conversion de l'ADC (correct)

Calibrer l'ADC

Récupérer les valeurs de l'ADC

Démarrer l'ADC

Combien d'heures de travaux dirigés sont prévues dans le programme ?

16h

14h (correct)

10h

12h

Quelle méthode est utilisée pour récupérer les valeurs converties par l'ADC après une interruption ?

HAL ADC GetValue Signup and view all the answers

Quelle équation représente la tension pour la machine à courant continu ?

$u(t) = Kω(t) + Ri(t)$ Signup and view all the answers

Dans le déclenchement par DMA, que se passe-t-il une fois que le buffer est rempli ?

Une interruption est générée Signup and view all the answers

Quels périphériques sont nécessaires pour un micro-contrôleur ?

Des capteurs et des actionneurs Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal d'un déclenchement par logiciel dans le processus d'acquisition des données ?

Démarrer le processus d'acquisition des données Signup and view all the answers

Quel est le modèle de micro-processeur utilisé dans le kit P-NUCLEO-IHM03 ?

STM32G431RB Signup and view all the answers

Quelle fonction HAL est appelée après la fin de la conversion pour gérer l'interruption ?

HAL ADC ConvCpltCallback Signup and view all the answers

Quel outil fait partie de STM32CubeIDE pour le développement ?

CubeMX Signup and view all the answers

Quel est le système d'exploitation pour lequel STM32CubeIDE n'est pas disponible ?

Android Signup and view all the answers

Quel type de déclenchement est relancé par le micro-processeur dans le processus d'acquisition ?

Déclenchement par logiciel Signup and view all the answers

Quelle Interruption est mise en place après la conversion de l'ADC dans un déclenchement par logiciel ?

Interruption d'acquisition Signup and view all the answers

Quel driver est utilisé pour le moteur triphasé dans le kit P-NUCLEO-IHM03 ?

STSPIN830 Signup and view all the answers

Quelle est la principale fonction de STM32CubeIDE ?

Développement d'applications pour micro-contrôleurs Signup and view all the answers

Quelle est la fonction du service d'interruption généré par le DMA ?

Il indique que le buffer a été rempli. Signup and view all the answers

Quel est le rôle du micro-processeur lors d'un déclenchement software ?

Démarrer la conversion. Signup and view all the answers

Quelle fonction HAL est utilisée pour démarrer le DMA pour l'ADC ?

HAL ADC Start DMA Signup and view all the answers

Quel type de déclenchement utilise une base de temps pour initier des conversions ?

Déclenchement hardware par Timer Signup and view all the answers

Pourquoi le DMA est-il privilégié pour la gestion des entrées/sorties ?

Il permet un accès direct à la mémoire vive. Signup and view all the answers

Qu'implique un déclenchement software dans le contexte d'ADC et DMA ?

Activation manuelle par le micro-processeur. Signup and view all the answers

Quel mécanisme décrit le DMA ?

Accès à la mémoire vive sans intervention du processeur. Signup and view all the answers

Quelle fonction est appelée lorsque la conversion ADC est complétée ?

HAL ADC ConvCpltCallback Signup and view all the answers

Quelle est l'une des grandesurs mesurées pour l'asservissement des moteurs ?

Le courant Signup and view all the answers

Quel capteur est utilisé pour la mesure de la vitesse dans l'asservissement des moteurs ?

Tachymétrie Signup and view all the answers

Quelle caractéristique des capteurs numériques de moteurs les rend insensibles au bruit ?

Roue codeuse Signup and view all the answers

Quels types de signaux sont générés pour l'asservissement des moteurs ?

Signaux en quadrature de phase Signup and view all the answers

Comment éviter de saturer le compteur lors de la mesure à vitesse rapide ?

Fixer un ∆t en amont Signup and view all the answers

Qu'est-ce que le signal ω(t) représente dans la mesure de la vitesse du moteur ?

La vitesse angulaire Signup and view all the answers

Quel est le rôle du capteur à effet hall dans un moteur synchrone ?

Mesurer la position Signup and view all the answers

Pourquoi la précision de la mesure peut-elle diminuer à vitesse lente ?

∆t peut être trop petit Signup and view all the answers

Quels sont les modes de fonctionnement d'un DMA ?

Normal et Circulaire Signup and view all the answers

Quelle est la largeur des données pouvant être gérées par un DMA ?

8, 16 ou 32 bits Signup and view all the answers

Quel type de commande utilise un moteur pas à pas ?

Wave drive, Full step drive, Half step drive et Microstepping Signup and view all the answers

Quel est l'inconvénient principal des moteurs pas à pas ?

Limitations de vitesse par rapport aux moteurs à courant continu Signup and view all the answers

Quels paramètres sont importants à considérer lors de l'utilisation d'un ADC ?

Temps d'acquisition et de conversion Signup and view all the answers

Quel type de moteur est un 28BYJ48 ?

Moteur pas à pas Signup and view all the answers

Quelle caractéristique n'est pas une partie des paramètres d'un DMA ?

Fonction de contrôle Signup and view all the answers

Quel est une caractéristique du mode circulaire d'un DMA ?

Utilisation d'un buffer circulaire Signup and view all the answers

Qu'est-ce qu'un pré-scaler en relation avec un ADC ?

Un composant pour modifier la fréquence de l'horloge Signup and view all the answers

Quelle est une méthode de commande complémentaire décalée ?

α = 0.5 Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre fA et fN selon le contenu?

fA ≈ (πfN Te)/(πTe) Signup and view all the answers

Quand la distorsion fréquentielle est-elle plus perceptible?

À haute fréquence Signup and view all the answers

Quelle forme de filtre peut être utilisée pour appliquer cette méthode de transformation?

Tout type de filtre Signup and view all the answers

Dans quelle condition fN Te est-il considéré comme inférieur ou égal à 1?

Lorsque fN est inférieur à fe Signup and view all the answers

Quelle équation représente le rapport entre fA et Te pour des valeurs élevées de fN?

fA = tan(πfN Te)/(πTe) Signup and view all the answers

Quelle fonction est impliquée dans le calcul de fA?

tan Signup and view all the answers

Qu'implique la relation non linéaire entre fA et fN?

Distorsion en réponse fréquentielle Signup and view all the answers

Quel terme décrit la nature conservée du filtre lors de cette transformation?

Conservation de la nature du filtre Signup and view all the answers

Quelle est la première étape pour exprimer p?

Substituer z par ej2πfe Signup and view all the answers

Study Notes

Présentation du cours

Le cours porte sur les actionneurs et l'automatisation appliquée (ESE_3745).
Le conférencier est Nicolas Papazoglou, et son adresse email est [email protected].
La date de la présentation est le 14 novembre 2021.

Organisation du cours

Objectifs : Présenter fonctionnellement les différents types d'actionneurs électriques utilisables dans les applications industrielles embarquées.
Contenu :
- Différents types de machines électriques (courant continu, alternatif, pas à pas, etc.).
- Principaux capteurs associés (mesure de courant, vitesse, position).
- Modélisation des actionneurs électriques (machine, alimentation, capteurs et commande).
- Réalisation d'un système de commande numérique directe et asservissement d'un actionneur électrique par micro-contrôleur STM32.
- Travaux pratiques sur la commande numérique d'un moteur à courant continu avec asservissement.
Moyens :
- 14 heures de cours/TD
- 12 heures de TP

Cible du cours : Machine à courant continu

Description : Le cours se concentre sur les machines à courant continu.
Équations : Les équations électriques d'une machine à courant continu sont présentées comme suit:
- u(t) = Kw(t) + Ri(t)
- C(t) = Ki(t)

Micro-contrôleur

Objectifs : Explorer les capacités du microcontrôleur.
Questions clés :
- Quels périphériques sont nécessaires ?
- Quelle capacité de calcul est requise ?
- Comment interagir avec l'utilisateur ?

Micro-processeur

Matériel : Le kit P-NUCLEO-IHM03, basé sur un microprocesseur STM32G431RB, avec le pilote STSPIN830 pour moteur triphasé.

STM32G431

Connectivité : 1x USB 2.0 FS, jusqu'à 170 MHz, CAN-FD.
Accélérateurs : ART Accelerator, 1x USB 2.0 FS, 16-bit advanced timer, 10-COM-SRAM, Math Accelerators, Filtering, Single Bank, 22-Kbyta SRAM.
Timers...etc

Documentation

La documentation est disponible sur le site de ST : https://www.st.com/.

STM32CubeIDE

IDE : Développé par ST, incluant CubeMX, Librairie HAL et basé sur Eclipse.
Caractéristiques : Compilateur et débogueur intégrés, disponible sur Windows, Mac OS et Linux.
MOOC : Un MOOC (Massive Open Online Course) est proposé par ST sur STM32CubeIDE.

Timer, PWM, DMA et ADC

Modules : Le cours couvre les modules Timer, PWM, DMA et ADC.
PWM Mode : Le mode PWM permet de générer un signal à fréquence déterminée par le registre TIM ARR et un cycle actif déterminé par le registre TIM x CCR.

PWM commandé par un Timer

Pour générer un signal PWM, il faut connaître:
- Période de la PWM.
- Résolution de la PWM.
- Forme de la PWM (edge aligné ou centre aligné),
- Mode Symétrique ou Asymétrique.
- Fréquence de l'horloge du timer.
- Choix de résolution du timer.

Servo-moteur

Le contrôle des servo-moteurs est réalisé en mode PWM.

ADC par pooling

L'acquisition par pooling est gérée par le microprocesseur (soft).
Le processeur récupère les valeurs converties par l'ADC.
Les fonctions HAL utilisées incluent: HAL_ADCEx_Calibration_Start, HAL_ADC_Start, HAL_ADC_Start_IT

ADC par interruption en fin d'acquisition

Le microprocesseur (soft) déclenche l'acquisition par l'ADC.
Une interruption est générée une fois l'acquisition terminée.
Les fonctions HAL incluent: HAL_ADCEx_Calibration_Start, HAL_ADC_Start_IT, HAL_ADC_GetValue,HAL_ADC_ConvCpltCallback.

ADC par interruption avec DMA

Le soft déclenche l'acquisition par l'ADC, les données sont transmises au DMA.
Une interruption est générée une fois le buffer rempli par le DMA.
Les fonctions HAL incluent: HAL_ADCEx_Calibration_Start, HAL_ADC_Start_DMA.

Déclenchement hardware (Timer) et interruption par le DMA

Un timer génère l'acquisition par l'ADC.
Les données sont transmises au DMA.
Une interruption est générée une fois le buffer rempli.
Les fonctions HAL incluent: HAL_ADCEx_Calibration_Start, HAL_ADC_Start_DMA, HAL_TIM_Base_Start.

DMA (Direct Memory Access)

Le DMA est un mécanisme qui permet d'accéder directement à la mémoire vive sans passer par le processeur.

Paramètres DMA

Direction : Périphérique vers mémoire, mémoire vers périphérique ou mémoire vers mémoire.
Modes : Normal ou circulaire.
Incrémentation d'adresse.
Largeur des données : 8, 16 ou 32 bits.

ADC, pour aller plus loin

Différents modes de conversion (mono-canal, mono-conversion, multi-canal, multi-conversion).

Autres paramètres ADC

Temps d'acquisition et de conversion des données, horloge et pré-scalage.
Modes de conversion (single ended, differential).

Moteur pas à pas

Principe du moteur pas à pas unipolaire.
Exemples de matériel: driver ULN2003, moteur pas à pas 28BYJ48. Vue interne d'un moteur pas à pas.
4 types de commande: Wave drive, Full step drive, Half step drive, Microstepping.

Commande du moteur pas à pas

Différents types de signaux de commande pour moteur pas à pas (Wave drive, Full step drive, Half step drive et Microstepping).

Commande de MCC, hacheur et gestion des temps morts

Principe du hacheur 4 quadrants.
Contrôle de moteur synchrone.
Schéma 3 phases du moteur (moteur synchrone).

PWM Edge et Center Aligned

Graphiques illustrant les formes d'ondes PWM Edge aligné et PWM Center Aligné.

PWM Deadtime configuration

Réglages du registre TIM_BDTR pour gérer le temps mort dans les commutations PWM.

Commande complémentaire décalée

Commandes classiques et complémentaires décalées à différentes valeurs de alpha (0,5; 0,75; 0,875).

Capteurs des moteurs (Courant, Hall)

Capteurs nécessaires pour l'asservissement des moteurs (courant, Hall, vitesse).
Capteur à effet Hall pour la position d'un moteur synchrone.
Capteurs numériques de moteurs (roue codeuse).

Objectifs et principe mécanique des capteurs

Asservissement en vitesse ou en position
Capteur optique pour éviter le couple résistif du moteur.
principe mécanique des capteurs optiques de position et génération des signaux.

Signaux générés

Caractéristiques des signaux générés par la roue codeuse.
Signaux en quadrature de phase et leur similitude avec les signaux PWM.

Comment compter et décompter

Deux cas pour compter: vitesses rapides et lentes.
Utilisations de timer ou de mode d'interface encoder.
Différents types de mode de comptage et remise à zéro du compteur(avec index, sans index).

Pour aller plus loin

Mise en œuvre de l'asservissement avec un TP.
BEMF (Back Electromotive Force).
Outils de développement ST et diagrammes.

Calcul du champ magnétique résultant, flux magnétique et vitesse de rotation

Comment calculer le champ magnétique résultant.
Comment faire varier le flux magnétique continuellement.
Comment faire varier la vitesse de rotation.

Régénération des phases sinusoïdales

Régénération des 3 phases sinusoïdales pour le contrôle du moteur synchrone.
Utilisation des Math Accelerators pour des calculs trigonométriques.
Relation entre l'amplitude (rapport cyclique) et le couple du moteur.
Accélération du moteur par changement de la fréquence des 3 phases associées

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Description

Ce quiz teste vos connaissances sur la programmation des microcontrôleurs STM32, notamment l'utilisation de HAL pour l'ADC, la gestion des interruptions et les outils de développement. Répondez aux questions sur le fonctionnement des systèmes et les spécificités de la plateforme STM32CubeIDE.