« Les produits National Instruments nous permettent une très large adaptabilité aux besoins de nos clients. »

Problématique :

Développer un système embarqué, autonome et compact capable de détecter des micro-coupures de l’ordre de la microseconde sur des signaux analogiques.

Solution :

Utiliser une carte NI Single-Board RIO et son FPGA intégré afin de bénéficier d’un système compact, performant et permettant une intégration aisée dans notre pupitre.

16 entrées analogiques BNC, 4 entrées thermocouple.

De nombreux dispositifs électroniques sont sensibles aux microcoupures. Dans l’automobile par exemple, il est important de pouvoir contrôler les microcoupures pouvant survenir sur des systèmes de sécurité notamment. Dans certains cas, il faut pouvoir effectuer des mesures sur un grand nombre de voies de façon simultanée.

Pour répondre à ce besoin, ARDPI a développé un système de détection embarqué appelé MicroBox. Ce système est basé sur la carte Single-Board sbRIO-9631, qui intègre un circuit FPGA d’1 million de portes et des E/S personnalisables. Il comprend un panel PC, pour l’interface utilisateur entièrement tactile, et une carte électronique développée en interne pour la conformation des signaux d’entrées et le déclenchement (trigger) voie par voie.

 

 

Détecter des microcoupures de 1 µs sur 15 voies

La MicroBox permet la détection et l’archivage de microcoupures en analysant simultanément 15 voies analogiques. Chaque voie est comparée à un trigger analogique pour considérer une microcoupure. Il en résulte un signal numérique directement connecté sur les entrées RIO du FPGA de la carte sbRIO-9631.

L’analyse du signal est entièrement faite par l’application LabVIEW embarquée sur le FPGA, car lui seul permet un vrai parallélisme pour le traitement des 15 entrées numériques. Grâce à cette architecture articulée autour du FPGA, nous sommes capables de détecter une microcoupure de 1 µs.

De plus, nous utilisons les entrées analogiques de la carte sbRIO-9631 afin d’obtenir une représentation graphique des signaux analogiques d’entrée. L’acquisition multiplexée des 15 voies analogiques en mode différentiel est réalisée à 16 kHz.

Les informations résultantes du traitement FPGA sont directement transférées au panel PC grâce à une FIFO DMA. Grâce à lui, nous pouvons agir sur les paramètres de traitement du FPGA et archiver les informations de microcoupures dans des fichiers de type tableur.

Exemple d’application chez VALEO

Le groupe VALEO, équipementier et leader de l’industrie automobile, a rencontré le besoin de contrôler les microcoupures pouvant survenir sur les dispositifs antivol (NEIMAN). Constituées de cinq circuits commutants asynchrones, placées dans un environnement vibrant, les solutions existantes étaient jusqu’alors limitées. L’utilisation d’une carte d’acquisition de données multifonction NI 6224 permettait la détection à une fréquence de 1 ms sur 12 voies.

Le passage à la MicroBox a changé la donne, puisqu’il est désormais possible à VALEO de contrôler trois modules antivol simultanément, sur 15 voies, 1000 fois plus rapidement et en continu, ce qui n’était jusqu’alors pas possible.

 

 

Vers davantage de voies et de seuils de déclenchement

Bien que la MicroBox soit aujourd’hui un produit finalisé, prêt à l’usage, il est possible d’envisager une évolution de ses capacités. Le passage à 40 voies de contrôle est actuellement à l’étude, une extension de l’architecture matérielle en parallélisant plusieurs cartes Single-Board, la possibilité de configurer plusieurs seuils de déclenchement communs, ou de multiplier les seuils de déclenchement individuels.

Les possibilités restent légion, les produits National Instruments nous permettant une très large adaptabilité aux besoins de nos clients.

 

 

 

 

Manipulation

 

Interface

 

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