I2L 2025/2026

Projets master I2L en systèmes embarqués

Pour l'année académique 2025/2026, le module d'initiation aux systèmes embarqués pour le master "Ingénierie du logiciel libre" se fait à nouveau sur le mode du projet. Chaque groupe doit réaliser un système embarqué.

Pour la partie conception, chaque étudiant doit générer une partie du schéma électronique.

Organisation

Les étudiants se répartissent en groupes (3 étudiants maximum). Une partie gestion de projet est nécessaire pour décider du système embarqués et de la répartition du travail et du rendu. Cette répartition doit faire l'objet d'un paragraphe dans le Wiki.

Fonctionnalités

Le système embarqué doit intégrer une fonctionnalité USB. Vous pouvez choisir une fonctionnalité périphérique :

• de type clavier USB ;
• de type souris USB ;
• de type manette USB ;
• de type port série USB ;
• de type carte réseau RNDIS ;
• de type carte son ;
• de type spécifique avec une application dédiée sur PC.

Si vous êtes téméraire vous pouvez aussi réaliser un système maître USB capable d'utiliser un périphérique USB.

Comme capteurs vous pouvez utiliser les dispositifs suivants :

• des boutons, bien entendu ;
• un microphone avec un étage d'amplification et l'utilisation du convertisseur analogique vers numérique du microcontrôleur ;
• des capteurs de lumière voire des systèmes complets comme un QRE1113 ;
• un détecteur d'obstacle courte portée comme un OPB733TR ;
• un détecteur d'obstacle type sonar HC-SR04 ...

Comme actionneurs vous pouvez utiliser les composants suivants :

• des LED, bien entendu, classiques ou RGB, gérées par des pilotes de LED si ces LED sont en nombre important ;
• un haut-parleur en utilisant un convertiseur numérique vers analogique et un étage d'amplification ;
• un écran LCD comportant un contrôleur HD44780 ou compatible ;
• des moteurs, via un contrôleur de moteur ou non suivant la puissance demandée ;
• des servo-moteurs ...

Vous pouvez aussi rendre votre système plus autonome en incluant une batterie et une puce de contrôle de charge de batterie.

Vous pouvez stocker des informations dans une mémoire flash de type AT45DB641E.

Enfin il est envisageable d'utiliser une communication radio via une puce NRF24L01.

Objectif

Comme le nombre d'heures du module est limité, les étudiants décrivent rapidement une variation de système embarqué (orienté périphérique USB) qu'ils souhaiteraient réaliser. Les étudiants débutent la conception de la carte sous KiCAD à partir des modèles des années passées. La conception (en particulier le routage) est terminé par l'encadrant. Les fonctionnalités des cartes décrites lors de la conception seront regroupées pour n'avoir à faire fabriquer qu'une ou deux cartes.

Les étudiants peuvent alors se concentrer sur la programmation du système embarqué :

• programmation des capteurs et actionneurs du système ;
• programmation de l'aspect USB du périphérique (avec la bibliothèque LUFA) ;
• et enfin, le cas échéant, programmation d'un pilote du système sous un système d'exploitation (en mode utilisateur avec la bibliothèque libusb-1.0).

Etat des projets

Cette année, la promotion s'est répartie en 9 groupes. Il est trop compliqué et onéreux de réaliser 9 cartes différentes. Un effort a donc été effectué pour réunir les fonctionnalités souhaitées par les 9 groupes sur 3 cartes distinctes.

Le projet de terminal (clavier et écran) est très particulier car il nécessite un AVR série 7. Une carte a été dédiée à ce projet.

Schéma de la carte

Aperçu de la carte

• schéma (projet KiCAD) : Fichier:I2L-2025-Carte-AVR7.zip

Les fonctionnalités de 5 projets ont été réunies dans une deuxième carte dont la particularité est d'utiliser une batterie LiPo. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :

• recharge de batterie LiPo et basculement manuel sur batterie ;
• haut-parleur avec étage d'amplification ;
• microphone avec étage d'amplification ;
• affichage sur écran LCD 2 lignes de 16 caractères ;
• des connecteurs pour utilisation d'un servo-moteur et d'un sonar ultra-son ;
• des connecteurs pour utilisation de 4 détecteurs de mouvement ou de trois détecteurs de lumière ou de 4 boutons.

Schéma de la carte

Aperçu de la carte

• schéma (projet KiCAD) : Fichier:I2L-2025-Carte-batterie.zip

Les fonctionnalités de 3 autres projets ont été réunies dans une dernière carte. Les fonctionnalités intégrées à cette carte sont :

• affichage sur un écran graphique OLED ;
• possibilité de connecter un lecteur NFC ;
• possibilité d'utiliser des circuits aléatoires ;
• possibilité d'utiliser un joystick et quelques touches.

Schéma de la carte

Aperçu de la carte

• schéma (projet KiCAD) : Fichier:I2L-2025-Carte-ecran.zip

Les cartes ont été conçues entre le 11 et le 19 septembre 2025. La fabrication a été demandée le 19 septembre à midi. Les échanges avec le fabricant ont duré jusqu'au 22 septembre. Les problèmes rencontrés concernaient le placement de composants et la mauvaise adéquation entre empreintes et composants. Les cartes ont été reçues le 30 septembre 2025. Deux jours à temps plein ont été encore nécessaires pour souder les composants non gérés par le fabricant.

Parlons de sous

Un calcul rapide de ce que les cartes électroniques ont coûté.

Les cartes

• $10 pour les cartes nues ;
• $313 pour les composants et pour braser ces composants.

Le port

• $50 de frais de ports ;
• 83 euros de frais de douane.

Les composants

Composants supplémentaires non payés au fabricant des cartes :

• écrans OLED (4 pièces) pour 24 euros ;
• écran LCD 4x20 (2 pièces) pour 18 euros ;
• lecteurs NFC (3 pièces) pour 18 euros;
• thermistances (20 pièces) pour 6,80 euros ;
• batteries LiPo (20 pièces) pour 100 euros ;
• connecteurs batterie (100 pièces) 10,80 euros ;
• connecteurs femelles 16 broches (10 pièces) pour 10,70 euros ;
• buzzers (10 pièces) 7 euros ;
• jack audio à souder (40 pièces) pour 11,6 euros ;
• microphones (20 pièces) pour 14 euros.

Certains composants ont été commandés en trop grande quantité mais cela compense les composants récupérés sur les projets précédents.

Heures technicien

• 3 jours complets pour la conception ;
• 2 jours complets pour la soudure.

Bilan

Un total de 623 euros :

• cartes $373 et 83 euros ;
• composants 220 euros

Rémunération : 1144 euros avant impôts :

• 44 euros net par heure ;
• 26 heures.

Donc sur les 26 heures seules 14 sont payées, sachant que 1hEqTD correspond à 4h de temps réel et que 35h ont déjà été passées sur les cartes, il reste 5h de présentiel à faire au 12 octobre 2025.

Réalisations des groupes

Toutes les cartes devraient comporter 4 LED et 4 boutons.

Numéro de groupe	Etudiants	Titre du projet	Composants	Page
Groupe 1	Nafaa METAHRI & OBEIN Thomas & DEVISME Valentin	Mini clavier (macros)	écran LCD & touches	Groupe 1 2025/2026
Groupe 2	Jules Bobeuf & Clément Mahieux	Guitar Tuner	écran LCD & microphone & batterie	Groupe 2 2025/2026
Groupe 3	Mayel MALEBE & Samuel Caron & Noa GUYOT	Sonar 180°	écran LCD & servo-moteur & sonar & batterie	Groupe 3 2025/2026
Groupe 4	Tom DARQUES & Paul MAILLARD	Vivre la lumière	servo-moteur & capteurs lumière & batterie	Groupe 4 2025/2026
Groupe 5	Hugo FOLLET & Valentin DECROIX	Vivre les Terminaux	AVR série 7 & écran LCD & batterie	Groupe 5 2025/2026
Groupe 6	Mouammar SOULE	Détection de mouvement et contrôle domotique	microphone & haut-parleur & détecteurs de mouvement & batterie	Groupe 6 2025/2026
Groupe 8	Adjy Désir & Lala Randrianalisoa	Access badge	Lecteur NFC	Groupe 8 2025/2026
Groupe 9	WALLERAND Rodolphe & LABIT Evan	Simon Says	Haut-parleur & batterie	Groupe 9 2025/2026
Groupe 10	AMELOOT Antoine, FLORES Pascal, VARLAMOFF Léopold	Clé de sécurité physique TRNG - BiniouKey	Circuits aléatoires & joystick & écran SSD	Groupe 10 2025/2026