diff --git a/Rapport/Rapport.typ b/Rapport/Rapport.typ index ce14753..daacbdb 100644 --- a/Rapport/Rapport.typ +++ b/Rapport/Rapport.typ @@ -446,11 +446,11 @@ Le problème le plus grave du BMS était lié à la broche REGSRC. Certains sch === Bilan de la V1 -La première version du PCB comporte plusieurs erreurs, mais la majorité ont pu être contournées par des réparations de fortune. La carte a finalement pu fonctionner en grande partie. +Sur cette première version, il y a clairement pas mal de pétouilles. Certaines sont petites, d'autres beaucoup moins, mais la majorité ont pu être contournées avec des réparations de fortune. Au final, la carte a quand même réussi à fonctionner en grande partie, ce qui est déjà une petite victoire. -Les deux fonctions réellement manquantes sur cette version sont le rail 12 V pour le ventilateur et le BMS. +Les deux fonctions qui lui manquent vraiment sont le rail 12 V pour le ventilateur et le BMS. Le reste a soit fonctionné directement, soit pu être sauvé avec des corrections parfois assez moches, mais efficaces. -La V1 n'est donc pas un échec complet. Elle a même servi à réaliser la plupart des tests, car la V2 est arrivée tard dans le développement et a demandé beaucoup de temps de débogage. La V2 n'a pas été conçue parce que la V1 était inutilisable, mais parce qu'elle permettait de corriger les défauts identifiés et d'ajouter de nouvelles fonctions. +En soi, la V1 n'est donc pas un échec. C'est même sur cette carte que presque tous les tests ont été réalisés, car la V2 est arrivée tard dans le développement et ses propres problèmes ont pris beaucoup de temps à régler. La V2 n'existe pas parce que la V1 était inutilisable, mais parce qu'elle permettait de corriger les défauts identifiés et d'ajouter de nouvelles fonctions. === Montage du PCB V2 @@ -462,7 +462,7 @@ L'objectif de cette version était de corriger les problèmes de la V1, d'ajoute Le montage s'est globalement bien passé, même si plusieurs ponts de soudure ont dû être réparés. Le placement du RP2040 et du connecteur USB-C n'était pas suffisamment précis, ce qui a causé plusieurs difficultés pendant le débogage. -Dès la première mise sous tension par USB, la carte ne fonctionnait pas. +Dès la première mise sous tension par USB, patatra : rien ne fonctionnait. === Débogage de la V2 @@ -491,11 +491,13 @@ Les résistances USB de 27 Ω avaient également été perdues pendant la répar Après remplacement du microcontrôleur, la carte ne communiquait toujours pas avec l'ordinateur. La consommation semblait cohérente, mais aucun périphérique USB n'apparaissait. J'ai supposé que la mémoire flash pouvait aussi avoir été endommagée et j'ai attendu les pièces de remplacement. -Une fois le nouveau composant 3,3 V et la nouvelle flash installés, le rail 3,3 V était à nouveau à 5 V. L'erreur était plus profonde que prévu : le composant choisi n'était pas seulement une version de sortie incorrecte, c'était un boost et non un buck. +Une fois le nouveau composant 3,3 V et la nouvelle flash installés, le rail 3,3 V était à nouveau à 5 V. Là, je ne vais pas mentir : l'ambiance était au plus bas. Je venais potentiellement de re-cramer les mêmes composants, alors que je pensais avoir corrigé le problème. + +L'erreur était en fait plus bête et plus violente que prévu : le composant choisi n'était pas seulement une version de sortie incorrecte, c'était un boost et non un buck. En gros, je m'étais concentré sur la tension de sortie en voyant une version 3,3 V compatible, mais j'avais raté le point le plus important : ce composant ne sait pas descendre une tension. Un boost 3,3 V est prévu pour générer 3,3 V à partir d'une tension plus faible, par exemple 1,8 V. Avec 5 V en entrée, il ne régule pas vers le bas. Dans ce cas, il laisse simplement passer l'entrée vers la sortie, ce qui explique pourquoi le 5 V USB se retrouvait sur le rail 3,3 V. -Cette erreur de sélection de composant a endommagé un second RP2040 et une seconde mémoire flash. Il est peu probable qu'un remplacement direct par un buck compatible soit possible sans modifier le PCB. +C'est une erreur franchement très bête, mais aussi très formatrice. Elle ne m'arrivera probablement plus jamais. Par contre, sur le moment, elle a endommagé un second RP2040 et une seconde mémoire flash, et il est peu probable qu'un remplacement direct par un buck compatible soit possible sans modifier le PCB. J'ai donc retiré le boost 3,3 V, remplacé à nouveau la mémoire flash et le microcontrôleur, puis alimenté la carte autrement. @@ -513,7 +515,7 @@ Après remplacement par des résistances 0402, le RP2040 a enfin pu être progra Un dernier problème est apparu : après un flash, il était parfois impossible de remettre la carte en mode bootloader. Le bouton BOOTSEL était défectueux, probablement à cause des nombreuses opérations de réparation à proximité. Il a été remplacé par un bouton récupéré sur l'ancienne carte BMS. -Après ces réparations, la V2 est devenue programmable et utilisable. Cette phase a demandé beaucoup de temps et de persévérance, mais elle a permis d'identifier plusieurs erreurs de conception et de montage. +Après toutes ces réparations, la V2 est enfin devenue programmable et utilisable. Ouf. Cette phase a clairement demandé beaucoup de résilience. Les problèmes ont pris plusieurs semaines à être tous réglés, mais au final la carte fonctionne et chaque panne a permis d'identifier une vraie erreur de conception, de choix de composant ou de montage. === Problèmes restants de la V2 @@ -535,15 +537,15 @@ Comme le 14 V alimente l'écran, celui-ci ne peut pas encore fonctionner. Il ser ==== Potentiomètre connecté à une broche non analogique -Le RP2040 permet de rediriger de nombreuses fonctions numériques vers différentes GPIO, mais ce n'est pas le cas des entrées analogiques. Le potentiomètre a été connecté à une broche qui n'est pas compatible avec l'ADC. +Le RP2040 permet de rediriger de nombreuses fonctions numériques vers différentes GPIO, mais ce n'est pas le cas des entrées analogiques. J'ai donc eu la merveilleuse idée de connecter le potentiomètre à une broche qui n'est pas compatible avec l'ADC. Facepalm. Cette erreur empêche d'utiliser directement le potentiomètre tel que prévu. Elle devra être corrigée dans une future révision. ==== Défaillance de certains drivers de LED -Un problème plus tardif concerne les drivers de LED. Lors d'un test, l'application brutale de la puissance maximale a provoqué la destruction d'un driver. +Un problème plus tardif concerne les drivers de LED. Lors d'un test, l'application brutale de la puissance maximale a fait exploser un des drivers, que j'ai ensuite dû remplacer. -La cause exacte n'est pas encore connue. Plusieurs hypothèses restent possibles : +C'est le genre de problème qui fait un peu peur, parce que je ne sais pas encore le reproduire proprement. La cause exacte n'est pas connue. Plusieurs hypothèses restent possibles : + problème de layout ; + capacité d'entrée ou de sortie mal dimensionnée ; @@ -557,7 +559,7 @@ Ce point devra être investigué plus précisément avant une V3. Certaines fonctions de la V2 n'ont pas encore pu être testées par manque de temps. Il est donc probable que d'autres points d'amélioration apparaissent après une campagne de tests plus complète. -Malgré cela, la seconde itération est globalement plus réussie que la première. Elle est plus compacte, plus utilisable et améliore clairement plusieurs points importants du design. +Malgré tout ça, cette seconde itération est plutôt réussie. Elle était risquée, parce qu'elle introduisait beaucoup de nouveaux composants et changeait plusieurs choix importants, mais elle est plus compacte, plus utilisable et meilleure que sa grande sœur sur presque tous les points. J'en suis donc quand même assez content. == Tests de puissance @@ -609,18 +611,18 @@ L'utilisation de l'USB Power Delivery serait aussi intéressante. Une lampe de 1 Une autre piste est de revoir l'architecture batterie. Une tension 6S serait plus pratique qu'une batterie autour de 48 V. Elle serait plus proche des batteries utilisées en drone, plus facile à charger et probablement plus simple à manipuler. -Enfin, il faudra prévoir des lunettes de protection adaptées. La puissance lumineuse du système est suffisante pour rendre les tests inconfortables, voire dangereux pour les yeux. +Enfin, il faudra prévoir des lunettes de protection adaptées. La puissance lumineuse du système est suffisante pour rendre les tests inconfortables, voire dangereux pour les yeux. En résumé : il faut que j'achète des lunettes de soudure pour arrêter de me rendre aveugle. -Un PCB noir serait aussi intéressant pour l'aspect esthétique, même si ce point n'a pas d'impact technique direct. +Un PCB noir serait aussi intéressant, parce que ce n'est pas très scientifique comme amélioration, mais c'est quand même trop la classe. == Conclusion -Ce projet m'a permis de progresser fortement en conception de PCB, en soudure et en réparation. Les deux versions ont présenté de nombreux problèmes, mais chaque erreur a permis de mieux comprendre les contraintes réelles d'un système de puissance. +Pour conclure, je dirais que je suis devenu beaucoup plus fort en conception de PCB, mais surtout en soudure et en réparation, vu la quantité phénoménale de problèmes que j'ai rencontrés sur ces deux versions. Ce n'était pas toujours agréable sur le moment, mais c'est probablement ce qui m'a le plus fait progresser. -Ce semestre a été l'une des périodes les plus formatrices de ma formation. La possibilité de concevoir un circuit, de le fabriquer, de faire des erreurs, de les réparer et d'en comprendre les causes rend les apprentissages beaucoup plus concrets. +Je dirais aussi que ce sont les trois mois où j'ai le plus appris à l'HEPIA. Concevoir une carte, la recevoir, la monter, voir qu'elle ne fonctionne pas, comprendre pourquoi, la réparer, puis recommencer avec une meilleure version est une manière extrêmement efficace d'apprendre. Les erreurs restent beaucoup mieux en tête quand elles ont coûté plusieurs soirées de debug et quelques composants cramés. -J'ai beaucoup apprécié ce cours et la liberté donnée dans le choix du projet. J'y ai consacré beaucoup de temps, mais cela m'a permis de progresser rapidement et de confirmer mon intérêt pour la conception de PCB. +J'ai énormément apprécié ce cours. J'y ai passé une quantité absurde d'heures, mais c'est justement parce que la liberté donnée rendait le projet motivant. Je vais clairement continuer à faire des PCB après ce semestre. -Le projet aura probablement une V3 après une campagne de tests plus complète sur la V2. Les axes d'amélioration sont maintenant beaucoup plus clairs : sécurité thermique, alimentation, intégration mécanique, choix de batterie et fiabilité des drivers. +Je pense que ce projet aura une V3 après une campagne de tests plus complète sur la V2. Les axes d'amélioration sont maintenant beaucoup plus clairs : sécurité thermique, alimentation, intégration mécanique, choix de batterie et fiabilité des drivers. -Je remercie les enseignants pour ce cours, pour l'encadrement et pour la liberté accordée, qui ont rendu ce projet particulièrement intéressant et formateur. +Je remercie chaleureusement les enseignants pour ce cours, pour l'encadrement et pour la liberté accordée. C'est cette liberté qui a rendu ces mois de travail aussi difficiles, mais aussi aussi intéressants et formateurs.