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Table des matières
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Take car ! Big Brother is watching you ! [G.Orwell - 1984]
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Vincent SZYMANSKI
Institut Universitaire de Technologie de Saint-Etienne
Département Genie Electrique & Informatique Industrielle
28 avenue Léon Jouhaux
42023 SAINT-ETIENNE CEDEX 2
FRANCE
+33 04 77 46 34 01
Vous trouverez ici des documents sur des sujets aussi divers que l'informatique, l'électronique, la physique, le traitement du signal, la programmation, le génie électrique.
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1. Deuxième année
1.1. Situation d’Apprentissage par l’Expérience
1.2. ÉNERGIE
CONVERSION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE : ENER3
cours
- Illustration champs magnétiques tournants [à ouvrir avec Okular sous GNU/Linux et Acrobat Reader sous Windows ou OS X]
Correction du TD sur la machine synchrone
Travaux pratiques
ROTATION de TP BUT GEII
| Binôme | Séance 1 | Séance 2 | Séance 3 | Séance 4 | Séance 5 | Séance 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| B1 | TRI | TRANS | HACHS | MS | MAS | HACH4OND |
| B2 | TRI | TRANS | HACHS | MS | MAS | HACH4OND |
| B3 | TRANS | HACHS | TRI | MAS | HACH4OND | MS |
| B4 | TRANS | HACHS | TRI | MAS | HACH4OND | MS |
| B5 | HACHS | TRI | TRANS | HACH4OND | MS | MAS |
| B6 | HACHS | TRI | TRANS | HACH4OND | MS | MAS |
"- TRI : Circuits Tiphasés
- TRANS : Transformateur Triphasé
- HACHS : Hacheur Série
- MS : Machine Synchrone
- MAS : Machine Asynchrone
- HACH4OND : Hacheur 4 Quandrants - Onduleur
ROTATION de TP BUT GEII CITISE
| Binôme | Séance 1 | Séance 2 | Séance 3 | Séance 4 |
|---|---|---|---|---|
| B1 | HARM | HACHS | HACHQOND | MLI |
| B2 | HARM | HACHS | HACHQOND | MLI |
| B3 | HACHS | HACHQOND | HARM | MLI |
| B4 | HACHS | HACHQOND | HARM | MLI |
| B5 | HACHQOND | HARM | HACHS | MLI |
| B6 | HACHQOND | HARM | HACHS | MLI |
ÉNERGIES RENOUVELABLES : ENER4
- travaux dirigés
- travaux pratiques
VARIATION ÉLECTRONIQUE DE VITESSE : PAPP SPE
- Travaux pratiques :
- Variateur Industriel
- Variation de vitesse de la MCC
- Variation de vitesse de la MAS à V/f=cte
1.3. COMPTABILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE
- Je vous invite à lire le cours : COURS CEM
- Préparations DE TP : Préparations.7z
- TEXTES DE TP :
- Détection synchrone
- Filtrage & paramètres S : pour préparer le TP lire le Doc ci-dessous jusqu’à la page 14
- Émission conduite
- Émission rayonnée
- Immunité conduite : TP – Préparation
- Immunité rayonnée
- DATASHEET des APPAREILS DE MESURE :
- pour le TP détection synchrone
- pour le TP Immunité Conduite
- pour le TP Immunité Rayonnée
- pour le TP Filtres & paramètres S
- Doc
- ORGANISATION :
- Pour les rotations et les séances de TP consultez la page : TPORGA
- Pensez à anticiper la préparation des TP : les normes ne sont consultables qu’à partir d’un ordinateur de l’IUT !
2. Troisième année
2.1. SYSTÈMES EMBARQUÉS
SYSTÈME D’EXPLOITATION EMBARQUÉ : LE CAS Linux
- TP1 : Création : init, noyau, busybox & u-boot
- Fichiers : l’archive Fichiersadxl345.7z contient les fichiers suivants :
dans le répertoire qemu :
fichier
adxl345.cpour qemu- dans le répertoire devicedriver :
- fichier Makefile pour construire le module du noyau adxl345.ko
- fichier source
adxl345.cpour le device driver pour le noyau
- à la racine :
- fichier source client.c application en user-space
- dans le répertoire devicedriver :
- Fichiers : l’archive Fichiersadxl345.7z contient les fichiers suivants :
dans le répertoire qemu :
fichier
- TP2 : Buildroot
- TP3 : Device driver
- TP4 : Développement d’un écosystème GNU/Linux pour la Redpitaya
SYSTEMES EMBARQUÉS DE COMMUNICATION NUMÉRIQUE : RADIO LOGICIELLE
- TP1 : Échantillonnage et repliement de spectre
- TP2 : Décimation / Interpolation
- TP3 : IQ – QPSK – FM et transmission
- TP4 : Echanges de données
- TP5 : Transmission d’informations sans fil : Émission & réception RF
- TP Software Defined Radio : Radio Logicielle : TPSDR et les fichiers du TP
- Fichiers pythons : fichiersgnuradio
- Fichiers GNU Radio Companion pour le TP Final
- morceau de musique au format
.wavpour le test
TEXTES DE TP :
- Programmation embarquée bare metal : TPBAREMETAL – fichiers : STMIOTfiles.7z
- Programmation en C avancée pour l’embarqué
- TP0 : Git : TPGIT
- TP1 : Utilisation de gdb : TPGDB
- TP2 : Utilisation de valgrind : TPVALGRIND
- TP3 : Mécanismes multitâches : TPTHREADS
- Conception d’un Système d’Exploitation GNU/Linux sur ARM Cortex A9
- Doc pour la Redpitaya
- TP sur carte ARM Cortex A9
INSTRUMENTATION & PHYSIQUE APPLIQUÉE
PHYSIQUE APPLIQUÉE 5 :
- LANCEMENT DES VM SOUS LES PC SALLE E022
- TP1 : Compteur : 01COMPTEUR + Fichiers.7z
- TP2 : Liaison série RS 232 : 02-LIAISONSERIEUARTRS232
- TP3 : Acquisition : 03-ACQUISITION
- TP4 : LCD : 04-LCD
- TP5 : Supervision avec Node-RED : 05-NODE-RED + ENPLUS
INSTRUMENTATION INTELLIGENTE
-Syllabus
- Documents constructeur : -capteur thermocouple : ref RS : 896-8402 -capteur Pt100 : ref RS : 896-8406 -Application Note pour mesure Rtd
-Projet avec détection synchrone : Lockinsynchronousdtection.zip
Documents utiles
Le concept de prise de notes est essentiel à l’efficacité. Mon conseil est l’utilisation conjointe d’un cahier de suivi (ou cahier de laboratoire) et d’un (ou plusieurs) fichiers textes. Je vous présente ci-dessous 2 outils vous permettant ou aidant la rédaction de rapports :
Exemple de notebook (très rustique) pour démarrer utilisant jupyter-notebook : Exemple.ipynb Exemple de document org (réalisé avec emacs) en org-mode permettant l’efficacité « ultime » et la reproductibilité des données : example.org raccourci clavier C-c C-e l o export latex pdflatex raccourci clavier C-c C-v C-b : exécution de tous les parties #+ raccourci clavier C-c C-x C-v : pour afficher les images (ou actualiser celles-ci)
3. Qui suis-je ?
3.1. Présentation
Enseignant dans le domaine de la physique appliquée et du génie électrique.
Actuellement mon travail scientifique et technique est axé sur de la récupération de signaux radio-fréquences satellites, du beamforming avec DOA, particulièrement sur l'aspect traitement du signal RF.
Mes compétences sont l´étude et la conception des systèmes embarqués ainsi que tout leur écosystème :
- bare metal :PSoC de Cypress, STM32
- les systèmes reconfigurables : Zynq Xilinx
- le traitement du signal : Analyse spectrale, temps-fréquence, détection de motifs, filtrage adaptatif.
- systèmes de communication radiofréquences : Software Defined Radio, GNU Radio
- la Compatibilité Électromagnétique : conception et caractérisation. Normes NF 61000-4-XX et NF EN 550XX conduit et rayonné
- Instrumentation intelligente : Conditionnement/Intégration de capteurs, acquisition de données, régulation
- IoT : réseau TCP/IP - sockets - UART - I²C - SPI - LoRa / LoRaWAN, meshtastic Gaulix, reticulum
- déveveloppement frontend : Python, Tk, Qt
- développement backend C, C++, Rust, Python, assembleur ARM et x86
- conception de systèmes embarqués Linux (user & kernel space) à partir de yocto ou buildroot, drivers
- les systèmes à énergies renouvelables (photovoltaïques et éoliens) et l'électronique de puissance
Pratique de l'anglais écrit et oral
3.2. Expérience
- depuis 2008 : Professeur agrégé au département Génie Électrique & Informatique Industrielle de l'IUT de Saint-Étienne
Directeur des études 2e année de 2010 à 2019
Enseignement :
- Systèmes radiofréquences- radio logicielle
- Systèmes électroniques embarqués
- Électronique de puissance, Énergies renouvelables,
- depuis 2010 : Enseignant à l'École des Mines de Saint-Étienne
- Traitement des signaux aléatoires
- Électronique numérique
3.3. Compétences
- Informatique : GNU/Linux, C/C++, Python, RUST
- \LaTeX
- OS : réalisation d'OS GNU/Linux avec Yocto ou Buildroot - émulation avec qemu
- Bonne connaissance de l'OS GNU/Linux
3.4. Formation
- 2004-2005 : École Normale Supérieure de Cachan (Paris Saclay) - Département EEA - section Physique Appliquée
- Agrégation de Sciences Physiques option physique appliquée
- 2000-2003 : Institut National des Sciences Appliquées - Département Génie Électrique
- 1998-2000 : Institut Universitaire de Technologie de Saint-Etienne - Département Mesures Physiques D.U.T Mesures Physiques option Techniques Instrumentales
4. BUT
5. Conversion de l'Énergie
5.1. Énergies renouvelables
5.2. Variation de vitesse de motorisations alternatives
Les commandes des 2 systèmes proposés ci-dessous sont basées sur l'utilisation de composants PSoC de Cypress\(^{TM}\).
Conception de la commande de variateurs pour machines à courant continu
Conception d'une commande en U/f : Commande en U/f
6. Systèmes embarqués
6.1. Programmation en C
Vous avez des difficultés avec les pointeurs en langage C… vous pensez au contraire avoir tout compris les concernant. Voici un exemple simple permettant de faire le point rapidement sur cette notion : fonction avec passage par adresse
6.2. Bare Metal sur STM32
6.3. Systèmes embarqués GNU/linux
La mise en oeuvre s'effectue à partir :
- soit d'un OS GNU/Linux debian natif
- d'une machine vituelle GNU/Linux debian et de VirtualBox
- Mise en oeuvre sur Beagle Bone Black
- Mise en oeuvre sur PocketBeagle Guide pour la Pocket Beagle
6.4. Systèmes embarqués PSoC
Les PSoC de Cypress sont bien plus que des microcontrôeurs, ils sont des écosystèmes électroniques mixtes reconfigurables.
- Commande de motorisation
- Machine à courant continu : Variation de vitesse à base du kit PSoC CY8CKIT-059
- Machine à courants alternatifs :Commande en U/f
6.5. Systèmes embarqués Zynq
La Red Pitaya est une carte électronique, à base de FPGA Zynq7 avec de nombreux composants tels que deux processeurs ARM Cortes A9, des Convertisseurs Analogiques Numériques (ADC), des Convertisseurs Numériques Analogiques (DAC), USB, LAN, etc. La Red Pitaya est similaire à l'Arduino ou Raspberry Pi avec une communauté de nombreux passionnés et la croissance des matériels open-source. Ce qui rend Red Pitaya particulièrement intéressante, ce sont les deux ADC rapides, deux DAC rapides et surtout la logique programmable ou FPGA (Field Programmable Gate Array). Avec un FPGA sur puce, la carte Red Pitaya peut être utilisé pour le calcul haute performance, le système de mesure de pointe, le traitement du signal et bien plus encore. Ayant à la fois un système de traitement basé sur linux et une logique programmable Red Pitaya est une carte idéale pour l'introduction à la programmation FPGA et finalement pour la construction de puissants projets professionnels et non professionnels tels que radar, systèmes radio, analyseur de réseau vectoriel, etc.
6.6. Science des données - Data Science
J'utilise org-mode de l'éditeur de texte emacs
Pour les calculs numériques j'utilise python 3.X avec les notebooks Jupyter
6.7. Electronique
7. Traitement Numérique du Signal
8. GNU/Linux
L’utilisation de linux pour un étudiant informaticien ou électronicien est une évidence. Ce chapitre s’adresse à ceux qui ne seraient pas encore à jour ou convaincus par cet état de fait.
On s’aperçoit assez vite qu’on peut faire la même chose sur windows et linux, à l’exception de quelques logiciels spécialisés. D’ailleurs on retrouve bon nombre de logiciels présents sur windows (es : libreoffice, scilab, inkscape, etc…) De toutes façons il sera toujours possible de garder Windows sur sa machine ( en double boot ou virtualisation).
L’utilisation de linux au quotidien est un prérequis nécessaire pour tout ce qui touche au linux embarqué.
Liste non exhaustive de logiciels indispensables :
| logiciel | Fonction |
|---|---|
| emacs | le "meilleur" éditeur de texte du monde ;-) |
| Inkscape | Graphisme (cf Inkscape ) |
| Scilab | Logiciel de calcul (équivalent matlab-simulink) |
| Octave | Equivalent matlab (pas de schémas blocs mais syntaxe identique) |
| Geany | Editeur de texte avec coloration syntaxique du code (#notepad++) |
| Gedit | Un autre éditeur de texte plus rutique |
| Mozilla Firefox | Installé généralement par défaut |
| Chromium browser | (# google chrome) Toujours bon d’avoir plusieurs navigateurs |
| vlc média player | Pour lire toutes les vidéos |
| Eclipse | attention plusieurs versions existent, par défaut pour java |
| gpodder | Pour gérer les podcasts. |
| audacity | enregistreur et éditeur audio. |
| brasero | gravure dvd. |
| Filezilla | Client FTP |
| AMC (Auto-Multiple-Choice) | Générateur de QCMs avec correction automatique. |
| gtkterm / minicom / picocom | Terminal pour liaison série |
| calibre | convertisseur de format pour livre numérique (kindle) |
| Okular | affichage PDFs |
| xournal | Annoter des PDFs |
| pdfconcat | assemblage de PDFs |
| thunderbird | Messagerie + Agenda (synchronisable avec google agenda) ( sudo apt install xul-ext-lightning ) |
| Libreoffice | Suite bureautique (tableur / traitement de texte) |
Extensions
| extension | fonctionnalité |
|---|---|
8.1. Distribution
Le premier choix cornélien est le celui de la distribution. Mais laquelle choisir :
- Debian : se décline en 3 versions : stable, testing et sid
- Arch : rolling release
- Kali : rolling release -> ethical hacking
- Void : rolling release
- Alpine : distribution
- AlmaLinux : pour les utilisateurs de RedHat et CentOS
YunoHost : distribution basée sur debian pour l'autohébergement
Je vous conseille Debian stable qui est très stable et mon choix depuis plus de 25 ans !
8.2. Installation
Certaines marques rendent l’installation de linux plus compliquée, par exemple Lenovo. D’autres marques sont à éviter tout court : Acer, Packard Bell. J’ai eu de bonnes expériences avec : Asus, Dell, Toshiba, HP.
Je rappelle simplement les grandes étapes pour installer Linux. Se reporter par ailleurs aux différents tutoriels présents sur internet.
créer une clé live-usb, par exemple avec le logiciel http://www.linuxliveusb.com ou alors image ISO sur DVD Insérer la clé live usb Démarrer la machine en appuyant sur F[i] booter sur la clé
Cas du dual boot avec Windows :
Enlever le secure boot ( dans le boot setup ) Enlever le fast startup dans windows réduire la partition windows
j’ai du effectuer l’opération suivante pour un disque dur ssd : Dans windows, demander un boot sans échec :
ouvrir cmd ( powershell ) en tant qu’administrateur :
C:\Windows\system32>bcdedit /set {default} bootmenupolicy legacy L’opération a réussi.
Rebooter [ dans le boot setup ] : System configuration -> SATA operations : cocher AHCI au lieu de RAID Une fois dans windows, installer les drivers AHCI.
Pour voir la partition windows depuis linux, j’ai du également enlever bitlocker sous windows :
ouvrir cmd ( powershell ) en tant qu’administrateur :
Disable-BitLocker -MountPoint "<drive letter>:"
9. Électromagnétisme
9.1. Compatibilité Électromagnétique
9.2. One Lab - gmsh
9.3. FEMM
Utilisation du logiciel FEMM pour la modélisation de machine électrique
10. Divers
11. Loisirs
11.1. Jazz
Pratique du saxophone Jazz,
11.2. Musique classique hindoustanie
Dhrupad
Rudra Veena
Je suis un joueur de rudra veena, je débute sur cet instrument mythique de l'Inde ancienne. Sur cet instrument, on joue un style appelé Dhrupad.