Projet Ingénieur : Oxymètre de poul

Projet Ingénieur - ISEN

CSI 3 (L3) - Troisième année


Projet réalisé dans le cadre de mes études d'ingénieur, en première année (L3). Le projet s'est décomposé en plusieurs phases : étude (cahier des charges), CAO, programmation, simulation, fabrication, assemblage et tests. Étant notre premier vrai projet, nous étions très encadrés par les professeurs. Le cahier des charges était balisé et consistait surtout à effectuer tous les calculs théoriques préléminaires, tel que les calculs d'impédances, les fréquences de coupures, les réponses temporelles... Plusieurs exigences devaient êtres respectées, comme une limitation de la longueur du code, ainsi que la taille du circuit imprimé. Les logiciels utilisés étaient ModelSim, JGrasp, Quartus et protel DXP.

Le principe utilisé pour mesurer le rythme cardiaque et la saturation en dioxygène du sang est basé sur l'oxymétrie colorimétrique. Concrètement, le cardio-fréquencemètre dispose de 2 LEDs (Diode Electro Luminescente), l'une rouge l'autre infra-rouge, et d'une photo-diode. D'un côté du doigt, les LEDs injectent la lumière, de l'autre côté la photo-diode mesure la lumière reçue. À chaque battement, l'artère s'assombrit, on peut donc compter directement le nombre de battements de coeur en déterminant le nombre "d'assombrissements" de lumière reçues par la photo-diode. En ce qui concerne le taux d'oxygénation du sang, il se trouve que le sang absorbe plus ou moins de lumière infrarouge en fonction de sa saturation en dioxygène (sang oxygéné = faible absorbtion de lumière IR). On établit donc une corrélation directe, il suffit de mesurer l'intensité lumineuse infra-rouge reçue par la photo-diode pour connaître le taux d'oxygénation du sang. Dans ce projet, toute la partie calcul et mesure est traité par un FPGA.

L'une des principale phase du projet était celle de simulation du système complet. Cette phase étant réalisé à l'aide du puissant logiciel Quartus d'Altera. Il fallait tester toutes les phases de fonctionnement et dans tous les ordres possibles, afin d'éliminer le maximum de bugs. Très complet, ce projet m'a permis d'expérimenter toutes les phases de la conception : du cahier des charges à l'assemblage final.

Vous trouverez en bas de cette page les rapport d'électronique et de programmation complets du projet.

Informations relatives au projets

Divers

Les projets réalisés à l'ISEN le sont sous l'encadrement d'un professeur référent.

Les projets étants réalisés en binôme, j'ai travaillé avec : Steven Bargain durant toute la durée du projet.

Programmation C

La partie codée en C concernait la conversion analogique - numérique des informations provenants des capteurs.

Programmation VHDL

Le coeur du système étant un FPGA (Field Programmable Gate Array), la programmation en VHDL était nécessaire. Le FPGA permet de contrôler les capteurs, prendre en compte les commandes utilisateur (réglage des seuils d'alarme, sensibilité...) etc.

Conception Assistée par Ordinateur

La CAO consiste a réaliser le plan du circuit imprimé, avant de lancer la fabrication de la plaque. Celle-ci réalisée à l'aide du logiciel Protel DXP.

La fabrication

Après avoir conçu et vérifié les schémas des carte à l'aide du logiciel professionnel Protel DXP, nous avons fabriqué les cartes et soudé l'intégralité des composants (10 % au four, 90 % au fer).