Capteurs
Exigences — Capteurs internes
| ID | Nom | Description | Implémentation |
|---|---|---|---|
| FCT-40 | Magnetometer (LIS2MDL) | Le système doit intégrer un magnétomètre (LIS2MDL). | LIS2MDLTR (I2C, INT_MAG → PD1) |
| FCT-41 | Distance (VL53L1X) | Le système doit intégrer un capteur de distance (VL53L1X). | VL53L1CXV0FY/1 (I2C, INT_DIST → PB12) |
| FCT-42 | PDM MEMS Microphone | Le système doit intégrer un microphone MEMS PDM (MP34DT01 / IMP34DT05). | IMP34DT05 (PDM, PA10/PA3) |
| FCT-43 | Light, Color, Gesture (APDS9960) | Le système doit intégrer un capteur de lumière, couleur et geste (APDS9960). | APDS-9960 (I2C) |
| FCT-44 | Barometer (LPS22HH) | Le système doit intégrer un baromètre (LPS22HH / WSEN-PADS). | WSEN-PADS 2511020213301 (I2C) |
| FCT-45 | Humidity and temperature (HTS221) | Le système doit intégrer un capteur d'humidité et de température (HTS221 / WSEN-HIDS). | WSEN-HIDS 2525020210001 (I2C) |
| FCT-46 | Humidity and temperature - Isolation | Le capteur de température doit être thermiquement éloigné de tout composant chauffant. | Placement PCB isolé |
| FCT-47 | Accel/Gyro (LSM6DS33) | Le système doit intégrer un accéléromètre/gyroscope (LSM6DS33 / ISM330DLC). | ISM330DLCTR (I2C, INT_ACC → PC13) |
| FCT-48 | IMU alignment | L'orientation des deux capteurs de l'IMU doit être alignée. | Alignement ISM330DLC + LIS2MDL sur PCB |
Exigences — Capteurs et connecteurs externes
| ID | Nom | Description | Implémentation |
|---|---|---|---|
| FCT-49 | GPIO - Micro:bit edge connector | Le système doit fournir un connecteur externe similaire au connecteur edge du micro:bit. | Connecteur edge P0-P20 |
| FCT-50 | GPIO - Alligator-clip friendly pins | Le système doit fournir des broches d'entrée/sortie compatibles avec les pinces crocodile. | Pads P0, P1, P2, P24, P25, P28, P29, 3V3, GND |
| FCT-50bis | GPIO | Les broches du MCU non utilisées doivent être routées vers des pads du PCB. | Pads PCB + MCP23009 |
| FCT-51 | UART | Le système doit intégrer des pads sur le PCB pour les signaux UART. | SERIAL_TX (PB11), SERIAL_RX (PB10) |
| FCT-52 | I2C - Qwiic/STEMMA QT | Le système doit intégrer un connecteur Qwiic/STEMMA QT pour les signaux I2C. | 2x JST 4-pin sur I2C3 (PC0/PC1) |
| FCT-53 | SPI | Le système doit intégrer des pads sur le PCB pour les signaux SPI. | SPI2 sur edge connector (PB13/PB14/PB15) |
| FCT-54 | RTC | Le système doit intégrer une horloge temps réel (RTC). | RTC intégré au STM32WB55 (quartz 32 KHz) |
Choix de conception
Capteurs internes (FP12)
La carte intègre 7 capteurs embarqués couvrant distance, mouvement, environnement et lumière. Les capteurs I2C sont regroupés sur un bus interne commun ; certains disposent de lignes d'interruption individuelles (VL53L1X, ISM330DLC, LIS2MDL).
Capteur de distance — VL53L1X
- Composant : STMicroelectronics VL53L1CXV0FY/1
- Type : Time-of-Flight (ToF)
- Portée : jusqu'à 4 m
- Interface : I2C
- Interruption : INT_DIST → PB12
Accéléromètre / Gyroscope — ISM330DLC
- Composant : STMicroelectronics ISM330DLCTR
- Axes : 6 axes (accéléromètre + gyroscope + température)
- Interface : I2C, SPI
- Interruption : INT_ACC → PC13
Magnétomètre — LIS2MDL
- Composant : STMicroelectronics LIS2MDLTR
- Axes : X, Y, Z
- Type : Magnétorésistif
- Interface : I2C
- Interruption : INT_MAG → PD1
- Boîtier : 12-LGA (2x2)
info
L'orientation des deux capteurs de l'IMU (ISM330DLC et LIS2MDL) doit être alignée pour permettre la fusion de données et le calcul de cap.
Capteur de pression — WSEN-PADS
- Composant : Wurth Elektronik 2511020213301
- Plage : 26 kPa à 126 kPa (absolu)
- Résolution : 24 bits
- Interface : I2C, SPI
- Boîtier : 10-WFLGA
Capteur d'humidité et température — WSEN-HIDS
- Composant : Wurth Elektronik 2525020210001
- Mesures : Humidité + Température
- Interface : I2C, SPI
astuce
Le capteur de température doit être thermiquement éloigné de tout composant chauffant pour garantir la précision des mesures.
Capteur de luminosité, couleur et geste — APDS-9960
- Composant : Broadcom APDS-9960
- Fonctions : Lumière ambiante (560 nm), couleur, détection de geste, proximité
- Interface : I2C
- Boîtier : 8-SMD
Microphone (FP5)
- Composant : STMicroelectronics IMP34DT05
- Type : Microphone MEMS PDM (Pulse Density Modulation)
- Application : Industrielle (haute qualité)
- Directivité : Omnidirectionnel
- Signaux :
MIC_IN(MICRO_DATA) → PA10 (STM32WB55)MIC_CLK(MICRO_CLK) → PA3 (STM32WB55)
Bus I2C interne
| Signal | Pin STM32WB55 | Pin STM32F103 |
|---|---|---|
| I2C1_SCL | PB8 | PB6 |
| I2C1_SDA | PB9 | PB7 |
Extension GPIO (FP7)
L'expandeur MCP23009 fournit 8 GPIO supplémentaires, utilisés pour les boutons directionnels et les pads crocodile.
- Composant : Microchip MCP23009-E/MG
- Interface : I2C (bus interne I2C1)
| Broche MCP23009 | Pin STeaMi | Fonction |
|---|---|---|
| GP0 | P28 | GPIO1 (pad crocodile) |
| GP1 | P29 | GPIO2 (pad crocodile) |
| GP2 | P24 | GPIO3 (pad crocodile) |
| GP3 | P25 | GPIO4 (pad crocodile) |
| GP4 | RIGHT_BUTTON | Bouton directionnel droit |
| GP5 | DOWN_BUTTON | Bouton directionnel bas |
| GP6 | LEFT_BUTTON | Bouton directionnel gauche |
| GP7 | UP_BUTTON | Bouton directionnel haut |
Signaux de contrôle :
- RST_EXPANDER → PB1 (STM32WB55) : Reset de l'expandeur
- INT_EXPANDER → PB0 (STM32WB55) : Interruption de l'expandeur
Connecteurs externes (FP13)
Connecteur Edge (micro:bit compatible)
Le connecteur edge fournit un accès aux broches P0-P20 avec support pour :
- 6 entrées analogiques (P0-P4, P10)
- GPIO numériques
- SPI (P13-P15)
- I2C (P19-P20)
- PWM (P7, P10, P11)
Connecteur STEMMA/Qwiic
Deux connecteurs JST 4 broches (pas 2 mm) pour capteurs I2C externes.
- Bus I2C3 (SCL: PC0, SDA: PC1)
Connecteur Jacdac
Interface série pour la connexion de modules Jacdac.
- JACDAC_DATA (UART2_TX/RX) → PB6/PB7
- JACDAC_P : alimentation 5V
Pads crocodile
Pads accessibles avec des pinces crocodile autour de la carte :
- P0, P1, P2 : entrées analogiques
- P24, P25, P28, P29 : GPIO via expandeur MCP23009
- 3V3, GND : alimentation
Bus SPI externe
| Signal | Pin STM32WB55 |
|---|---|
| SPI2_SCK_EDGE (P13) | PB13 |
| SPI2_MISO_EDGE (P14) | PB14 |
| SPI2_MOSI_EDGE (P15) | PB15 |
Bus UART série
| Signal | Pin STM32WB55 |
|---|---|
| SERIAL_TX (T_UART2_TX) | PB11 |
| SERIAL_RX (T_UART2_RX) | PB10 |