Au lycée, j’ai passé un baccalauréat filière Scientifique avec option Sciences de l’ingénieur. Cette formation prenait la place de la SVT dans le cursus et la remplaçait par divers cours de sciences orientés sur l’informatique, l’électronique et la mécanique des matériaux. J’y ai donc suivi des cours sur les bases de l’électronique (porte logique, logique combinatoire, convertisseur…), sur l’informatique avec de la programmation grafcet et C ainsi que des cours de mécanique ou nous avons appris à utiliser l’outil de CAO Solidwork.
Pour rendre compte du travail réalisé en S.I nous avons eu deux TPE, l’un en première et l’autre en terminale. Pour ces TPE, nous devions imaginer un projet mêlant informatique, électronique et mécanique. Pour le TPE de terminale, avec deux autres étudiants, nous avons travaillé sur la conception d’une montre connectée orientée sur la santé des personnes âgées.
Cette montre connectée devait pouvoir suivre le rythme cardiaque et en déduire l’état de santé de l’utilisateur pour être capable de détecter un arrêt cardiaque ou un malaise.
En cas de problème les secours devaient être prévenus, la position de la personne ainsi que ses données de santé devaient leurs être communiqués.
Nous avons beaucoup travaillé sur le choix des composants, chaque composant à été choisi selon un cahier des charges très précis. Nous avions besoin de l’autonomie la plus importante possible, car nous voulions rendre le système le plus facile d’utilisation pour la population âgée. En effet, par expérience, certaines personnes âgées peuvent avoir du mal à recharger un appareil ou peuvent même oublier de le faire. Dans le cas où l’aide de la famille serait nécessaire pour aller recharger la montre connectée, nous voulions permettre un maximum de flexibilité en offrant un système capable de fonctionner plusieurs jours de suite sans besoin de recharger.
Pour cela, nous avons utilisé un EPS32 comme microprocesseur, car d’une part la communauté autour de ce processeur est très grande et d’autre part, car il permettait d’obtenir des niveaux de consommation très faible selon la configuration. Nous avons aussi choisi d’utiliser un écran e-Ink pour l’affichage des données sur la montre connectée, car ce système a l’avantage de ne pas consommer d’énergie tant que l’écran n’est pas rafraîchi.
La montre connectée devait aussi être capable de communiquer avec les secours. Il y avait la possibilité d’utiliser le réseau GSM mais nous avons choisi de ne pas le faire car nous voulions offrir à l’utilisateur une grande flexibilité d’utilisation en lui permettant d’aller dans des régions mal desservies par les opérateurs de télécommunication. Nous avons plutôt utilisé le système LoRa qui permet de communiquer à basses fréquences et à longues portées.
Ce n’est que quelques exemples sur le cheminement qui nous a conduit à choisir tel ou tel composant avec pour but de démontrer la réflexion qui a été faite en aval de ce projet.
Mon travail sur ce projet à tourné principalement autour de la conception du circuit imprimé de la montre connectée. Une fois le choix de composants fait avec mon équipe, il a fallu désigner le circuit imprimé pour optimiser le placement des composants permettant d’avoir un système le plus petit possible. Dans un premier temps, j’ai fait un circuit simple permettant d’accueillir les modules de développement de chaque composant que nous avions choisis. Ensuite, il a fallu faire le circuit final, pour cela, nous avions décidé de faire un circuit en 4 couches avec des composants CMS, ce qui fut une première pour moi. J’ai donc dû apprendre à utiliser le logiciel Eagle (un des principaux logiciels de conception de circuit).
Plusieurs prototypes de cartes ont été nécessaire avant d’obtenir le juste compromis entre la taille de la carte et les contraintes techniques de la conception du circuit. Ensuite, nous avons fait produire la carte par une entreprise asiatique. Malheureusement, le temps nous a manqué, nous n’avons pas eu le temps (dans le cadre du TPE) de monter la carte finale. Cela dit le système a très bien fonctionné avec les modules de développement.
Notre projet ayant séduit nos professeurs nous avons pu participer au concours national des Sciences de l’Ingénieur ou nous avons pu présenter notre projet à un panel de jurés issus du monde académique et de l’ingénierie.
Le PDF présenté dans le cadre du TPE est disponible en téléchargement.
Carte cms 4 couches conçu par mon groupe 
Carte cms 4 couches conçu par mon groupe 
Carte cms 4 couches conçu par mon groupe 
Montage des composants 
Montage des composants 
Montage des composants 
Montage des composants 
Ensemble de prototypage 
Ensemble de prototypage 
Ecran e-ink 
Conception de la carte cms 
Conception de la carte cms 
Conception de la carte cms 
Conception de la carte cms