Regarding the ever-increasing number of remote low power sensors, harvesting the energy from the surrounding environment is a pertinent solution to meet the energy needs but reduce the use of conventional batteries. On the one hand chemical batteries are still massively chosen despite their non-negligible cost, their limited lifetime and the pollution they are likely to produce. On the other hand, harvesting ambient energy is a promising alternative to power autonomously and indefinitely remote sensors in addition to process in an eco- friendly way. Solar, thermal and vibrational energies are currently studied and promising for different applications (smart buildings, medicine, agriculture, security issues such as eartquake and fire detection, aeronautic, aircrafts…).

Energy harvesting requires (i) a transducer to convert the environmental energy (solar, thermic, chemical, vibrational…) into electrical energy and (ii) an power management unit (PMU) to extract the maximum energy from the transducer and to convert the electrical signal into the one required by the sensor.


Thematic:

The design of an electrocardiogram (ECG) acquisition system will be used to illustrate the dimensioning, design and validation of an electronic system.

Goal:
At the end of the module, the students will have got an experience in:

  • choosing and dimensioning functional blocks based on client requirements;
  • designing functional blocks;
  • designing validation and testing procedures;
  • reporting the progress of their work through the writing of technical documents.

Prerequisite:
General knowledge in electronics.

Pour mettre en application les cours d'électronique 1ère année et les cours d'électronique analogique des unités: UE7-A et UEE7B à partir de cas concrets, un sujet de projet d'électronique analogique est proposé à chaque binôme d'élèves en début de semestre S7. Encadrés par un enseignant, les élèves disposent d'un semestre à raison d'une séance par semaine pour concevoir et réaliser dans sa version définitive un module ou un système faisant appel à l'électronique analogique. De part leur thème et leur niveau de difficulté, les projets visent à atteindre les objectifs suivants :

  • Une formation au travail d'un ingénieur de Recherche et Développement confronté à un problème de conception en électronique.
  • Une initiation à la conduite de projet.
  • Un développement de l'esprit d'initiative, du sens des responsabilités, de l'aptitude à la communication et au travail en équipe, du goût de l'efficacité, du pragmatisme. 
  • Une sensibilisation aux possibilités et limitations des outils dont dispose un ingénieur (documentation scientifique et technique, outils mathématiques, logiciels de simulation, expérimentation). 
  • Une prise de conscience de la différence qui existe entre la réalité et les résultats fournis par une analyse mathématique, une simulation informatique, une mesure.

Pour atteindre ces objectifs les élèves disposent des moyens similaires à ceux rencontrés dans l'industrie :

  • Un laboratoire dédié dans lequel chaque binôme d'élèves dispose d'un poste de travail comportant une instrumentation de test et mesure standard ainsi que d'une station ou PC offrant un accès à Internet et à une vaste palette d'outils informatiques d'aide à la conception Électronique.
  • Deux laboratoires spécifiques spécialisés respectivement dans la métrologie basse fréquence, et dans l'instrumentation Haute Fréquence. 
  • Une bibliothèque d'ouvrages et revues scientifiques. 
  • Deux salles de documentation technique. 
  • Un atelier et un laboratoire dédiés à la fabrication des circuits imprimés et prototypes. 
  • Un magasin de composants électroniques géré par un technicien rattaché aux laboratoires de projets.

Les objectifs de ce module sont :

  • d'apporter des éléments d'appréhension sur les métiers de l'ingénieur électronicien dans le monde de la microélectonique et de l'industrie du semiconducteur,
  • de donner une initiation aux technologies de fabrication des circuits intégrés CMOS,
  • d'analyser et décrire la fonctionnalité des circuits électroniques par une approche descendante ("top-down"),
  • de synthétiser des fonctions électroniques élémentaires par une approche traditionnelle montante ("bottom-up"),
  • de fixer les connaissances en cours d'acquisation dans un environnement de CAO industriel avec la chaîne d'outils logiciels CADENCE sous la forme d'un projet de conception de circuit intégré (l'illustration sera faite sur un CAN Flash 4 bits)
  • Dans ce cours en ligne sont fournis des documents et ressources complémentaires au cours magistral.

    Le choix de poster des documents sur ce cours Moodle plutôt que sur mes pages html est lié à des soucis de copyright.

    Il est donc formellement interdit de diffuser (par quelques moyens que ce soit) les documents postés, qui doivent rester accessibles uniquement aux étudiants de l'ENSEIRB-Matmeca.

    • Physical MicroSensors: transduction principles, basics of readout electronics (e.g. impedance measurement, Wheatstone bridge)
    • BioChemical MicroSensors: overview of biochemical transducers, examples of application using the versatile acoustic platform with various chemical/biological recognition strategies (matrices and targets)
    • Microelectrodes array: neurons electrical activity, introduction to data processing
    • Labworks: Living platform, tools and biological constraints; real-time acoustic wave biosensor and microfluidics-based embedded platform

    L'objectif de ce cours est de présenter des méthodes de calcul simples permettant de prévoir le comportement des circuits en régime de commutation, en vue de vérifier la validité de résultats expérimentaux ou de ceux obtenus par simulation et d'étudier différentes applications relatives à la commutation.