LP Métiers de l'électronique : communication, systèmes embarqués

Cette UE est effectuée au second semestre de la formation

Cette UE rassemble les modules de spécialité de la formation, effectués au second semestre.

• Applications mobiles - Android (30h) Ce module permet l'apprentissage de la programmation d'applications dédiées pour Android. Le contenu est le suivant : › Historique d'Android et architecture de l'OS, › Développement d'applications sous l'IDE Android Studio,

• Constitution d'un projet

• Programmation évènementielle et gestion des interfaces

• Multitâches

• Programmation des capteurs et des périphériques de communication Les travaux pratiques ont pour support des tablettes tactiles ou des smarphones.

• Instrumentation (16h) L'objectif de ce module est de présenter les problématiques liées à l’interfaçage des principaux capteurs utilisés dans les systèmes embarqués, en développant une approche pratique appliquée à une cible microcontrôleur MBED. Le module s'attachera à développer les principes physiques et la mise en œuvre pour les capteurs :

• mesure de distance par ultrason,

• mesure de position par GPS,

• mesure tension/courant. Le module aborde également l'étude de capteurs de vitesse et de position associés à une motorisation MCC, avec la mise en œuvre de hacheurs (utilisation de composants dédiés). Le module s'appuiera sur les connaissances acquises en module Réseaux sur les bus I2C et RS232 ainsi que sur l'utilisation des entrées analogiques.

• Interfaçage – programmation événementielle (30h) Ce module a pour objectif de faire une étude de cas de développement d’une interface homme-machine (IHM) pour un système embarqué. › gestion d’E/S hardware/software sur un système embarqué › réalisation d’une IHM en utilisant l’écran tactile d’un système embarqué › reproduction de l’IHM sur un système distant (PC ou smartphone ou tablette) avec une liaison sans fil

• Systèmes temps réels (30h) Ce module présente les problématiques liées à l'utilisation d'un OS temps réel pour la programmation de cibles embarquées. L'objectif est de fournir les principaux outils que l'on retrouve classiquement pour ce type de programmation. › notion de tâches, ordonnanceur, partage de temps, › notion de priorités et de quotas de temps, › synchronisation entre tâches et synchronisations physiques, notion d'Event, de sémaphore, › problématique des sections critiques, › héritage de priorité

• Réseaux – Programmation client/serveur (30h) Ce module, après une présentation théorique des réseaux (topologies, vitesse de propagation, bruit, réflexions dans les lignes) et des éléments sur les techniques de transmissions (liaison différentielle, codage bipolaires, détection d'erreur), étudie les principales liaisons que l'on retrouve dans l'utilisation des systèmes embarqués filaires et non-filaires. Une partie du module détaille les particularités de la programmation de clients/serveurs. › liaisons série USART, I2C/SPI, le réseau Ethernet, couches IP et échanges TCP/UDP, bus CAN, › protocoles Bluetooth, Wifi et Zigbee, IoT › programmation client/serveurs Lors des travaux pratiques, les apprentis mettent en œuvre les échanges sur des différentes liaisons série, I2C, Ethernet, bus CAN.

• Labview RealTime (30h) Ce module présente les problématiques et particularités liées à la programmation graphique sous Labview RT, en s'appuyant sur une cible matérielle CompactRIO de National Instrument. Il développe en particulier : › introduction à LabviewRT, notion d'interface et d'instrument virtuel, › développements d'algorithmie, › interfaçage et communication, › programmation multithread

• Mettre en œuvre un système de communication de type bus de terrain filaire ou wireless pour l'embarqué et les systèmes communicants • Mettre en œuvre une technologie de capteur et le conditionnement de signaux adapté • Maitriser le principe, la configuration et l'utilisation d'un système d'exploitation temps réel • Maitriser la conception et la réalisation de carte électronique • Concevoir une interface de supervision cohérente avec les besoins d'un client • Développer une interface de supervision d'un système sur PC ou cible mobile

Cette UE rassemble les modules de spécialité de la formation, effectués au second semestre.

• Applications mobiles - Android (30h) Ce module permet l'apprentissage de la programmation d'applications dédiées pour Android. Le contenu est le suivant : › Historique d'Android et architecture de l'OS, › Développement d'applications sous l'IDE Android Studio,

• Constitution d'un projet

• Programmation évènementielle et gestion des interfaces

• Multitâches

• Programmation des capteurs et des périphériques de communication Les travaux pratiques ont pour support des tablettes tactiles ou des smarphones.

• Instrumentation (16h) L'objectif de ce module est de présenter les problématiques liées à l’interfaçage des principaux capteurs utilisés dans les systèmes embarqués, en développant une approche pratique appliquée à une cible microcontrôleur MBED. Le module s'attachera à développer les principes physiques et la mise en œuvre pour les capteurs :

• mesure de distance par ultrason,

• mesure de position par GPS,

• mesure tension/courant. Le module aborde également l'étude de capteurs de vitesse et de position associés à une motorisation MCC, avec la mise en œuvre de hacheurs (utilisation de composants dédiés). Le module s'appuiera sur les connaissances acquises en module Réseaux sur les bus I2C et RS232 ainsi que sur l'utilisation des entrées analogiques.

• Interfaçage – programmation événementielle (30h) Ce module a pour objectif de faire une étude de cas de développement d’une interface homme-machine (IHM) pour un système embarqué. › gestion d’E/S hardware/software sur un système embarqué › réalisation d’une IHM en utilisant l’écran tactile d’un système embarqué › reproduction de l’IHM sur un système distant (PC ou smartphone ou tablette) avec une liaison sans fil

• Systèmes temps réels (30h) Ce module présente les problématiques liées à l'utilisation d'un OS temps réel pour la programmation de cibles embarquées. L'objectif est de fournir les principaux outils que l'on retrouve classiquement pour ce type de programmation. › notion de tâches, ordonnanceur, partage de temps, › notion de priorités et de quotas de temps, › synchronisation entre tâches et synchronisations physiques, notion d'Event, de sémaphore, › problématique des sections critiques, › héritage de priorité

• Réseaux – Programmation client/serveur (30h) Ce module, après une présentation théorique des réseaux (topologies, vitesse de propagation, bruit, réflexions dans les lignes) et des éléments sur les techniques de transmissions (liaison différentielle, codage bipolaires, détection d'erreur), étudie les principales liaisons que l'on retrouve dans l'utilisation des systèmes embarqués filaires et non-filaires. Une partie du module détaille les particularités de la programmation de clients/serveurs. › liaisons série USART, I2C/SPI, le réseau Ethernet, couches IP et échanges TCP/UDP, bus CAN, › protocoles Bluetooth, Wifi et Zigbee, IoT › programmation client/serveurs Lors des travaux pratiques, les apprentis mettent en œuvre les échanges sur des différentes liaisons série, I2C, Ethernet, bus CAN.

• Labview RealTime (30h) Ce module présente les problématiques et particularités liées à la programmation graphique sous Labview RT, en s'appuyant sur une cible matérielle CompactRIO de National Instrument. Il développe en particulier : › introduction à LabviewRT, notion d'interface et d'instrument virtuel, › développements d'algorithmie, › interfaçage et communication, › programmation multithread

Diplôme de DUT GEII, DUT MP, BTS SNIR, BTS SNEC, L2 scientifique

Cette UE correspond à la partie entreprise sur le second semestre de la formation. Elle est évaluée par la soutenance finale, un rapport d'activités, ainsi que le second bilan en entreprise, réalisé avec le maître d'apprentissage.

• Développer un projet à partir d'un cahier des charges ou d'une analyse fonctionnelle au sein d'un bureau d'études • S'insérer dans une équipe, respecter les codes et méthodes de l'entreprise. • Maitriser les concepts de la gestion d'un projet technique : définition et suivi d'un planning, méthodes de gestion, respect du budget • Rédiger ou mettre à jour une documentation technique • Connaitre les matériels et logiciels "métier", être capable de s'adapter à une évolution ou un changement de ceux-ci

Cette UE correspond à la partie entreprise sur le second semestre de la formation. Elle est évaluée par la soutenance finale, un rapport d'activités, ainsi que le second bilan en entreprise, réalisé avec le maître d'apprentissage.

Diplôme de DUT GEII, DUT MP, BTS SNIR, BTS SNEC, L2 scientifique

Cette UE correspond à la partie entreprise située sur le premier semestre de l'année, jusqu'à la soutenance intermédiaire. Un premier bilan est effectué avec le maître d'apprentissage.

• Développer un projet à partir d'un cahier des charges ou d'une analyse fonctionnelle au sein d'un bureau d'études • S'insérer dans une équipe, respecter les codes et méthodes de l'entreprise. • Maitriser les concepts de la gestion d'un projet technique : définition et suivi d'un planning, méthodes de gestion, respect du budget • Rédiger ou mettre à jour une documentation technique • Connaitre les matériels et logiciels "métier", être capable de s'adapter à une évolution ou un changement de ceux-ci

L'UE correspond à la partie en entreprise sur le premier semestre de la formation. Elle est validée par une soutenance intérmédiaire, et un premier bilan des activités entreprise, effectué avec le maître d'apprentissage.

Diplôme de DUT GEII, DUT MP, BTS SNIR, BTS SNEC, L2 scientifique

Cette UE rassemble les mini-projets associés au différents modules de coeurs de métier, ainsi qu'un projet de fin d'année permettant la mise en pratique des compétences acquises pendant l'année de formation.

• Maitriser la conception et la réalisation de carte électronique • Mise en œuvre de systèmes embarqués sur les aspects hardware et software • Proposer et mettre en œuvre des tests de conformité aux exigences techniques d'un système, et mettre en œuvre des solutions de maintenance • Concevoir une interface de supervision cohérente avec les besoins d'un client • Développer une interface de supervision d'un système sur PC ou cible mobile • Développer un projet à partir d'un cahier des charges ou d'une analyse fonctionnelle au sein d'un bureau d'études • S'insérer dans une équipe, respecter les codes et méthodes de l'entreprise. • Maitriser les concepts de la gestion d'un projet technique : définition et suivi d'un planning, méthodes de gestion, respect du budget • Rédiger ou mettre à jour une documentation technique

Cette UE rassemble les mini-projets associés au différents modules de coeurs de métier, ainsi qu'un projet de fin d'année d'environ 90h permettant la mise en pratique des compétences acquises pendant l'année de formation. La gestion du projet s'appuie sur les notions vues en module de méthodologie, avec des problématiques proches de celles retrouvées en entreprise.

Diplôme de DUT GEII, DUT MP, BTS SNIR, BTS SNEC, L2 scientifique

Cette UE de disciplines transverses est axée sur la formation humaine et professionnelle. Elle comprends des modules l'anglais (60h), communication (40h), analyse et gestion de projet (30h) et économie d'entreprise (20h).

Anglais : L'apprentissage de l'anglais s'articule autour de › révisions de grammaire sur les difficultés habituelles de la langue, › la compréhension de la langue orale (clips, films et séries TV, chansons en anglais), › la pratique de la langue orale (jeux de rôles, conversations téléphoniques, exposés oraux) › l'anglais technique (vocabulaire et structures fréquemment rencontrées) › le passage de la certification TOEIC (Préparation pour le test officiel de compréhension orale et écrite. Logiciel d’entraînement dans le laboratoire multimédia)

Communication : Le module de culture et communication est séparé à parts égales entre l'apprentissage de la communication professionnelle et la culture économique : › préparation de la présentation économique de l'entreprise (soutenance d'avril), › préparation du rapport et de la soutenance d'activité (rendu en septembre), › compréhension des enjeux géopolitiques et économiques à travers leur traitement par les médias.

Analyse et gestion de projet : Le module est constitué d'interventions de professionnels sur la conduite de projet, de l'apprentissage d'un outil de gestion de projet et sa mise en œuvre pour la gestion du projet de fin d'année. Une introduction aux fonctionnalités avancées du logiciel Excel est également incluse dans ce module.

Economie d'entreprise : Le module économie d'entreprise permet aux apprentis : › d’identifier les différents types d’entreprise (taille, secteur d’activité, forme juridique, structure organisationnelle), › de repérer le rôle des parties prenantes internes (dirigeants, salariés et instances représentatives du personnel) et externes (clients, fournisseurs, concurrents, état, syndicats, société civile, lobbies), › d’expliquer le mécanisme de la création de valeur et du partage de la valeur ajoutée, › de s’approprier les principaux droits et obligations du salarié et le rôle du chargé d’affaires, › d’évaluer le coût du travail et le coût d’une prestation de service, › d’analyser la démarche stratégique d’une entreprise › de découvrir les fondamentaux du marketing BtoB.

• Développer un projet à partir d'un cahier des charges ou d'une analyse fonctionnelle au sein d'un bureau d'études • S'insérer dans une équipe, respecter les codes et méthodes de l'entreprise. • Maitriser les concepts de la gestion d'un projet technique : définition et suivi d'un planning, méthodes de gestion, respect du budget • Rédiger ou mettre à jour une documentation technique • Connaitre les matériels et logiciels "métier", être capable de s'adapter à une évolution ou un changement de ceux-ci

Cette UE de disciplines transverses est axée sur la formation humaine et professionnelle. Elle comprends des modules l'anglais (60h), communication (40h), analyse et gestion de projet (30h) et économie d'entreprise (20h).

Anglais : L'apprentissage de l'anglais s'articule autour de › révisions de grammaire sur les difficultés habituelles de la langue, › la compréhension de la langue orale (clips, films et séries TV, chansons en anglais), › la pratique de la langue orale (jeux de rôles, conversations téléphoniques, exposés oraux) › l'anglais technique (vocabulaire et structures fréquemment rencontrées) › le passage de la certification TOEIC (Préparation pour le test officiel de compréhension orale et écrite. Logiciel d’entraînement dans le laboratoire multimédia)

Communication : Le module de culture et communication est séparé à parts égales entre l'apprentissage de la communication professionnelle et la culture économique : › préparation de la présentation économique de l'entreprise (soutenance d'avril), › préparation du rapport et de la soutenance d'activité (rendu en septembre), › compréhension des enjeux géopolitiques et économiques à travers leur traitement par les médias.

Analyse et gestion de projet : Le module est constitué d'interventions de professionnels sur la conduite de projet, de l'apprentissage d'un outil de gestion de projet et sa mise en œuvre pour la gestion du projet de fin d'année. Une introduction aux fonctionnalités avancées du logiciel Excel est également incluse dans ce module.

Economie d'entreprise : Le module économie d'entreprise permet aux apprentis : › d’identifier les différents types d’entreprise (taille, secteur d’activité, forme juridique, structure organisationnelle), › de repérer le rôle des parties prenantes internes (dirigeants, salariés et instances représentatives du personnel) et externes (clients, fournisseurs, concurrents, état, syndicats, société civile, lobbies), › d’expliquer le mécanisme de la création de valeur et du partage de la valeur ajoutée, › de s’approprier les principaux droits et obligations du salarié et le rôle du chargé d’affaires, › d’évaluer le coût du travail et le coût d’une prestation de service, › d’analyser la démarche stratégique d’une entreprise › de découvrir les fondamentaux du marketing BtoB

Diplôme de DUT GEII, DUT MP, BTS SNIR, BTS SNEC, L2 scientifique

L'UE bases métiers rassemble les modules permettant une harmonisation des connaissances et compétences des apprentis. Les modules d'enseignement sont :

• Programmation C (30h) Les apprentis intégrant la formation ont suivi des parcours différents, et il est donc nécessaire de commencer la formation par un module revenant sur les grands principes de la programmation C. La séquence pédagogique s'appuyant sur l'utilisation de QT Creator est la suivante : 4 premières séances : briques de base de la programmation › variables, conditions... › boucles, tableaux › notions de pointeurs, › chaînes de caractères, fonctions Les enseignements se font sous forme de Cours/TP, par étudiant, en prenant comme contexte un système IoT (acquisition de données/transmission/stockage et présentation des données) 3 dernières séances : Mini projet de synthèse/approfondissement par groupe de 3 étudiants en parallèle avec le module Informatique Embarquée. Le projet nécessite 3 traitements logiciels distincts à intégrer dans un système “IoT” (base RPi), sous forme de fonctions (voire de classes suivant le niveau des étudiants), avec IHM graphique sous QT.

• Programmation objet Java (30h) L'objectif de ce module qui fait suite au module de programmation C est de donner aux apprentis les bases de la programmation Java, en particulier la notion d'objets, qui seront ne´cessaire pour les de´veloppement d'application destine´es aux smartphones et tablettes (Android). La se´quence pe´dagogique est la suivante : › De´couverte des caracte´ristiques de syntaxe et de types de données du langage Java: similitudes et différences par rapport au langage C › Découverte des concepts clés de la Programmation oriente´e objet: classe vs objet, attributs, méthodes, héritage, surcharge de méthodes, attributs et méthodes statiques › Découverte d’une méthode élémentaire de conception orientée objet d’une application

• Électronique Numérique (18h) L'objectif de ce module est de bien maîtriser les bases de l'électronique numérique : › numération, codage des nombres entiers et flottants, › équations combinatoires, › systèmes séquentiels, › les grandes fonctions de l'électronique numériques (compteurs, timers,...) Les travaux pratiques ont pour support des systèmes programmables.

• Traitement numérique du signal (26h) Ce module a pour objectif de donner les connaissances nécessaires pour l'étude de l'ensemble d'une chaîne de traitement numériques et du matériel correspondant, de l'acquisition du signal analogique, le traitement numérique, et la restitution du signal. Une introduction au traitement d'images y est aussi proposé. › chaîne d'acquisition numérique/limitations/précautions nécessaires, › synthèse de filtres numériques simples, › implémenter sur cible microcontrôleur

• Informatique embarquée (30h) Ce module permet l'apprentissage pas à pas de la programmation C sur microcontrôleur. La séquence pédagogiques s'appuie sur les thèmes suivants (sur 4 séances): › introduction à l'architecture d'un microcontrôleur › entrées/sorties tout ou rien, › entrées/sorties numériques, › études des périphériques Timer et PWM, › notion d'interruptions logicielles et matérielles 3 dernières séances : Mini projet de synthèse/approfondissement par groupe de 3 étudiants en parallèle avec le module C. Cette partie concerne la mise en place de la partie matérielle du système “IoT” (base RPi avec initiation commandes Linux) du module C.

• Proposer et mettre en œuvre des tests de conformité aux exigences techniques d'un système, et mettre en œuvre des solutions de maintenance • Maitriser le développement de code, son débogage et son implémentation sur cible microcontrôleur

Programmation C (30h) Les apprentis intégrant la formation ont suivi des parcours différents, et il est donc nécessaire de commencer la formation par un module revenant sur les grands principes de la programmation C. La séquence pédagogique s'appuyant sur l'utilisation de QT Creator est la suivante : 4 premières séances : briques de base de la programmation › variables, conditions... › boucles, tableaux › notions de pointeurs, › chaînes de caractères, fonctions Les enseignements se font sous forme de Cours/TP, par étudiant, en prenant comme contexte un système IoT (acquisition de données/transmission/stockage et présentation des données) 3 dernières séances : Mini projet de synthèse/approfondissement par groupe de 3 étudiants en parallèle avec le module Informatique Embarquée. Le projet nécessite 3 traitements logiciels distincts à intégrer dans un système “IoT” (base RPi), sous forme de fonctions (voire de classes suivant le niveau des étudiants), avec IHM graphique sous QT.

• Programmation objet Java (30h) L'objectif de ce module qui fait suite au module de programmation C est de donner aux apprentis les bases de la programmation Java, en particulier la notion d'objets, qui seront ne´cessaire pour les de´veloppement d'application destine´es aux smartphones et tablettes (Android). La se´quence pe´dagogique est la suivante : › De´couverte des caracte´ristiques de syntaxe et de types de données du langage Java: similitudes et différences par rapport au langage C › Découverte des concepts clés de la Programmation oriente´e objet: classe vs objet, attributs, méthodes, héritage, surcharge de méthodes, attributs et méthodes statiques › Découverte d’une méthode élémentaire de conception orientée objet d’une application

• Électronique Numérique (18h) L'objectif de ce module est de bien maîtriser les bases de l'électronique numérique : › numération, codage des nombres entiers et flottants, › équations combinatoires, › systèmes séquentiels, › les grandes fonctions de l'électronique numériques (compteurs, timers,...) Les travaux pratiques ont pour support des systèmes programmables.

• Traitement numérique du signal (26h) Ce module a pour objectif de donner les connaissances nécessaires pour l'étude de l'ensemble d'une chaîne de traitement numériques et du matériel correspondant, de l'acquisition du signal analogique, le traitement numérique, et la restitution du signal. Une introduction au traitement d'images y est aussi proposé. › chaîne d'acquisition numérique/limitations/précautions nécessaires, › synthèse de filtres numériques simples, › implémenter sur cible microcontrôleur

• Informatique embarquée (30h) Ce module permet l'apprentissage pas à pas de la programmation C sur microcontrôleur. La séquence pédagogiques s'appuie sur les thèmes suivants (sur 4 séances): › introduction à l'architecture d'un microcontrôleur › entrées/sorties tout ou rien, › entrées/sorties numériques, › études des périphériques Timer et PWM, › notion d'interruptions logicielles et matérielles 3 dernières séances : Mini projet de synthèse/approfondissement par groupe de 3 étudiants en parallèle avec le module C. Cette partie concerne la mise en place de la partie matérielle du système “IoT” (base RPi avec initiation commandes Linux) du module C.