Energy Model for the Design of Ultra-Low Power Nodes for Wireless Sensor Networks

AbstractThis article describes the modeling of a microsensor node for wireless sensor network applications. Considering the heterogeneous aspect of a sensor node, the developed model allows comparing different node configurations in order to make the best choice of components according to the specifications of the application. Therefore, our model allows identifying the need to design specific element or to use Components Of the Shelf

Contribution à l'intégration de centrales inertielles : outils d'aide à la conception et à l'optimisation

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réalisation d’un microsystème intégrant une centrale inertielle permettant la détection de mouvements. Le microsystème étudié est composé d’un accéléromètre capacitif associé à son électronique de traitement. L’accéléromètre capacitif a conduit à l’élaboration d’un outil logiciel afin de le pré-dimensionner. Ce pré-dimensionnement a été effectué en fonction des spécifications de l’application et de la technologie de fabrication. Cet outil intègre des modèles fluidiques et électrostatiques en vue de calculer des paramètres du modèle de l’accéléromètre pour une simulation système. L’électronique de traitement de l’accéléromètre capacitif a été conçue autour d’un convertisseur ”Sigma-Delta”. L’architecture ”Sigma-Delta” a nécessité des modifications pour pouvoir être adaptée au capteur. Nous avons alors développé, sous ”Matlab-Simulink”, une bibliothèque de composants permettant d’ajuster le fonctionnement du convertisseur. Une fois l’architecture optimisée et les caractéristiques des composants connues, la conception de l’architecture ”Sigma-Delta” est ainsi réalisable sous le logiciel CADENCE.The aim of this thesis is the realisation of microsystem for movements detection. This microsystem is composed of capacitive accelerometers and of their electronics. The conception of capacitive accelerometers has induced developement of a software for the first dimensionnement of sensors. This software computes parameters of capacitive accelerometers thanks to electrostatic models, flow models, specifications of application and fabrication process. The electronics of capacitive accelerometer is a ”Sigma-Delta” convertor. The adaptation of convertor leads to developement of components libraries for ”Matlab-Simulink”. The simulation systems allows to fit parametres convertor for the application. After that,the conception of convertor under CADENCE software is then possible

Contribution à l'intégration de centrales inertielles : outils d'aide à la conception et à l'optimisation

The aim of this thesis is the realisation of microsystem for movements detection. This microsystem is composed of capacitive accelerometers and of their electronics. The conception of capacitive accelerometers has induced developement of a software for the first dimensionnement of sensors. This software computes parameters of capacitive accelerometers thanks to electrostatic models, flow models, specifications of application and fabrication process. The electronics of capacitive accelerometer is a ”Sigma-Delta” convertor. The adaptation of convertor leads to developement of components libraries for ”Matlab-Simulink”. The simulation systems allows to fit parametres convertor for the application. After that,the conception of convertor under CADENCE software is then possible.Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réalisation d’un microsystème intégrant une centrale inertielle permettant la détection de mouvements. Le microsystème étudié est composé d’un accéléromètre capacitif associé à son électronique de traitement. L’accéléromètre capacitif a conduit à l’élaboration d’un outil logiciel afin de le pré-dimensionner. Ce pré-dimensionnement a été effectué en fonction des spécifications de l’application et de la technologie de fabrication. Cet outil intègre des modèles fluidiques et électrostatiques en vue de calculer des paramètres du modèle de l’accéléromètre pour une simulation système. L’électronique de traitement de l’accéléromètre capacitif a été conçue autour d’un convertisseur ”Sigma-Delta”. L’architecture ”Sigma-Delta” a nécessité des modifications pour pouvoir être adaptée au capteur. Nous avons alors développé, sous ”Matlab-Simulink”, une bibliothèque de composants permettant d’ajuster le fonctionnement du convertisseur. Une fois l’architecture optimisée et les caractéristiques des composants connues, la conception de l’architecture ”Sigma-Delta” est ainsi réalisable sous le logiciel CADENCE

Contribution à l'intégration de centrales inertielles (outils d'aide à la conception et à l'optimisation)

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la réalisation d un microsystème intégrant une centrale inertielle permettant la détection de mouvements. Le microsystème étudié est composé d un accéléromètre capacitif associé à son électronique de traitement. L accéléromètre capacitif a conduit à l élaboration d un outil logiciel afin de le pré-dimensionner. Ce pré-dimensionnement a été effectué en fonction des spécifications de l application et de la technologie de fabrication. Cet outil intègre des modèles fluidiques et électrostatiques en vue de calculer des paramètres du modèle de l accéléromètre pour une simulation système. L électronique de traitement de l accéléromètre capacitif a été conçue autour d un convertisseur Sigma-Delta . L architecture Sigma-Delta a nécessité des modifications pour pouvoir être adaptée au capteur. Nous avons alors développé, sous Matlab-Simulink , une bibliothèque de composants permettant d ajuster le fonctionnement du convertisseur. Une fois l architecture optimisée et les caractéristiques des composants connues, la conception de l architecture Sigma-Delta est ainsi réalisable sous le logiciel CADENCE.The aim of this thesis is the realisation of microsystem for movements detection. This microsystem is composed of capacitive accelerometers and of their electronics. The conception of capacitive accelerometers has induced developement of a software for the first dimensionnement of sensors. This software computes parameters of capacitive accelerometers thanks to electrostatic models, flow models, specifications of application and fabrication process. The electronics of capacitive accelerometer is a Sigma-Delta convertor. The adaptation of convertor leads to developement of components libraries for Matlab-Simulink . The simulation systems allows to fit parametres convertor for the application. After that,the conception of convertor under CADENCE software is then possible.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Multidisciplinary design process based on virtual prototyping for microsystem design

Microsystem design involves the mixing of two main disciplines: mechanical engineering and electronics. Multidisciplinary design approach is not easy to implement and becomes more difficult when the challenge consists in simultaneously handling new knowledge that characterizes the field of microsystem industry. We present herewith a new multidisciplinary engineering approach used to lead the detailed design of micro-accelerometers based on virtual tools. Virtual prototyping that is usually implemented in one sole domain of competence is developed to be manipulated by either experts from electronics or mechanics. This new tool improves collaboration and the rapid identification of highly satisfying solutions. The virtual tool allows exploration of micromechanical devices and system design issues and objectives. It uses interactions with the designer in order to achieve solutions integrating the physics rules of the design and the experience of the designer