Architectures système
Cette page décrit les principales architectures d'intégration pour les produits FG Sensors. Chaque architecture est adaptée à un cas d'utilisation différent — utilisez les résumés et les notes "quand utiliser" pour identifier la bonne approche pour votre application.
Architecture 1 — FG-3+ / FG-4 vers microcontrôleur
Un seul FG-3+ ou FG-4 se connecte directement à un microcontrôleur avec capacité de comptage de fréquence/période. Le MCU calcule la valeur du champ et la transmet au logiciel hôte via USB série.
flowchart LR
A([FG-3+ / FG-4\nSensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[MCU\nArduino / ESP32\nTimer input capture]
B -->|USB Serial\nor UART| C[Host Software\nSerial terminal\nPython / MATLAB]
C --> D[(Storage\nor Display)]
Chaîne de signal : Capteur → comptage de fréquence → valeur de champ dans le firmware → sortie série → logiciel hôte
Quand utiliser cette architecture :
- Systèmes de mesure embarqués personnalisés
- Acquisition de données mono-axe ou 3 axes à faible coût
- Projets où vous avez besoin d'un contrôle direct sur la fréquence d'échantillonnage et le traitement
- Intégration avec des plateformes MCU existantes (drones, ROVs, robotique)
Pour les mesures 3 axes, utilisez trois capteurs FG-3+ montés orthogonalement, ou un seul FG-4. Chaque axe nécessite un canal timer/compteur sur le MCU.
Architecture 2 — Capteur avec carte de conversion vers ADC / DAQ
La carte de conversion convertit la sortie de fréquence du FG-3+ en tension analogique, permettant la connexion directe à tout système d'acquisition de données analogique.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor]) -->|5V pulse\nfrequency output| B[Converter\nCircuit Board\nFrequency → Voltage]
B -->|Analog voltage\nproportional to field| C[ADC / DAQ / PLC\nor Oscilloscope]
C --> D[(Data Logger\nor Control System)]
Chaîne de signal : Capteur → conversion fréquence-tension → entrée analogique → ADC/DAQ → stockage ou contrôle
Quand utiliser cette architecture :
- Connexion à du matériel DAQ analogique existant (NI, Measurement Computing, etc.)
- Intégration avec des automates ayant des modules d'entrée analogique
- Surveillance de champ basée sur oscilloscope
- Systèmes où l'ajout d'un microcontrôleur n'est pas pratique
- Applications disposant déjà de chaînes de signal analogique
La carte de conversion élimine le besoin de comptage de fréquence dans le système en aval. La contrepartie est une étape matérielle supplémentaire et une réduction potentielle de la plage dynamique par rapport à la mesure numérique directe.
Architecture 3 — Intégration directe UART ou analogique du FG-3C
Le FG-3C fournit une sortie entièrement numérique ou prête pour l'analogique, ce qui en fait le chemin d'intégration le plus simple pour les mesures mono-axe.
flowchart LR
A([FG-3C Sensor]) -->|UART 115200 baud\nASCII nT values| B[MCU RX pin\nor USB-UART bridge]
A -->|Analog voltage\nor PWM| C[ADC input\nor DAQ channel]
B --> D[Host Software\nor PC serial terminal]
C --> D
Chaîne de signal (UART) : Pin 4 TX FG-3C → RX MCU → analyse de chaîne → valeur de champ en nT
Chaîne de signal (analogique) : Sortie analogique FG-3C → ADC → valeur de champ via calibration
Quand utiliser cette architecture :
- Mesure mono-axe avec matériel minimal
- Prototypage rapide — aucun firmware de comptage de fréquence requis
- Applications où un MCU ou PC avec capacité UART est disponible
- Installations à faible nombre de composants
Le mode UART fournit une sortie numérique calibrée directement en nT — le chemin le plus simple vers une mesure calibrée sans écrire de firmware de traitement de signal.
Architecture 4 — Capteurs vers FGA Logger (Journalisation autonome)
Le FGA Logger gère en interne toute la lecture des capteurs, l'horodatage GPS et la journalisation des données. Aucun MCU externe ni ordinateur hôte n'est requis pendant le relevé.
flowchart LR
A([Bartington Sensors\nB1 - 3 axes\nB2 - 3 axes]) -->|Frequency\npulse inputs| B[FGA Logger\nESP32 + GPS + SD]
B -->|USB-C serial\nor DB9 UART| C[PC / Host System\nReal-time stream]
B -->|FAT32 CSV\nmicroSD card| D[(SD Card\nCSV files)]
D --> E[PolarWave DATA\nor QGIS\nor Python]
C --> E
Chaîne de signal : Capteurs → FGA Logger → CSV carte SD ou USB série → logiciel d'analyse
Quand utiliser cette architecture :
- Relevés terrain nécessitant des données magnétiques géoréférencées GPS
- Relevés gradiomètre montés sur drone ou véhicule
- Journalisation autonome sans PC connecté
- Applications nécessitant des données multi-axes horodatées avec coordonnées GPS
- Intégration avec PolarWave DATA pour la cartographie d'anomalies
Il s'agit de l'architecture recommandée pour les applications de relevé terrain. Le FGA Logger gère toute la complexité matérielle — vous n'avez qu'à traiter les fichiers CSV résultants.
Architecture 5 — Gradiomètre DIY avec MAG-BOARD
Le MAG-BOARD gère deux assemblages de capteurs FG-3+ et fournit un affichage en temps réel et une sortie série, formant un gradiomètre portatif autonome.
flowchart LR
A([FG-3+ Sensor 1\nTop]) -->|Frequency| B[MAG-BOARD\nESP32 firmware]
C([FG-3+ Sensor 2\nBottom]) -->|Frequency| B
B --> D[LCD Display\nReal-time readout]
B -->|USB Serial| E[PC / Data Logger]
Chaîne de signal : Deux assemblages FG-3+ → MAG-BOARD → affichage LCD + sortie USB série
Quand utiliser cette architecture :
- Relevés gradiomètre portatifs ou montés sur perche
- Constructions DIY avec le Kit Gradiomètre Complet ou le Kit Magnétomètre 3 Axes Professionnel
- Applications nécessitant un retour visuel immédiat sur le terrain
- Configurations éducatives et de laboratoire
Comparaison des architectures
| Architecture | Axes | GPS | Autonome | Meilleur pour |
|---|---|---|---|---|
| FG-3+/FG-4 → MCU | 1–3 | Non | Non | Systèmes embarqués personnalisés |
| Capteur → Convertisseur → ADC | 1 | Non | Non | Intégration DAQ analogique / automate |
| FG-3C → UART/Analogique | 1 | Non | Non | Sortie numérique simple mono-axe |
| FGA Logger | Jusqu'à 6 (2×3) | Oui | Oui | Relevés terrain, journalisation GPS |
| Gradiomètre MAG-BOARD | 2×3 | Non | Semi | Gradiomètre DIY, usage terrain |