Rapport Arduino 1 3 [PDF]

Zitiervorschau

République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur Et de la Recherche Scientifique Université de Tunis El Manar Institut Supérieur d’Informatique d’El Manar

RAPPORT DE MINI PROJET SYSTÈME MICROPROCESSEUR

CONCEPTION ET RÉALISATION D’UN ROBOT DE SURVEILLANCE D’ATMOSPHERE

Enseignant responsable :Chaabani

Ali

Elaboré par :

AyaMrah Linda lamouchi JawherKalel

1 Année universitaire 2019/2020

Table des matières Sommaire Table des figures....................................................................................................................................4 Introduction générale..............................................................................................................................5 Chapitre I :

Étude de projet................................................................................................................6

I-Introduction :.......................................................................................................................................7 II-Intérêt:................................................................................................................................................8 III-Fonctionnement :...............................................................................................................................8 VI-Utilité du projet:................................................................................................................................9 V-Conclusion:.........................................................................................................................................9 Chapitre II : Matériels et simulation.......................................................................................................9 I-Introduction...................................................................................................................................10 II-Les matériels utilisés:........................................................................................................................10 1-Définition de la carte Arduino UNO :..........................................................................................................11 2-Définition du câble de cavalier :.................................................................................................................11 3-Définition de PONT H-Double L298N:.........................................................................................................12 4-Définition de Châssis ROBOT 2WD:............................................................................................................12 5-Définition du capteur d’obstacle ultrason:................................................................................................13 6-Définition du capteur de fumer MQ5:........................................................................................................14 7-Définition de la pompe :..............................................................................................................................14

III-Partie simulation:.............................................................................................................................15 IV-Conclusion:......................................................................................................................................17 Chapitre III :Réalisation.......................................................................................................................18 I-Introduction:......................................................................................................................................18 II-Programmation et Code:...................................................................................................................19 1. Plateforme de programmation Arduino....................................................................................................19

1.1. Présentation..............................................................................................................................19 1.

Code source :.........................................................................................................................................20

III-Partie réalisation:.............................................................................................................................21 IV- Conclusion.......................................................................................................................................21 Conclusion...........................................................................................................................................22 Références Bibliographiques................................................................................................................23

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Liste des tableaux TABLEAU 1:LE TABLEAU D’ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL............................................5

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Liste des figures Table des figures Figure 1 : Carte ARDUINO UNO........................................................................................................................... 10 Figure 2 : Cable de cavalier....................................................................................................................................... 11 Figure 3 : PONT H-DouBLE L298N..................................................................................................................... 11 Figure 4 : Chassis ROBOT 2WD............................................................................................................................ 12 Figure 5 : CAPTEUR D’OBSTACLE ULTRASON....................................................................................... 12 Figure 6 : CAPTEUR DE FUMER MQ5............................................................................................................. 13 Figure 7 : Pompe............................................................................................................................................................ 14 Figure 8 : schema de simulation Fritzing............................................................................................................. 15 Figure 9 : schema de simulation ISSIS................................................................................................................. 16 Figure 10 : logo d’interface de développement Arduino...............................................................................18 Figure 11 : Interface de programmation Arduino........................................................................................... 19

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Introduction générale

L'évolution de la technologie et du mode de vie nous permet aujourd'hui de prévoir des espaces publics mieux adaptés. De même, la majorité des individus, et plus particulièrement les jeunes, passent beaucoup de leur temps dans les endroits publics, d’où l’influence considérable de l’odeur sur la qualité de vie. L’amélioration du sentiment de confort apparaît donc comme une tâche d’une grande importance sociale. Le regroupement

des technologies de l’électronique, de l'automatique, de

l’informatique et des télécommunications permettant d’améliorer le confort et le mode de vie. C’est dans ce cadre que se situe notre projet intitulé RFA(Robot Fresh Air) ». Ce projet a pour objectif de réaliser un robot détecteur d’obstacle et de détecter la fumée s’il existe et de couvrir l’odeur de la fumée par un parfum. Pour ce faire, nous allons diviser notre mémoire en trois parties : le premier chapitre est dédié à la description du projet : l’environnement de travail, l’intérêt, le fonctionnement et l’utilité du projet. Le deuxième chapitre entamera la présentation de matériels et la partie simulation. Dans le troisième chapitre nous détaillerons les phases de la mise en place de notre système robot, sa construction

et le code source

implémenté sur les cartes Arduino. Nous finirons ce rapport par une conclusion générale récapitulative.

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Chapitre I :

Étude de projet

I-Introduction : Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un mini projet système microprocesseurproposé par notre enseignant dans le but d’implémenter un robot à base d’Arduino. 6 Année universitaire 2019/2020

Notre projet RFA(Robot Fresh Air) consiste à créer la gestion d’un robot qui est constituée  de deux roues motrices et d’une batterie. Il possède donc sa propre autonomie. En effet, le concept de ce projet est de réaliser un robot qui doit être capable d’éviter tous les obstacles, de détecter la fumée s’il existe et de couvrir l’odeur de la fumée.

1. Environnement de travail : Dans cette partie, nous allons décrire notre environnement de travail.

Langage utilisé

Langage Arduino 

Simulation

ISIS Fritzing  

Fabricant : HP.



Processeur :

Processeur

Intel®

Core™ i7 de 8e génération.

Caractéristiques de la machine utilisée



Mémoire installée (RAM) : 8 Go.



Type

de

système

:

Système

d’exploitation 64 bits. 

Système d’exploitation : Windows 10.

TABLEAU 1:LE TABLEAU D’ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL

II-Intérêt:

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Le problème de présence de mauvais air se rencontrent dans différents emplacements(les logements, hôpitaux, bureaux ou tous lieux accueillant du public), dès lors qu’il est nécessaire d’assurer un environnement favorable pour les individus. C’est pour cela nous avons implémenté et créer un robot qui lit les données les données reçues par les capteurs (d’obstacle, de fumée) et agit en donnant un signal à la pompe.

III-Fonctionnement : Après avoir réussi à trouver l’intérêt de notre projet, nous avons opté à combiner tous les fonctionnalités pour réussir à créer en une seule solution. Parmi ces fonctionnalités :  Détecter la fumée (telle que tabac)  Éviter les obstacles avec le changement de direction  Parfumer l’air par la pompe

VI-Utilité du projet: Nous pouvons utiliser le projet dans plusieurs emplacements tel que :  Utilisation dans des endroits publics (facultés, café)  Utilisation dans les sociétés  Utilisation dans les établissements étatiques

V-Conclusion: Au cours de ce chapitre nous avons réalisé la planification et la structuration de notre projet; Nous avons commencé par identification de l’intérêt, fonctionnement et l’utilité du projet.

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Chapitre II : Matériels et simulation

I-Introduction La première partie est la présentation de matériels dans laquelle nous détailleronsles matérielsquand va utiliser pour la réalisation du matériel. Dans la deuxième partie nous allons présenter la simulation de notre projet.

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II-Les matériels utilisés : Pour la réalisation de ce robot nous besoins de plusieurs matériels tel que :

Carte ArduinoUno 65139 AT Mega328

FIGURE 1 : CARTE ARDUINO UNO

1-Définition de la carte Arduino UNO :

Une carte Arduino communique avec son environnement par l’intermédiaire de ses broches d’entrées/sorties. Sur ces broches, des capteurs, dispositifs permettant de transformer une information de l’environnement en signal électrique et des actionneurs, dispositifs permettant de transformer un signal électrique en action mécanique ou lumineuse, vont être connectés. Par conséquent le nombre de broches disponible est un critère de choix important car il détermine le nombre de capteurs et d’actionneurs que l’on va pouvoir connecter.[N1]

Câble de cavalier

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FIGURE 2 : CABLE DE CAVALIER 2-Définition du câble de cavalier :

Composant Arduino pour Câble de cavalier à une broche à Femelle Dupont Wire 1. Nombre de broches: 3 2. Pas de la goupille: 2.54mm 3. Type: femelle à femelle 4. Convient pour divers types de projets de bricolage 5. Adopte l'alliage et la matière plastique de haute qualité, très durable.[N2] PONT H – Double L298N

FIGURE 3 : PONT H-DOUBLE L298N 3-Définition de PONT H-Double L298N:

Ce circuit offre un bon moyen de piloter jusqu’à deux moteurs à courant continu, ou bien un moteur pas à pas, voire même un moteur brushless.  Il peut délivrer jusqu’à 2A en pointe et 20W en continu.  Il possède son propre circuit d’alimentation logique (permettant d’alimenter l’Arduino). [N3] Châssis Robot 2WD 11 Année universitaire 2019/2020

FIGURE 4 : CHASSIS ROBOT 2WD 4-Définition de Châssis ROBOT 2WD:



Voiture compacte avec film côté plancher pour protection contre les rayures



Acrylique importé découpé par lasers de haute précision



Doté d'un double disque encodeur rotatif qui peut être utilisé pour la vitesse



Peut disposer de plusieurs couches. [N4]

Capteur d’obstacle Ultrason

FIGURE 5 : CAPTEUR D’OBSTACLE ULTRASON

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5-Définition du capteur d’obstacle ultrason:

Un capteur à ultrasons émet à intervalles réguliers de courtes impulsions sonores à haute fréquence. Ces impulsions se propagent dans l’air à la vitesse du son. Lorsqu’elles rencontrent un objet, elles se réfléchissent et reviennent sous forme d’écho au capteur. Celui-ci calcule alors la distance le séparant de la cible sur la base du temps écoulé entre l’émission du signal et la réception de l’écho.[N5] Capteur de fumer MQ5

FIGURE 6 : CAPTEUR DE FUMER MQ5 6-Définition du capteur de fumer MQ5:

La sensibilité du capteur de gaz MQ5  est réglable par potentiomètre. Ce module se raccorde sur une entrée analogique d'une carte compatible Arduino ou directement sur le shield d'expansion E/S via le cordon inclus. Alimentation: 5 Vcc Sortie analogique Temps de réponse rapide Haute sensibilité pour le LPG, le gaz naturel et le gaz de ville Faible sensibilité pour l'alcool et la fumée Longue durée de vie et bonne stabilité [N6]

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Pompe

FIGURE 7 : POMPE 7-Définition de la pompe :

Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide. Dans notre cas nous allons utiliser une pompe qui permet de remplir le réservoir avec de parfum lorsque le niveau de parfum est faible. La pompe est mise en marche lorsque le niveau parfum est atteint de niveau bas (B). Elle s’arrête lorsque le niveau parfum arrive au niveau haut (H).

III-Partie simulation: Nous avons réalisé la simulation électronique de notre projet en utilisant le logiciel Isis qui permet de réaliser des schémas électroniques complets. Le principal intérêt étant de simuler leur fonctionnement directement depuis l’ordinateur. Ce schéma illustre notre simulation réalisé :

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Simulation Fritzing :

FIGURE 8 : SCHEMA DE SIMULATION FRITZING

Simulation ISIS: 15 Année universitaire 2019/2020

Moteur De la Pompe

FIGURE 9 : SCHEMA DE SIMULATION ISSIS

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IV-Conclusion : Au cours ce chapitre nous avons traité la partie matérielle utilisés pour donner un livrable fonctionnel et la simulation de notre projet. Le chapitre suivant inclura la réalisation du projet.

Chapitre III :Réalisation

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I-Introduction: Dans le chapitre précédent nous avons vue le deuxième chapitre «Matériels et simulation» Dans ce chapitre nous allons présenter l’implémentation et a réalisation de notre de notre projet.

II-Programmation et Code: 1. Plateforme de programmation Arduino

1.1. Présentation

FIGURE 10 : LOGO D’INTERFACE DE DÉVELOPPEMENT ARDUINO

Pour créer les différents programmes, nous avons téléchargé et installé le logiciel Arduino. 18 Année universitaire 2019/2020

L’espace de développement Arduino a pour fonctions principales :  De pouvoir écrire et compiler des programmes pour la carte Arduino.  De se connecter avec la carte Arduino pour y transférer les programmes.  De communiquer avec la carte Arduino

Figure 11 : Interface de programmation Arduino Cet espace de développement intégré (EDI) dédié au langage Arduino et à la programmation des cartes Arduino comporte :

 Une barre de menus comme pour tout logiciel une interface graphique (GUI),  une barre de boutons qui donnent un accès direct aux fonctions essentielles du logiciel et fait toute sa simplicité d'utilisation,

 un éditeur (à coloration syntaxique) pour écrire le code de vos programmes, avec onglets de navigation.

 une zone de messages qui affiche indique l'état des actions en cours,  Une console texte qui affiche les messages concernant le résultat de la compilation du programme

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1. Code source :

Voici le code de sous-programme permettant de générer les signaux, où de son pour vérifier le bon fonctionnement du projet.

III-Partie réalisation : Après notre réussite d’effectuer la simulation du projet sur Isis, nous allons passer à la réalisation du projet Arduino. Les schémas si dessous représentent notre robot :

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21 Année universitaire 2019/2020

22 Année universitaire 2019/2020

IV- Conclusion Au niveau de ce chapitre trois qui est la clôture de notre rapport nous avons décrit le programme utilisé pour la programmation ainsi le code source commenté et finalement la partie réalisation.

Conclusion

L’électronique, les technologies informatiques et la robotique ont connu un large développement et font aujourd’hui partie de tous les systèmes intelligents, les systèmes d’informations étant des systèmes intelligents sont basés essentiellement sur ces outils. 23 Année universitaire 2019/2020

Dans ce cadre, La réalisation de notre robot a donc passé par deux phases principales : La première a consisté à réaliser la simulation du robot Arduino, par la suite, la programmation et l’intégration matérielle. Durant le processus de réalisation du robot, on a rencontré pas mal d'obstacles, voir l'indisponibilité de quelques composantes mais à l'issu de ce projet, nous avons pu comprendre l'importance des études théoriques qui doivent être faites avant toute entamassions du côté pratique, ainsi que la nécessité du travail en groupe et l'esprit d'équipe.

Références Bibliographiques [N1] https://www.locoduino.org/spip.php?article8 [Accès le 27/03/2020] [N2] https://www.rueducommerce.fr/produit/wewoo-composants-arduino-pour-cablecavalier-a-5-broches-5-pcs-femelle-dupont-wire-34096338[Accès le 27/03/2020] 24 Année universitaire 2019/2020

[N3] https://arduino.blaisepascal.fr/pont-en-h-l298n/[Accès le 27/03/2020] [N4] https://www.robotshop.com/eu/fr/chassis-robotique-2wd-pour-debutant.html[Accès le 27/03/2020] [N5] https://www.microsonic.de/fr/support/capteurs-%C3%A0-ultrasons/principe.htm[Accès le 27/03/2020] [N6] https://www.miniinthebox.com/fr/arduino [Accès le 27/03/2020]

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