IMA4 2018/2019 P63

Présentation générale

Description

Ce projet consiste à modéliser la consommation d'un capteur de pollution.
Ce système sera composé d'un ATMEGA ainsi que d'un capteur de particules, un capteur de température/humidité, une carte SD et un système Bluetooth pour transmettre les données.

Objectifs

Dans un premier temps, nous allons travailler avec une carte Arduino afin de pouvoir facilement tester les différents capteur et commencer à étudier leur consommation en énergie. Nous allons ensuite réaliser un système embarqué composé d'un ATMEGA, des deux capteurs, d'un système de transmission de données bluetooth et d'un système stockage des données via une carte sd. Ainsi on aura un prototype composé uniquement des fonctionnalités nécessaire. Cela permettra de ne pas fausser nos mesures car l'Arduino comporte des ports et des fonctionnalités supplémentaires qui risqueraient de consommer plus que nécessaire. Depuis ce capteur il faudra alors faire l'étude de la consommation énergétique des différents composants, en particulier celle du capteur de particules qui est en théorie la plus élevée.
Enfin, on pourra tester quelles sont les meilleures manières d'utiliser les composants pour trouver leur consommation d'énergie minimale (capteur en route, en veille ou éteint quand on ne l'utilise pas). Cela sera fonction de variables telle que la période entre la prise de données notamment. On étudiera notamment les différentes manières de mettre en veille un capteur, la consommation au redémarrage, etc.
Le but final est donc d'établir un modèle, pouvant déterminer à l'avance l'autonomie du circuit. L'Idéal étant d'avoir un système consommant le moins d'énergie possible.

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

La pollution est un enjeu sanitaire majeur. En effet, les polluants atmosphériques sont à l'origine de nombreux décès en France et dans le monde (48000 victimes en France selon l'agence de santé publique).

Pour réduire et éviter les endroits où la pollution est la plus dense, il est très intéressant de pouvoir analyser la présence de ces particules fines.

Ces dernières années, de nombreux moyens ont été mis en oeuvre pour surveiller la pollution. On retrouve par exemple de nombreux objets connectés composés de capteurs capables de mesurer la qualité de l'air. Ces objets permettent notamment de sensibiliser la population.

ça se développe bcp car besoin de la société de réduire la pollution => capteurs sont là pour sensibiliser la pollution https://www.usinenouvelle.com/editorial/tous-capteurs.N473188 https://www.wedemain.fr/Ces-capteurs-qui-vous-revelent-le-niveau-de-la-pollution-dans-l-air-que-vous-respirez_a1447.html

Analyse du premier concurrent

Capteur Flow

Application Air Report

Flow est un objet de 12,5cm de haut et 4cm de large permettant d'analyser la pollution de l'air en temps réel. En appuyant sur un bouton, on peut relever la concentration des principaux polluants dans l'air.
Ce capteur est commercialisé par l'entreprise française Plume Labs, fondée en 2014 dans le but d'améliorer notre quotidien face à la pollution.

Le résultat s'affiche directement sur l'objet, par l'allumage de leds : une couleur sombre correspond à un taux de pollution élevé et une couleur claire un air sain. Les résultats peuvent également être transmis via bluetooth sur le téléphone afin d'être affichés sur l'application Air Report. Cette application est composée d'une carte permettant de géolocaliser le téléphone et ainsi représenter le taux de pollution de chaque endroit de la ville. Toutes les personnes utilisant Flow peuvent donc contribuer à améliorer cette carte. Ce capteur permet donc d'évaluer ses parcours dans la ville, et inciter les gens à passer par des endroits plus sains. Il est également utilisable dans la maison. L'application propose aussi des "bulletins météo" concernant la qualité de l'air des jours à venir et annoncer les pics de pollution.
Etant si petit, résistant (fait d'acier) et ne pesant que 70g, Flow est transportable partout. Le capteur se recharge facilement sur ordinateur ou secteur grâce à un câble USB-C vers USB, et est supposé avoir une autonomie de 24h.

Ce capteur est donc très avancé mais coûte tout de même 179euros.
Nous pouvons nous positionner par rapport à cet objet en espérant atteindre une fiabilité de nos mesures pour une autonomie supérieure à une journée, à moindre coût.

Analyse du second concurrent

Pollutrack est un système du mesure de pollution de l'air installé sur des véhicules électriques appartenants à Enedis. Il permet de mesurer la pollution près du trafic dans des grandes villes telles que Paris ou Lille. Plus de 300 capteurs mobiles Pollutrack sont utilisés en complément de stations qui mesurent en temps réel la quantité de particules nocives dans l'air. Le dispositif permet de récupérer un très grand nombre de mesures. Grâce à ces mesures, il est possible de comparer le niveau de pollution d'une rue à l'autre ,d'un quartier à l'autre et d'ainsi repérer les zones de concentration de la pollution.

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

L'utilisation de ce capteur sera la suivante : on imagine une personne voulant évaluer le taux de pollution dans l'air à but professionnel ou non. Grâce à ce capteur connecté via Bluetooth sur le téléphone, les données peuvent être transmises à intervalle régulier, ou stockées sur la carte SD pour être envoyées plus tard (si problème de réseau ou autre).
L'utilisateur voulant faire de nombreuses mesures dans plusieurs zones géographiques, il a besoin que le capteur ait une consommation énergétique faible pour être utilisé le plus longtemps possible. On pourrait même penser à quelqu'un souhaitant réaliser une cartographie du taux de pollution d'une ville. Il a alors besoin de faire énormément de mesures (il peut les avoir en temps réel sur son téléphone) mais surtout de faire des relevés assez longtemps pour que la cartographie soit fiable (pas de mesures trop espacées dans le temps). D'où la nécessité d'avoir un système dont on connait la consommation énergétique.
Grâce à nos recherches, nous pourrons donc assurer l'autonomie de ce capteur simplifié.

Le capteur peut également être utilisé de manière fixe dans une usine par exemple, provoquant une alarme si la pollution dans l'air est trop élevée. Nos modélisations permettraient à l'entreprise de connaître combien de temps le capteur serait utilisable et donc estimer le moment de la journée le plus propice pour effectuer des mesures.

Réalisation du Projet

Feuille d'heures

Tâche	Prélude	Heures S1	Heures S2	Heures S3	Heures S4	Heures S5	Heures S6	Heures S7	Heures S8	Heures S9	Heures S10	Total
Analyse du projet	0