Projet IMA3 P5, 2015/2016, TD2 : Différence entre versions

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(Partie électronique)
(Partie électronique)
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Nous avons réussi à générer un signal sur la broche "trig" de 10us toute les 65ms.
 
Nous avons réussi à générer un signal sur la broche "trig" de 10us toute les 65ms.
  
Nous avons donc pu observer ce signal à l'oscilloscope et observer le signal de retour sur la patte "echo" qui est proportionnelle à la distance capté.
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Nous avons donc pu observer ce signal à l'oscilloscope et observer le signal de retour sur la broche "echo" , ce signal étant proportionnel à la distance captéé.
voir vidéo ci joint :
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Voir vidéo ci-jointe :
  
 
[[Média:notresonar.mp4]]
 
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Voyant ce vidéo, on peut trouvé que le alpha du PWM du signal 'echo' change proportionnellement à cause de la distance de l'objet devant le sonar.  
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On peut observer que le paramètre alpha du PWM du signal 'echo' change bien proportionnellement à la distance entre l'objet et le sonar.  
  
Mais si l'objet est assez loin(ça veut dire quand le sonar détecte rien devant lui), le alpha du PWM du signal 'echo' reste toujours 10ms/66ms.  
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Cependant, si l'objet est suffisament loin (ce qui signifie que le sonar ne détecte rien devant lui), le alpha du PWM du signal 'echo' reste toujours 10ms/66ms.  
  
Pour notre sujet, on a juste besoin de détecter la présence de utilisateur, donc il faut seulement dire il y a quelqu'un passer ou pas, pas besoin de envoyer la distance précise.  
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Pour notre projet, nous avons juste besoin de détecter la présence d'un individu, donc il faut seulement dire si un passage a été détecté ou non à l'entrée de la pièce, la distance précise mesurée ne nous intéresse pas.  
  
Donc on a choisit un comparateur pour comparer le alpha réel du PWM du signal de 'echo' avec le alpha de U4:
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Nous avons donc choisi, un comparateur appliqué entre le alpha réel du PWM du signal de 'echo' avec le alpha de U4:
on met le alpha du U4=10ms/66ms et dans notre FPGA on met notre U4=10001100101000=9000  
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le alpha du U4 est réglé à 10ms/66ms et dans notre FPGA nous mettons  U4 = 0b10001100101000 = 9000  
(car quand alpha du 'triginput' =10us/66ms on met 9).
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(car quand alpha du 'triginput' = 10us/66ms on met 9).
  
-Si alpha réel est inférieur à U4 ça veut dire qu'il y a quelqu'un passer,
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-Si alpha réel est inférieur à U4, cela signifie que quelqu'un est passé, donc on envoie 1 dans la liaison série;  
donc on envoyer 1 à liaison série;  
 
  
-Si alpha réel est supérieur ou égale à U4 ça veut dire qu'il n'y a pas de gens passer,  
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-Si alpha réel est supérieur ou égale à U4 cela signifie que personne n'est passé, donc on envoie 0 dans la liaison série.
donc on envoyer 0 à liaison série.
 
  
notre schéma du Altium designer est suivant:
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Notre schéma Altium Designer est le suivant:
 
[[Fichier:notresonar11.png]]
 
[[Fichier:notresonar11.png]]
  

Version du 12 juin 2016 à 13:23

Projet IMA3-SC 2015/2016 : Maison connectée

Cahier des charges

Notre projet Système Communicant aura pour objectif de simuler une pièce d'une maison connectée.

Nous allons simuler via une LED la lumière de la pièce, via un servo-moteur le volet de la pièce et via une autre LED la lumière du soleil.

Un sonar ultra-sons sera utiliser pour détecter l'entrée ou la sortie d'une personne.

Ainsi, à l'entrée d'une personne dans la pièce la lumière s'allume si les volets sont fermés ou si les volets sont ouverts et la LED "Soleil" est éteinte.

Un phototransistor permettra de détecter la luminosité dans la pièce et de modifier l'état de la LED "lampe" en fonction des résultats obtenus.

Enfin, via l'interface web, l'utilisateur pourra décider manuellement d'allumer/d'éteindre la lampe et d'ouvrir/fermer les volets.

Note:

par soucis de simplification, nous supposerons qu'une seule personne au maximum pourra être dans la pièce.

Cela simplifiera la distinction entré/sortie d'une personne dans la pièce.


Matériel

  • Une nanoboard
  • Une raspberry pi
  • Deux LED
  • Un phototransistor
  • Un sonar ultra-sons
  • Un servo-moteur

Schema maison.jpeg

Note:

la partie encadrée en rouge sera placée sur la Nanoboard.

Le reste du montage sera conservé sous son format Arduino (ce choix a été fait pour pouvoir respecter la limite temporelle du projet).

Séance 1

Partie électronique

Nous avons décidé, parmi tous nos composants, de ne réaliser que le sonar via Alitum Designer et de conserver les autres composants sur notre modèle Arduino Nous avons choisi d'utiliser le sonar HC-SR04. Les propriétés du sonar sont les suivantes:

Notresonar1.png


Ce composant possède 4 branches:

- Vcc: +5v

- Ground: la masse

- TrigInput: il faut qu'on envoie le signal PWM (10us d'état haut,60ms d'état bas) par FPGA.

- Echo: notre FPGA peut recevoir le signal sur cette broche après transmission par liaison série.

Voici donc à quoi doivent ressembler les signaux de TrigInput et echo: Notresonar2.png

Partie informatique

Découverte de la raspberry et de son mode de fonctionnement.

Après familiarisation avec les instructions, nous avons pu configurer la raspberry, via connexion série, afin de la rendre accessible via ssh (pi@172.26.79.8).

Installation de la bibliothèque libwebsockets.

Installation d'apache2 pour posséder un serveur web accessible via l'adresse IP de la raspberry.

Partie Arduino

Nous avons tésté le matériel à disposition avec des fonctions simples sous le logiciel Arduino afin de déterminer comment nous allions les utiliser.

Travail réalisé en dehors des heures de projet :

Programme permettant d'allumer une lampe en fonction d'une personne détecté dans la pièce. (L'allumage de la lampe peut se faire seulement si il est autorisé via la connexion série, cela peut éviter un allumage nocturne lors d'une détection erronée)

Séance 2

Partie électronique

Pour émettre le signal de trigInput de notre sonar, nous devons faire un signal PWM avec alpha=1/6001,

et avec une fréquence f=1/(60e-3 + 10e-6) = 17Hz.

Nous avons tracé le graphe de ce signal dans Altium Designer:

Notresonar3.png

Pour ce montage, nous avons mis 16 broches pour le composant PWM afin d'avoir plus de précision pour l'obtention d'alpha:

alpha= 1/6001 = x/(2^16)

on obtient environ x=10

Après observations sur l'oscilloscope, nous avons choisi x=9.

Nous avons ensuite établi la liaison avec la FPGA:

Notresonar6.png

Nous avons changé la valeur de fréquence à 1MHz afin d'obtenir PWM à 17Hz.

Nous avons ensuite réglé x en changeant sa valeur en binaire: 0b00001001 = 9

Après observations sur l'oscilloscope, nous obtenons bien le signal TrigInuput souhaité:

Notresonar5.jpg

Notresonar8.jpg

Ce signal est à l'état haut durant 10us toute les 66ms, c'est bien le signal demandé dans le datasheet du sonar HC-SR04.

Partie informatique

À cause de la coupure d'électricité survenue le jour de la seconde séance, il nous a été impossible de travailler la partie informatique de notre projet durant celle-ci.

Nous nous sommes donc concentré sur les deux autres parties.

Partie Arduino

Lors de cette séance nous avons terminé le programme Arduino de la première carte.

IMG 20160531 115405.jpg

  Montage Arduino de la première carte.

Programme de cette carte : Fichier:Carte 1 Projet SC S6 IMA3.txt

Sur cette première carte Arduino sont connectés les LEDS, le phototransistor et le moteur.

Le programme permet d'allumer la lampe si une personne est dans la pièce et que la luminosité est inférieur à une valeur lu par le phototransistor (fixée à 200).

Le programme permet l'ouverture et la fermeture du volet si il reçoit O ou F sur la liaison série.

La carte reçoit également la présence ou non d'une personne via la liaison série. (0 ou 1)


IMG 20160531 105702.jpg

  Montage arduino de la seconde carte.

Programme de cette carte : Fichier:Carte 2 Projet SC S6 IMA3.txt

Ce montage à était fait sur une seconde carte car par la suite cette partie sera remplacé par la partie sur la nanoboard.

Cette carte permet de gérer la présence ou non d'un individu dans la pièce.

Si une personne est détectée à moins de 8cm du capteur alors une variable prend l'opposé de sa valeur actuelle pour gérer la sortie ou l'entré d'une personne dans la pièce.

Ensuite, on émet l'état de la variable sur la liaison série (0 ou 1) indiquant si il y a une personne ou non dans la pièce.

Séance 3

Partie électronique

Nous avons réussi à générer un signal sur la broche "trig" de 10us toute les 65ms.

Nous avons donc pu observer ce signal à l'oscilloscope et observer le signal de retour sur la broche "echo" , ce signal étant proportionnel à la distance captéé. Voir vidéo ci-jointe :

Média:notresonar.mp4

On peut observer que le paramètre alpha du PWM du signal 'echo' change bien proportionnellement à la distance entre l'objet et le sonar.

Cependant, si l'objet est suffisament loin (ce qui signifie que le sonar ne détecte rien devant lui), le alpha du PWM du signal 'echo' reste toujours 10ms/66ms.

Pour notre projet, nous avons juste besoin de détecter la présence d'un individu, donc il faut seulement dire si un passage a été détecté ou non à l'entrée de la pièce, la distance précise mesurée ne nous intéresse pas.

Nous avons donc choisi, un comparateur appliqué entre le alpha réel du PWM du signal de 'echo' avec le alpha de U4: le alpha du U4 est réglé à 10ms/66ms et dans notre FPGA nous mettons U4 = 0b10001100101000 = 9000 (car quand alpha du 'triginput' = 10us/66ms on met 9).

-Si alpha réel est inférieur à U4, cela signifie que quelqu'un est passé, donc on envoie 1 dans la liaison série;

-Si alpha réel est supérieur ou égale à U4 cela signifie que personne n'est passé, donc on envoie 0 dans la liaison série.

Notre schéma Altium Designer est le suivant: Notresonar11.png

Partie informatique

Démonstration

Conclusion