Rapport final: Formule du pont diviseur : Vs =(Vcc*R1)/(R1+R2) avec R1 : la résistance de 10Kohm et R2 : le capteur de luminosité.
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- Félix Paul
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1 Projet: Store et volet électroniques: Rapport final: Objectif: Le but du projet est de créer un système facilitant la gestion d'un store et d'un volet. Ce système consiste à automatiser le fonctionnement d'un store et d'un volet en autonomie ou depuis un contrôle à distance. Le fonctionnement en autonomie dépend des conditions météorologiques et le contrôle à distance via un module Bluetooth. Réalisation: Autonomie: Pour récupérer les données météorologiques, nous avons utilisé différents capteurs. Les valeurs de l'intensité lumineuse, la température, le taux d'humidité et la force du vent ont été mesurés. Pour l'intensité lumineuse, nous avons utilisé un capteur de luminosité fonctionnant en tant que résistance variable. Il été donc utile d utiliser un pont diviseur avec une résistance de 10Kohm pour éviter un court-circuit lorsque la résistance variable est faible. Plus la luminosité est élevée, plus la résistance variable diminue, et les tensions lues sur une des entrées analogiques d'arduino sont élevées. Formule du pont diviseur : Vs =(Vcc*R1)/(R1+R2) avec R1 : la résistance de 10Kohm et R2 : le capteur de luminosité. Pour la température, nous avons utilisé un capteur de température : un LM35. Il est constitué de 3 pattes (GND,VCC,Vs). La patte Vs est branchée sur une entrée analogique d'arduino. Il est nécessaire de convertir la valeur reçue par le capteur pour l'obtenir en degrés Celsius et ainsi traiter les données. Pour la conversion, premièrement on convertit en mv: on multiplie la valeur analogique par (5/1024)*1000. D'après les caractéristiques du capteur, 10mV correspond à 1 C. On divise donc le précédent résultat par 10. On a donc: valeur * 500/1024. Un Water Sensor a été utilisé pour mesurer le taux d'humidité. Il est constitué de 3 pattes (GND,VCC,Vs) et de plusieurs lames séparées. La patte Vs est branchée sur une entrée analogique d'arduino. Lorsque l'on fait tomber une goutte sur le capteur, l'eau se comporte comme un conducteur entre les lames et la tension de sortie augmente. 1
2 Pour la force du vent, nous avons voulu utilisé un anémomètre. Cependant, nous avons rencontré plusieurs problèmes (détaillés après) donc nous avons simulé la force du vent en faisant tourner manuellement un moteur. Le moteur est branché entre la masse de l'arduino et une entrée analogique. En faisant tourner le moteur, on crée une tension qui varie entre -1,5V et 1,5V. On doit donc faire tourner dans un sens précis pour obtenir des tensions positives pouvant être lues par Arduino. Concernant les problèmes de l anémomètre, il nous renvoyait des valeurs qui oscillaient sans cesse, même à l arrêt, et la plage de valeurs minimale et maximale variée aussi ce qui nous empêchait de trouver un seuil de valeur indiquant un tour de l anémomètre. Nous avons compris qu il était constitué d aimants et que les valeurs changées dès que deux aimants se font face. Nous avons fait des chronogrammes pour 3 vitesses de rotation différentes on remarque qu il y a des oscillations sans cesse. 2
3 Contrôle à distance : Pour gérer l ouverture et la fermeture à distance, notre système est constitué d un module Bluetooth. On peut, depuis un smartphone équipé de l application «Bluetooth Electronics», gérer la montée ou la descente à l aide de 4 boutons. Concernant le HC-06 (module Bluetooth), il possède 4 pattes (RX, TX, GND, VCC). Puisque le HC-06 fonctionne en 3.3V et l Arduino en 5V, pour protéger le module, le RX utilise en pont diviseur en tension. Le HC-06 nous permet d envoyer vers Arduino les informations saisies sur le smartphone (montée ou descente). Gestion des moteurs (Store et Volet) : Nous utilisons 2 moteurs pour simuler celui du store et celui du volet. Ces 2 moteurs sont alimentés par une alimentation externe car Arduino ne peut pas fournir suffisamment de courant. Ils sont alimentés en 5V. Nous avions besoin de faire tourner les 2 moteurs dans un sens comme dans l autre c est pourquoi l utilisation d un pont en H nous a été nécessaire. Le Pont en H utilisé dispose de plusieurs pattes. Les entrées permettant de mettre en marche ou non le pont en H (ON/OFF), l alimentation, la masse et enfin des pattes permettant de contrôler le sens du courant dans le circuit. Il faut gérer le sens du courant de sorte à ne pas faire de court-circuit. Gestion des données/programmation : Notre système doit réagir et s adapter aux conditions météorologiques lors du fonctionnement en autonomie ou vérifier si les commandes demandées à distances sont réalisables. On peut diviser la partie programmation en 2 parties, programmation lors du fonctionnement en autonomie puis fonctionnement à distance. En autonomie, nous recevons en direct les conditions météorologiques via les capteurs. On peut donc récupérer puis traiter les données reçues pour en déduire les ordres à donner ou non aux moteurs. On affiche toutes ses données sur le moniteur série avec toutes les indications c est-à-dire les noms de la donnée et son seuil toutes les 5 secondes. Il y a des conditions prioritaires pour le volet et le store pour leur bon fonctionnement. On obtient la machine à état suivante : 3
4 Store : pluie=0 && luminosité =1 && vent =0 Store=0 haute basse Store=1 (descendu) (pluie=1 luminosité =0 vent=1) Volet: (pluie =1 température=1) Volet=0 haute basse Volet=1 (descendu) (pluie=0 && temperature=0) 4
5 Pour le fonctionnement à distance, on utilise 4 boutons contrôlant le volet et le store. Lorsque l on reçoit une information par Bluetooth, on désactive le fonctionnement en autonomie pendant 5 secondes pour qu ainsi, lorsque l utilisateur fait une demande qui va à l encontre des conditions météorologiques, le système ne réagisse pas. En réalité, le temps serait plus important que 5 secondes. En fonction du caractère reçu, on vérifie que la commande est réalisable. Par exemple, si l utilisateur demande la descente du volet lorsqu il est descendu, il ne se passe rien. Puis on réalise l action demandée après toutes les vérifications. Image de l affichage de l application : Store Volet Inventaire : Water Sensor : ~2 Euros LM35 : 1 Euro Capteur de luminosite : ~2 Euros Anémomètre : ~20 Euros Pont H : ~2 Euros Carte Arduino : ~15 Euros 2 moteurs : ~ 4 Euros Alimentation : Prise Résistances Le projet (à notre échelle) coûte donc environ 50 Euros. Après avoir rajouté toutes les modifications pour le commercialiser, son montant sera un peu plus élevé (prix d une batterie rechargeable, d une cellule solaire,..) Consommation : Le système est alimenté par une alimentation externe délivrant 5V. Il faut également penser au fait que l application fonctionne uniquement avec un smartphone et qu elle utilise du temps de batterie du téléphone. 5
6 Améliorations possibles : Pour commercialiser notre projet, on peut penser remplacer le capteur de luminosité par une cellule solaire. Pour ainsi stocker l énergie récupérée par la cellule solaire et l anémomètre dans une batterie rechargeable. Tant que la batterie est chargée ou se charge on utilise son énergie pour faire fonctionner le système. Ainsi, on consommera moins et on sera plus écologique. Il faudrait également augmenter le temps entre le passage automatique et le contrôle à distance. Il faudrait aussi mettre des fins de course au volet et au store. L application pourrait donc contrôler d autres appareils électroniques dans la maison (alarme, lumières, portail, arrosage intégré, ). Image du projet final : Alimentation 5V 6 Frédéric SIRI Pauline VITET Groupe 1
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