NICOLAS Nans RICO Jonathan HEMPEL Mathieu La Voiture Telecommandee par PDA Problématique : Comment commander une voiture télécommandée en utilisant l'accéléromètre contenu dans un PDA? Année 2010-2011 1
Sommaire : Introduction ------------------------------------------------------------------------------ 3 I// Présentation du produit : 1) Analyse du besoin ------------------------------------------------------------- 4 2) Identification des fonctions principales ------------------------------------ 5 3) Solutions techniques apportées aux fonctions ---------------------------- 6 II// Chaine d'information 1) Acquérir les informations ---------------------------------------------------- 7 2) Communiquer et Traiter les Informations --------------------------------- 8 III// Chaine d'énergie 1) Distribuer l'énergie ----------------------------------------------------------- 12 2) Convertir l'énergie ------------------------------------------------------------ 14 3) Transmettre l'énergie --------------------------------------------------------- 19 Synthèse de Mathieu ------------------------------------------------------------------ 19 Synthèse de Nans ---------------------------------------------------------------------- 20 Synthèse de Jonathan ------------------------------------------------------------------ 21 Conclusion ------------------------------------------------------------------------------ 23 Annexes --------------------------------------------------------------------------------- 25 2
Introduction : De nos jours, les PDA (personnal digital assistant) deviennent de plus en plus puissants et abordables. Nous avons donc décidé d'élaborer une voiture radiocommandée grâce à l'accéléromètre contenue dans un PDA afin d'offrir une nouvelle experience de contrôle à l'utilisateur. Dans ce TPE, nous allons vous décrire les étapes de la conception de ce produit, les problèmes rencontrés et les solutions techniques choisies en onséquence. Comment commander une voiture télécommandée en utilisant l'accéléromètre contenu dans un PDA? Afin de répondre à cette problématique, nous allons commencer par présenter l'analyse fonctionnelle du produit, puis nous allons suivre le schéma logique de la chaine d'information ainsi que de la chaine d'énergie pour expliquer le fonctionnement du système, de l'acquisition de l'information jusqu'à arriver à l'action finale. 3
I. Analyse Fonctionnelle De nos jours, les voitures radiocommandées grâce à une télécommande sont très courantes. Afin de concevoir une voiture compétitive et innovante par rapport aux produits déjà formés, nous avons décidé d'utiliser l'accéléromètre contenu dans un iphone, afin de diriger la voiture grâce au mouvement de l'iphone. Nous allons tout d'abord vous définir le besoin auquel répond ce produit, puis vous présenter les différentes fonctions principales et contraintes du produit, et enfin, vous montrer les solutions techniques apportées en conséquence à ces fonctions. A) Analyse du besoin : La voiture radiocommandée que nous avons créée est un jouet. Par conséquent, elle rend service à l'utilisateur qui prend du «plaisir à jouer». Ce produit agit sur les sentiments de l'utilisateur, ses émotions, qui deviennent généralement positives quand l'utilisateur utilise le produit ( généralement, on est content de s'amuser avec un jouet) en le divertissant : après une journée ennuyante ou pour jouer tout seul ou avec des amis, il est toujours sympa de se divertir avec un jouet. Le diagramme suivant, prénommé «bête à cornes» en référence à son aspect, résume cette situation : Afin de valider le besoin auquel répond ce produit, nous avons répondu aux trois questions suivantes : Pourquoi ce besoin existe-t-il? L'Homme à besoin de se divertir afin de se changer les idées, se reposer, et évacuer le stress accumulé pendant une journée fatigante. 4
Comment ce produit pourrait-il disparaître? Ce produit pourrait être rendu dépassé voir obsolète si de nouveaux véhicules plus attractifs et plus puissants étaient crées (hélicoptères, bateaux, avions ) avec un meilleur moyen pour les diriger et des fonctionnalités plus nombreuses. Comment ce produit pourrait-il évoluer? Ce produit pourrait évoluer en lui ajoutant de nombreuses fonctionnalités telles que le klaxon ou la possibilité d'allumer les phares, d'ouvrir les portes de la voiture voir le capot ou le coffre. Les possibilités d'amélioration sont donc nombreuses, ce qui permet à ce produit une plus grande longévité. B) Identification des fonctions principales et fonctions contraintes : Maintenant que nous avons défini et expliqué le besoin, nous allons identifier les fonctions principales et contraintes auquel est confronté le produit grâce au diagramme pieuvre. Le but principal du produit est de conduire une voiture à distance, il s'agit donc de la fonction principale. Voici quelques fonctions contraintes auquel on a été confronté et leur solution : À la suite de plusieurs chocs, la voiture commençait à s'abimer. Nous l'avons donc amélioré en la protégeant des coups grâce à un pare-choc et rajouté un système qui arrête la voiture lors d'un choc : quand la voiture rencontre un obstacle, la transmission se bloque. Au début, certains composants sortaient par les fenêtres et tombés lorsque l'on mettait la voiture en mouvement. Nous avons alors changé quelques composants pour que la totalité de ceux-ci aient la place de rentrer dans la voiture. Nous avons doté la voiture d'une batterie plus puissante pour une plus grande autonomie. Nous avons repeint la voiture en bleu et avons pour projet de coller des vinyles pour améliorer son côté esthétique. Enfin, nous avons fait en sorte d'utiliser des composants pas très cher pour que sa production ne soit pas trop couteuse. Nous avons résumé ces différentes fonctions grâce au diagramme «pieuvre» 5
Fonction principale : FP1 : Permettre à l utilisateur de commander à distance un modèle réduit Fonctions contraintes : FC1 : Résister aux chocs FC2 : Matériel électronique assez petit pour rentrer dans la voiture FC3 : Être esthétique FC4 : Avoir un prix compétitif FC5 : Recharger la batterie C) Solutions techniques apportées aux fonctions Afin de répondre correctement à la fonction principale, nous allons maintenant vous présenter le diagramme FAST qui regroupe l'ensemble des solutions techniques apportées aux fonctions techniques permettant de réaliser cette fonction principale. 6
II. La Chaine d'information 2.1. Acquérir les informations a) Au niveau materiel Au niveau materiél, c'est l'accéléromètre qui se charge de capter les informations d'inclinaison du PDA, puis de les envoyer au procésseur du PDA. Il existe plusieurs types d'accéléromètres, mais celui qui est dans le PDA est un accéléromètre piézoélectrique. C'est le type d'accéléromètre offrant le meilleur rapport qualité/prix et c'est aussi le plus facile à fabriquer. Voici une petite explication du fonctionnement d'un accéléromètre piézoélectrique: Accéléromètre piézoélectrique L'accéléromètre est un capteur qui, fixé à un mobile ou tout autre objet, permet de mesurer l'accélération linéaire de ce dernier. Le mot accéléromètre est employé au singulier même s il s'agit de 3 accéléromètres qui calculent les 3 accélérations linéaires selon 3 axes orthogonaux (x, y et z). Un accéléromètre peut être schématisé par un simple système masse-ressort : Image b Image a À l'équilibre (image a), la position x de la masse m sera la référence, donc x=0. Si le support subit une accélération verticale vers le haut (voir image b), deux choses vont se produire : d'une part, ce support va se déplacer vers le haut et, à cause de l'inertie de la masse m, celle-ci va avoir tendance à rester à sa position de départ, forçant le ressort à se comprimer. La valeur x sera d'autant plus grande que l'accélération appliquée au support sera élevée. À partir de cette valeur, on peut alors retrouver la valeur de l'accélération linéaire correspondante. L'accéléromètre contenu dans le PDA est appelé accéléromètre «piézo-électrique», il calcule l'accélération linéaire grâce à la piézoélectricité. La piézoélectricité est la propriété que possèdent certains corps de se charger électriquement sous l action d une contrainte mécanique (voir figure c et d), et réciproquement, de se déformer lorsqu on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique «direct», le second effet piézoélectrique «inverse». Les matériaux piézoélectriques sont nombreux, le plus célèbre est le quartz, même si ce sont les céramiques 7
synthétiques (les PZT) qui sont le plus utilisées dans l'industrie. Quand l'utilisateur penche le PDA selon un axe quelconque, une masse, à l'intérieur de l'accéléromètre, appuie plus ou moins fortement selon l'angle d'inclinaison sur un matériau piézoélectrique. Ce matériau se «charge» électriquement, et, en fonction de cette valeur, le PDA traduit les informations nécessaires grâce à un logiciel approprié. b) Au niveau logiciel Après être reçues par le processeur du PDA, les informations envoyées par l'accéléromètre peuvent être utilisées par le système d'exploitation du PDA(Android), pour par exemple, changer mettre l'écran en mode portrait ou paysage quand on change l'inclinaison du PDA, ou changer la musique qui est jouée quand on secoue le PDA. Heureusement, ces informations provenant de l'accéléromètre peuvent aussi être utilisées par les applications installées sur le PDA via ce qu'on appelle des API (Application Programming Interface). C'est ainsi que notre application a l'accès à ces informations. 2.2. Communiquer et Traiter les informations Le PDA incorpore une puce Bluetooth, elle aussi utilisable par les diverses applications installées sur le PDA via des APIs dédiées. Notre application récolte les données de l'accéléromètre, puis les envoie via Bluetooth au microcontroleur qui se charge de traiter les informations et d'agir en conséquence à l'aide d'un algorithme programmé sur ce microcontroleur. Nous n'allons pas entrer dans le détail de l'application tournant sur le PDA car ce serait trop long et inutile. Il existe plusieurs moyens de communication avec les microcontroleurs, et l'un des plus courants est la liaison série asynchrone. 8
C'est celle-ci que nous allons utiliser dans ce produit pour transmettre les informations de l'accéléromètre au microcontroleur. Mais il y a un problème, et de taille : pour réaliser une liaison série traditionnelle, il faut relier les deux appareils avec trois fils (Tx, Rx, et Gnd). Si l'on reliait le microcontroleur au PDA directement, la voiture télécomandée deviendrait alors voirute filoguidée, et l'on perdrait une grande liberté de mouvement. Heureusement, il existe plusieurs types de connexions bluetooth (OBEX, A2DP, etc...) et l'une d'entre elle se trouve être une liaison série sans fil. Pour ceci, nous avons du utiliser une puce bluetooth receptrice, qui reçoit les signaux bluetooth émis par le PDA et les retransmet sous la forme d'une liaison série à 3 fils (Tx, Rx et Gnd) utilisable par notre microcontroleur comme le montre le schéma ci-dessous : PDA Ondes bluetooth Tx Puce réceptrice Rx Gnd Microcontroleur Une fois la liaison série réalisée, le PDA peut communiquer facilement avec le microcontroleur. Il peut désormais recevoir les données de l'accéléromètre en utilisant une connexion sans fil. Il faut noter aussi que les puces bluetooth receptrices avec une liaison série en sortie sont beacoup plus faciles a se procurer et aussi bien moins chères que les puces similaires utilisant la technologie WiFi. Une fois que le microcontroleur a reçu les informations d'inclinaison du pda, il suit la logique d'un algorithme de traitement, pour ensuite commander les transistors qui activeront à leur tour les actionneurs (moteurs, etc...). Voici une forme très simplifiée de cet algorithme, présentée sous la forme d'un organigramme : Comme on peut le constater sur cet organigramme, lors de l'initialisation du microcontroleur, l'algorithme définit deux variables principales : celle du degré d'inclinaison du PDA sur l'axe des X, nommée X, et celle du degré d'inclinaison du PDA sur l'axe des Y, nommée Y. Ensuite, le microcontroleur entre dans une phase de boucle infinie, dans laquelle l'algorithme gère 9
aussi le fonctionnement du système. Après reception des données d'inclinaison par le microcontroleur, il assigne les degrès d'inclinaison des axes X et Y à leurs variables respectives. Ensuite, l'algorithme teste les variables, en commençant par la variable X puis fait de même avec la variable Y. La variable des X contrôle le degré sens de rotation du moteur, alors que la direction de la voiture dépend de la variable Y. On prend par exemple X = 3 et Y = -5 : l'algorithme va tester d'abord X, et trouver que X > 0, donc il va poursuivre et faire avancer le moteur. Ensuite il teste Y et trouve que Y < 0, donc il va faire tourner la voiture à droite. Puis l'algorithme va recommencer et ainsi de suite. Par exemple, après la situation précédente, le moteur est en rotation avant et les roues sont tournées vers la droite. Il arrive maintenant que X = 0 et que Y = 0 (Par exemple, l'utilisateur a posé le PDA a plat sur une table). L'algorithme va tester la variable X, trouver que X=0 et il va couper l'alimentation du moteur. Il poursuit en testant la variable Y. Il trouve que la variable Y=0, donc il va réaligner les roues. En fait, l'état des actionneurs (moteurs, etc...) n'est pas changé par l'algorithme tant qu'il n'a pas reçu une nouvelle variable. Donc si la rotation du moteur est activée, il restera en rotation tant que le microcontroleur n'aura pas reçu une nouvelle information d'inclinaison de la part du PDA. Voila pour l'explication du rôle de l'algorithme, maintenant nous allons passer à une explication du microcontroleur lui-même. Pour ce projet, nous avons choisi une carte électronique Arduino centrée autour d'un microcontroleur Atmel Atmega 328p. Nous avons choisi cette carte car elle est peu chère, facile à se procurer, simple à programmer et a une communauté d'utilisateurs très active. Voici une explication un peu plus en détail sur ce qu'est la carte Arduino : L'Arduino L'Arduino est une carte électronique destinée à faciliter la programmation et l'utilisation des microcontroleurs. L'Arduino permet de programmer le microcontroleur Atmel intégré en ne devant utiliser qu'un câble usb standard de type A-B. L'Arduino a aussi son propre environnement de développement : l'arduino IDE, téléchargeable gratuitement (licence Open-Source) depuis le site web officiel, arduino.cc. Le langage de programmation est un dérivé du langage processing (luimême basé sur Java), ressemble beaucoup au C et est néanmoins très facile à apprendre et utiliser. 10
On peut aussi programmer en Avr-C pour la programmation plus avancée (et compliquée!), dans l'arduino IDE. Le design de la carte (schéma électronique et circuit imprimé) sont eux aussi en licence open-source et peuvent être téléchargées au format Eagle CAD sur arduino.cc. La communauté Arduino étant très active, on trouve très facilement des solutions aux problèmes rencontrés. Le composant principal de l'arduino Duemilanove est le microcontroleur Atmel atmega328, pour l'arduino Mega, c'est l'atmega1280, pour les anciennes versions, l'atmega128 ou l'atmega8 sont utilisés. L'Arduino incorpore un convertisseur serial UART USB en conjonction avec un bootloader sur l'atmega pour permettre la programmation via le port USB. L'Arduino Duemilanove peut être alimenté par le port usb mais aussi par un générateur quelconque. Il possède 13 Entrées/Sorties tout-ou-rien, dont 6 PWM, et 5 Entrées Analogiques. L'Arduino peut aussi servir à programmer (flasher) un autre Atmega pour y installer le bootloader et en faire un Arduino à son tour. Pour plus de précision, une documentation officielle traduite de l'anglais contenant les spécifications techniques de la carte Arduino est inclue en annexe. Comme l'arduino n'a pas la puissance requise pour alimenter le moteur et le système de direction, on utilise ce qu'on appelle un pont en H pour distribuer l'énergie électrique aux différents actionneurs (moteur, système de direction, etc...). Le fonctionnement du pont en H sera expliqué plus en profondeur dans la partie concernant la chaine d'énergie. Nous allons juste voir un bref aperçu de la communication entre le microcontroleur et le pont en H. Le circuit utilisé, le L293E, est un pont en H pouvant alimenter jusqu'a 2 moteurs ou actionneurs avec un courant maximum de 500mA, ce qui est largement suffisant pour actionner le moteur de la voiture et son système de direction. En fait, ce L293E : Circuit de pont en circuit est un double pont en H et nous en uitlisons un pour commander H utilisé pour commander le moteur et l'autre pour commander le système de direction de la le moteur et le système de voiture. Pour utiliser l'un des ponts en H, le circuit a besoin de 2 direction de la voiture paramètres déterminant la direction du courant dans l'actionneur (le moteur, dans ce cas-ci) et le pourcentage de voltage pouvant être appliqué à l'actionneur. Pour donner ces deux paramètres, on utilise une "connexion" à quatre fils : GND, Enable, L1 et L2. GND est la masse, qui doit obligatoirement être reliée à la masse de l'arduino, L1 et L2 sont les pins (les connecteurs) auxquels on applique une information binaire (tout-ou-rien). Pour l'arduino, quand il envoie un "1" au pin L1, il applique en fait 5 volts sur ce pin, alors que quand il envoie un "0", il "relie" le pin L1 à la masse, c'est a dire à 0 volts. Le pin "Enable" est utilisé pour déterminer le pourcentage de voltage devant être appliqué à l'actionneur. Quand on lui fournit un signal PWM (Pulse Width Modulation), il est capable d'appliquer un signal PWM, mais avec plus de puissance sur l'actionneur. On peut ainsi choisir la vitesse de rotation du moteur (le système de direction est basé sur un solénoïde, donc on ne peut pas utiliser cette technique et on ne peut pas controler le degré de direction de la voiture). Voici une brève explication de ce qu'est un signal PWM : Pour faire varier la vitesse de rotation à tension fixe, on utilise des signaux PWM. Un signal PWM est un signal dont la période est fixe, mais le rapport cyclique varie. En d'autres termes, t1 et t2 varient tout en conservant t1+t2=t=constante. 11
La tension moyenne appliquée au moteur est proportionnelle au rapport cyclique : Vous voyez donc qu'avec cette méthode on peut faire tourner un moteur trés lentement. Il faudra tout de même faire attention au choix de T. Si on prend une fréquence de commande dans les fréquences audibles, on va entendre le PWM quand le moteur tournera. Selon la fréquence, le son pourra être désagréable. De manière générale, il vaut mieux prendre une fréquence supérieure à 20 khz. III. La Chaine d'energie 2.2. Distribuer l'énergie Explication du Pont en H L-293E appelé aussi H Bridge Les circuits ''ponts en H'' ( ''H-Bridge'' en anglais ) sont des circuits de distribution d'énergie électrique à des actionneurs, utilisés ici pour commander le moteur de la voiture et son système de direction Schéma du fonctionnement d'un l293: On voit 3 entrées logiques ( In1, In2 et Enable ). Selon leur état, les transistors (T1 à T4) seront passants ou bloqués, ce qui alimente le moteur (au centre) dans un sens, dans l'autre, ou pas du tout. Les diodes ne sont là que pour protéger les transistors des surtensions produits par le moteur. Ces 12
diodes sont indispensables, car si elles ne sont pas dans le montage, il partira en fumée; un transistor alimenté à l'envers brûle. Aux portes logiques on envoie la commande 1 ou 0. Si IN 1 = 0 ; IN 2 doit être égal à 1 pour que le moteur tourne. Lorsque IN 1 = 0 ; T1 est ouvert et T2 est fermé, Lorsque IN 2 = 1 ; T3 est fermé et T4 ouvert. Vice versa si IN 1 = 1 et IN 2 = 0 Par ce procédé le moteur tourne dans le sens inverse. ENABLE doit être toujours égal à 1 pour que le moteur fonctionne. Pour varier la puissance du moteur, on alterne, ENABLE = 1 puis ENABLE = 0 à une certaine fréquence. Ou bien on met IN1=IN2 et il y a ce qu'on appelle le ''Frein moteur'' Résumé 3 entrées par ponts IN1, IN2 et ENABLE Quand ENABLE = 0 le moteur est libre Quand ENABLE = 1 Si IN1=1 et IN2=0 le moteur tourne dans un sens Si IN1=0 et IN2=1 il tourne dans l'autre sens Si IN1=IN2 il y a freinage du moteur Alternance ENABLE = 1 ENABLE = 0 Grâce à une fréquence définie, le moteur acquiert un certain couple désiré On peut simplifier le montage et schématiser de manière à donner : fig 1: Sens du courant dans un pont en H (schéma simplifié) 13
fig 2: Sens du courant inversé dans le pont en H 2.2. Convertir l'énergie Pour faire avancer la voiture, on utilise un moteur à courant continu. Nous n'allons pas nous étendre sur le sujet, mais voici une brève explication du fonctionnement théorique d'un moteur à courant continu : fig 1: Un moteur simple à courant continu. Quand la bobine de cuivre est traversée par un courant électrique, un champ magnétique est généré autour de l'armature du moteur. Le coté gauche de l'armature est repoussée de l'aimant de gauche et attirée vers l'aimant de droite, entrainant une rotation du moteur 14 fig 2: L'armature, entrainée en rotation, continue de tourner fig 3: Quand l'armature est alignée horizontalement, le commutateur inverse la direction du courant dans la bobine de cuivre, en inversant le champ magnétique précédent. Le cycle de rotation se répète alors.
Le système de direction, lui, utilise l'énergie magnétique fournie par un solénoïde. Voici une étude du principe de fonctionnement du solénoïde : Le Solénoïde fig 1: Un solénoïde (aussi connu sous le nom d'électroaimant) Un solénoïde est un dispositif constitué d'un fil électrique enroulé régulièrement en hélice de façon à former une bobine longue. Parcouru par un courant, le solénoïde produit un champ magnétique dans son voisinage, et plus particulièrement à l'intérieur de l'hélice où ce champ est quasiment uniforme. La valeur du champ magnétique d'un solénoïde est exprimée en Tesla, notée ( T ) Elle est égale au produit du nombre de spires par mètre ( Ns.m-1 ) par l'intensité en Ampères, notée ( I ), puis par une constante notée µ0 de valeur 4 π. 10-7 et d'unité T.m.A-1 En résumé, la formule donne : B = µ0.n.i On retient que B est proportionnelle à I par la relation B = k.i avec k = µ0.n La taille des spires, le diamètre, entrent en compte, mais la formule devient complexe Nous avons donc étudié la formule du cours de physique sur le magnétisme. ( Source: Chapitre sur le magnétisme du livre de Physique 1ere S édition BELIN ) Dans le produit, le solénoïde va servir à la direction des roues avant. Dans le montage du H bridge vu précédemment, on remplace simplement le Moteur ( M ) par un Solénoïde, noté ( S ) 15
En alternant le sens du courant à partir de la batterie ( ici une pile de 9 Volts ) on modifie le signe du pôle magnétique + ou qui entraine l'axe qui agit sur la direction des roues ( la voiture tourne à droite ou à gauche ). La liaison créée est dite liaison glissière d'axe parallèle aux essieux alignés. En résumé: La formule du champ magnétique B = µ0.n.i Avec B = valeur du champ magnétique exprimée en Tesla ( T ) N ( N = NombreSpires l et l = longueur du solénoïde. Donc µ0 en Nspire.m-1 µ0 = nombre de spires par mètre n = constante : 4 π.10-7 ( T.m.A -1 ) I = tension en Ampère ( A ) Dans notre cas la tension approche les 0,5 Ampères pour deux H bridge. La tension vaut donc environ 0,25 Ampère pour le solénoïde ( 0,50 / 2 = 0,25 ) Pour appliquer la formule il faudrait le nombre de spire par mètre, pénible et très difficile à compter sur celui de la voiture. B = µ0. 4 π. 10-7. 2,5. 10-1 B = π. 10-7 µ0 Tesla Le champ magnétique ( B ) mesuré est celui à l'intérieur de l'hélice car il est quasiment uniforme. On appelle hélice les deux extrémités du cylindre formé par le solénoïde. ( Source: http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/physique-2/d/solenoide_5880 ) L'énergie électrique est donc transformée par le solénoïde en énergie magnétique. Mais l'énergie magnétique a encore besoin d'être transformée à son tour en énergie mécanique pour pouvoir servir à diriger les roues avant de la voiture. Grâce à un système ingénieux, utilisant le 16
principe de la repulsion magnétique, on arrive a accomplir cette tâche. Voici, pour commencer, le schéma cinématique du système : fig 1: Schéma cinématique spatial du système de direction - Vue de dessus fig 2: Schéma cinématique spatial du système de direction - Vue de dessous L2 : Liaison pivot d'axe Y L1 : Liaison pivot d'axe Y L5 : Liaison appui plan d'axe Y L3 : Liaison pivot d'axe Y L4 : Liaison pivot d'axe Y fig 3: Schéma cinématique spatial du système de direction - Vue de dessus - Légendé Récapitulatif des liaisons : L1 : Liaison pivot d'axe Y entre l'axe de la roue droite (en rose) et le bati (en noir) L2 : Liaison pivot d'axe Y entre l'axe de la roue gauche (en bleu clair) et le bati (en noir) L3 : Liaison pivot d'axe Y entre le prolongement coudé de l'axe de la roue droite (en rose) et le bras qui contient l'aimant (en jaune et bleu foncé) L4 : Liaison pivot d'axe Y entre le prolongement coudé de l'axe de la roue gauche (en bleu clair) et le bras qui contient l'aimant (en jaune et bleu foncé) L5 : Liaison appui plan entre le bras qui contient l'aimant (en jaune et bleu foncé) et le bati (en noir) Pour mieux comprendre comment le système fonctionne, voici un schéma explicatif : 17
Axe de la roue gauche Prolongement de l'axe de la roue gauche L2 (voir schéma cinématique) L1 (voir schéma cinématique) L5 (voir schéma cinématique) Bras contenant l'électroaimant L4 (voir schéma cinématique) Alimentation électrique (9v) Axe de la roue droite Prolongement de l'axe de la roue droite L3 (voir schéma cinématique) Solénoïde (aussi connu sous le nom d'électroaimant) fig 1: Système au repos - Légendé fig 2: Système de direction orienté vers la gauche fig 3: Système de direction orienté vers la droite Explication : Un aimant est fixé sur le bras et est orienté de manière à avoir son pôle sud orienté vers le solénoïde. Le pôle du solénoïde change en foction du sens du courant lui étant appliqué. Quand on alimente le solénoïde comme dans la fig 2 le bloc gauche du solénoïde devient son pôle sud et le bloc gauche devient le pôle nord. L'aimant qui est sur le bras, relié aux 2 axes des roues, est alors repoussé par le bloc gauche et attiré par le bloc droit. Le système fait alors pivoter les 2 roues. L'action inverse se produit quand on inverse les pôles de l'alimentation aux bornes du solénoïde et la direction des roues est inversée (voir fig 3). 18
2.3. Transmettre l'énergie Pour transmettre l'énergie du moteur aux roues, on utilise ce qu'on appele un différentiel. Le différentiel a été utilisé pour la première fois en 1897, mais le principe a été découvert par les chinois bien avant cela. Bref, un différentiel est un dispositif utilisé dans les voitures, pour faire varier la vitesse de rotation des roues, indépendamment l'une de l'autre, pour éviter le patinage des roues dans les virages, et donc éviter leur usure et l'usure du moteur. Voici un schéma explicatif du différentiel utilisé dans notre voiture télécommandée : fig 1: Les deux arbres de sortie (à gauche/rouge et à droite/jaune) tournent à la même vitesse. L'effort de rotation est donc réparti équitablement et le pignon intermédiaire vert (appelé satellite) ne tourne pas. fig 2: L'arbre rouge est ralenti. Le pignon intermédiaire est alors entraîné et transfère une rotation supplémentaire à l'arbre jaune qui tourne alors à une vitesse supérieure. Voila! Les explications un peu techniques de ce TPE sont désormais terminées... Nous allons maintenant passer aux synthèses personnelles des trois membres de l'équipe : Nans Nicolas, Mathieu Hempel et Jonathan Rico. Nous allons commencer par la synthèse de Mathieu : HEMPEL Mathieu SYNTHESE PARTICIPATION TPE Le choix du thème a été influencé par un membre du groupe inscrit au club d'option robotique, le choix du sujet était plutôt porté sur un produit à créer par nous même. La modélisation d'une voiture miniature sur CATIA ou Sketchup m'intéressais d'une partie pour l'apprentissage du logiciel, d'autre part pour la création d'un objet complexe à réaliser. Par hasard la voiture choisie était déjà sur internet, d'où l'inutilité de la reproduire. Mon travail prévu au départ était donc réduit, mais je me suis vite penché sur d'autres problèmes pour y apporter des solutions. (Création de pièces détachées sur Sketchup, mesure de l'échelle, avec un souci pour les textures visant à reproduire la réalité). Une fois le sujet choisi, les parties se sont précisées, tels que les différentes matières étudiées cette année. Le lien entre le TPE et les futurs chapitres à étudier en cours m'a attiré, car la découverte d'électronique, de mécanique, de chimie, de DAO en dehors des cours, par nous même et avec un but précis, m'a tout de suite attiré. Le but initial qui était de Commander une voiture miniature grâce à l'ipod, par transmission Wifi a vite changé, avec différentes modifications pour aboutir au sujet final. 19
Notamment le passage du Wifi au Bluetooth. Le problématique est devenue: Par quel(s) moyen(s) diriger une voiture radio-commandée en utilisant l'accéléromètre contenu dans un PDA? (Personal Digital Assistant) Ensuite mon rôle personnel dans le TPE s'est précisé, voici un plan général de ma participation: I // Sketchup En première partie la modélisation de la voiture sous Sketchup, avec le téléchargement du modèle sous Sketchup et CATIA, puis création des pièces de façon séparée, pour explication de chacune d'entre elles. La création des pièces passe par la mesure de l'échelle, l'identification des couleurs, la prise de photo pour les textures. (MECANIQUE) II // Pont en H En seconde partie l'étude du H Bridge, (en français Pont en H). D'une part le schéma grâce à l'explication du professeur d'électronique, d'autre part l'explication écrite, la simplification des schéma et le lien avec le solénoïde. (ELECTRONIQUE) III // Solénoïde Le solénoïde est commandé par l'un des deux pont en H. la documentation vient du chapitre sur le magnétisme en Physique ( chapitre futur ) puis la schématisation, et le GIF avec Jonathan, (Image animée), créée pour expliquer la direction des roues. Enfin le schéma cinématique sous OpenMéca. (PHYSIQUE et MECANIQUE ET ELECTRONIQUE) Ce travail a donc apporté quelque chose, des notions nouvelles et un travail en équipe agréable. Les étudier, les apprendre puis devoir les expliquer par nos propres moyens m'a beaucoup plus. C'est ce que je retiens d'abord sur l'intérêt des TPE, mais d'autres points sont importants, tels que la poursuite du but de départ, l'esprit de groupe et l'experience de contraintes telles que le temps, les moyens du bord, etc, dans la conception d'un produit. Nous allons maintenant continuer avec la synthèse personnelle de Nans NICOLAS : Synthèse Personnelle : Nans NICOLAS Le TPE que nous avons choisis de faire porte sur la voiture télécommandée. La problématique que nous avons choisie permet d'expliquer au lecteur les différentes fonctions techniques apportées au produit afin de comprendre son fonctionnement. Nous avons voulu montrer dans ce TPE le chemin qui relie le mouvement de l'iphone au mouvement de la voiture. À travers ce chemin, nous avons voulu vous faire part des différentes solutions techniques que nous avons utilisées afin de répondre à la fonction principale (qui était de commander à distance une trajectoire) ainsi que des éventuels changements de solutions techniques ou des retours en arrière lors de la conception de la voiture. Nos objectifs de départ étaient tout d'abord de finir l'élaboration de la voiture en se procurant les éléments nécessaires et en terminant le codage, et de décrire la voiture à l'aide de l'analyse fonctionnelle. Une fois cela fini, nous avons décidé de prendre séparément les différents 20
composants de la voiture ainsi que du PDA, afin d'expliquer leur fonctionnement et leur utilité dans la chaine d'information et dans la chaine d énergie. Au fil des semaines, nous avons décidé de nous aider de maquette «réelle» afin d'expliquer certains éléments complexes comme le différentiel. Mon travail principal se concentrait autour de l'analyse fonctionnelle en recherchant les différentes fonctions techniques ainsi que leur solution appropriée. J'ai aussi participé à l'explication de plusieurs composants tels que l accéléromètre et crée quelques maquettes pour expliquer le fonctionnement d'autres éléments comme le différentiel ou le solénoïde. Ma participation à ce TPE m'a permis d'apprendre de nombreuses choses sur les circuits électroniques ainsi que sur certains éléments tels que le pont en H qui m'était, avant ce TPE, totalement inconnue. Je regrette cependant de n'avoir pas pu plus aider à la fabrication de la voiture à certains moments à cause de mon manque de connaissance, notamment sur la partie codage. Je reste cependant globalement satisfait de ce TPE qui m'a donné envie de me lancer dans d'autres fabrications de ce genre. Nous allons maintenant finir avec la synthèse de Jonathan Rico : Synthèse Personnelle : Jonathan RICO Dans ce TPE, nous avons choisi de travailler sur un produit qui n'existait pas à ce momentlà: la voiture télécommandée par PDA, plus précisément par les signaux de l'accéléromètre contenu dans ce PDA. Comme nous allions élaborer ce produit de A à Z, nous avons opté pour une problématique adaptée : Comment commander une voiture télécommandée en utilisant l'accéléromètre contenu dans un PDA? J'ai eu l'idée du choix de ce thème, car l'année dernière, j'avais fabriqué une voiture télécommandée par accéléromètre, en modifiant sa télécommande d'origine. Comme je n'avais modifié que la télécommande, je n'avais faite aucune modification à la voiture d'origine. Mais la télécommande était assez grosse et encombrante 15x20 cm, donc je me suis dit que l'on pourrait, au lieu de modifier la télécommande, intégrer un système de traitement de l'information (des signaux de l'accéléromètre ) directement dans la voiture, et qu'on pourrait, en guise de télécommande, utiliser un PDA (j'avais un ipod touch à ce moment-là). Nous avons commencé par faire un diagramme FAST, afin de trouver les solutions techniques appropriées aux diverses fonctions de service trouvées à l'aide d'un diagramme pieuvre. Etant donné que nous avions déjà une base de voiture télécommandée (châssis, moteur, système de direction, etc...), nous avions déjà certaines solutions techniques, qui devenaient alors des contraintes, car il fallait penser à concevoir le système de traitement de l'information et de distribution de l'énergie en fonction des contraintes imposées par ces solutions techniques. Nos objectifs de départ étaient de pouvoir contrôler une voiture télécommandée en fonction des signaux émis par l'accéléromètre d'un PDA, le tout en utilisant une connexion sans fil. Je dois dire que nous avons atteint ce but, malgrès divers problèmes techniques. Au début, nous étions partis sur une connexion de technologie WiFi pour la communication entre le PDA et le microcontroleur (le système de traitement de l'information embarqué dans la voiture), et comme PDA, nous avions choisi un ipod touch. L'iPod touch nous a posé plusieurs problèmes, notamment celui d'être obligé d'avoir un ordianteur de la marque Apple pour pouvoir programmer et créer une application sur l'ipod. Malheureusement, nous n'avions pas cet ordinateur. Nous avons donc décidé de changer de PDA et nous avons opté pour un smartphone utilisant le système d'exploitation libre 21
Android, qui nous permettait de programmer sur ce PDA peu importe l'ordinateur utilisé. Ensuite, nous avons eu des problèmes avec la carte WiFi, car elle était bien trop chère et difficile à mettre en place (il me fallait apprendre la programmation réseau, compétence que je n'avais pas encore). Nous avons donc opté pour la technologie Bluetooth, dont les puces sont beaucoup plus faciles a obtenir, a configurer et à utiliser. Elles sont aussi beaucoup moins chères. Voilà les changements de moyens que nous avons faits au cours de ce TPE. Dans ce TPE, mon rôle a été de choisir le thème et la problématique. Je me suis aussi chargé de la ré alisation physique du produit : fabrication de circuits imprimés, programmation, soudure des composants, etc...). Pour ce qui est de la réalisation du TPE lui-même, je me suis occupé de réaliser la partie parlant de l'acquisition de l'information, de son traitement, et de sa communication. Je me suis aussi occupé de faire, dans la chaine d'énergie, une partie explicative du moteur à courant continu dans la partie transformer l'énergie, puis d'une partie explicative du système de direction et pour finir, un petit paragraphe explicatif sur le fonctionnement d'un différentiel dans la partie de la transmission de l'énergie. Pour moi, ce TPE a été une occasion d'expérimenter les diverses étapes de la conception d'un produit, en passant par les problèmes rencontrés, les délais à respecter, jusqu'à arriver à la réalisation physique du produit. La seule chose dont j'ai pu manquer dans ce TPE est de temps! Pour moi, les TPE sont une formidable expérience pour les élèves de première, en tout cas en Sciences de l'ingénieur, qui les aide à voir les étapes de la conception et tous les détails techniques des produits couramment utilisés et dont on ne se serait jamais penché sur le fonctionnement si on n'avait pas eu les TPE. J'ai vraiment aimé cette expérience! 22
Nous allons, en guise de conclusion, vous présenter un schéma récapitulatif du fonctionnement du système, en partant des données de l'accéléromètre jusqu'a l'action finale des roues sur le sol tout en listant les solutions techniques et les parties des chaines d'énergie et d'information auxquelles elles appartiennent : 23
Annexe : Détails Techniques sur l'arduino La carte Arduino Duemilanove Vue d'ensemble La carte Arduino Duemilanove("2009") est une carte à microcontrôleur basée sur l'atmega168 (voir la fiche technique) pour les premières version ou sur l'atmega328 (voir la fiche technique) pour les versions actuelles. Elle dispose : de 14 broches numériques d'entrées/sorties (dont 6 peuvent être utilisées en sorties PWM (largeur d'impulsion modulée)), de 6 entrées analogiques (qui peuvent également être utilisées en broches entrées/sorties numériques), d'un quartz 16Mhz, d'une connexion USB, d'un connecteur d'alimentation jack, d'un connecteur ICSP (programmation "in-circuit"), et d'un bouton de réinitialisation (reset). Elle contient tout ce qui est nécessaire pour le fonctionnement du microcontrôleur; Pour pouvoir l'utiliser, il suffit simplement de la connecter à un ordinateur à l'aide d'un câble USB (ou de l'alimenter avec un adaptateur secteur ou une pile, mais ceci n'est pas indispensable, l'alimentation étant fournie par le port USB). "Duemilanove" signifie 2009 en Italien et ce nom est donné d'après l'année de sa sortie. La Duemilanove est la dernière née dans la série des cartes Arduino USB; pour une comparaison avec les cartes précédentes, voir l'index des cartes Arduinosur le site officiel Arduino. 24
Synthèse des caractéristiques Microcontrôleur Tension de fonctionnement Tension d'alimentation (recommandée) Tension d'alimentation (limites) Broches E/S numériques Broches d'entrées analogiques Intensité maxi disponible par broche E/S (5V) Intensité maxi disponible pour la sortie 3.3V Intensité maxi disponible pour la sortie 5V Mémoire Programme Flash ATmega328 pour les versions actuelles (ATmega168 pour les premières versions) 5V 7-12V 6-20V 14 (dont 6 disposent d'une sortie PWM) 6 (utilisables en broches E/S numériques) 40 ma (ATTENTION : 200mA cumulé pour l'ensemble des broches E/S) 50 ma Fonction de l'alimentation utilisée - 500 ma max si port USB utilisé seul 16 KB (ATmega168) or 32 KB (ATmega328) dont 2 KB sont utilisés par le bootloader Mémoire SRAM (mémoire 1 KB (ATmega168) ou 2 KB (ATmega328) volatile) Mémoire EEPROM (mémoire 512 bytes (ATmega168) ou 1 KB (ATmega328) non volatile) Vitesse d'horloge 16 MHz Schéma et typon de référence Fichier EAGLE : arduino-duemilanove-reference-design.zip Schémas : arduino-duemilanove-schematic.pdf Alimentation La carte Arduino Duemilanove peut-être alimentée soit via la connexion USB (qui fournit 5V jusqu'à 500mA) ou à l'aide d'une alimentation externe. La source d'alimentation est sélectionnée automatiquement par la carte. L'alimentation externe (non-usb) peut être soit un adapteur secteur (pouvant fournir typiquement de 3V à 12V sous 500mA) ou des piles (ou des accus). L'adaptateur secteur peut être connecté en branchant une prise 2.1mm positif au centre dans le connecteur jack de la carte. Les fils en provenance d'un bloc de piles ou d'accus peuvent être insérés dans les connecteurs des broches de la carte appelées Gnd (masse ou 0V) et Vin (Tension positive en entrée) du connecteur d'alimentation. 25
La carte peut fonctionner avec une alimentation externe de 6 à 20 volts. Cependant, si la carte est alimentée avec moins de 7V, la broche 5V pourrait fournir moins de 5V et la carte pourrait être instable. Si on utilise plus de 12V, le régulateur de tension de la carte pourrait chauffer et endommager la carte. Aussi, la plage idéale recommandée pour alimenter la carte Duemilanove est entre 7V et 12V. Les broches d'alimentation sont les suivantes : VIN. La tension d'entrée positive lorsque la carte Arduino est utilisée avec une source de tension externe (à distinguer du 5V de la connexion USB ou autre source 5V régulée). Vous pouvez alimenter la carte à l'aide de cette broche, ou, si l'alimentation est fournie par le jack d'alimentation, accéder à la tension d'alimentation sur cette broche. 5V. La tension régulée utilisée pour faire fonctionner le microcontrôleur et les autres composants de la carte (pour info : les circuits électroniques numériques nécessitent une tension d'alimentation parfaitement stable dite "tension régulée" obtenue à l'aide d'un composant appelé un régulateur et qui est intégré à la carte Arduino). Le 5V régulé fourni par cette broche peut donc provenir soit de la tension d'alimentation VIN via le régulateur de la carte, ou bien de la connexion USB (qui fournit du 5V régulé) ou de tout autre source d'alimentation régulée. 3V3. Une alimentation de 3.3V fournie par le circuit intégré FTDI (circuit intégré faisant l'adaptation du signal entre le port USB de votre ordinateur et le port série de l'atmega) de la carte est disponible : ceci est intéressant pour certains circuits externes nécessitant cette tension au lieu du 5V). L'intensité maximale disponible sur cette broche est de 50mA GND. Broche de masse (ou 0V). Mémoire L'ATmega 168 a 16 Ko de mémoire FLASH pour stocker le programme (dont 2ko sont utilisés par le bootloader); l'atmega 328 a 32Ko de mémoire FLASH pour stocker le programme (dont 2Ko également utilisés par le bootloader). L'ATmega 168 a 1Ko de mémoire SRAM (volatile) et 512Ko d'eeprom (non volatile) (mémoire qui peut être écrite et lue à l'aide dela librairie EEPROM?); L'ATmega 328 a 2ko de mémoire SRAM (volatile) et 1Ko d'eeprom (non volatile. Pour info : Le bootloader est un programme préprogrammé une fois pour toute dans l'atméga et qui permet la communication entre l'atmega et le logiciel Arduino via le port série, notamment lors de chaque programmation de la carte. Entrées et sorties numériques Chacune des 14 broches numériques de la carte Duemilanove (numérotées des 0 à 13) peut être utilisée soit comme une entrée numérique, soit comme une sortie numérique, en utilisant les instructions pinmode(), digitalwrite() et digitalread() du langage Arduino. Ces broches fonctionnent en 5V. Chaque broche peut fournir ou recevoir un maximum de 40mA d'intensité et dispose d'une résistance interne de "rappel au plus" (pull-up) (déconnectée par défaut) de 20-50 KOhms. Cette résistance interne s'active sur une broche en entrée à l'aide de l'instruction digitalwrite(broche, HIGH). 26
De plus, certaines broches ont des fonctions spécialisées : Communication Serie: Broches 0 (RX) et 1 (TX). Utilisées pour recevoir (RX) et transmettre (TX) les données séries de niveau TTL. Ces broches sont connectées aux broches correspondantes du circuit intégré FTDI de la carte, composant qui assure l'interface entre les niveaux TTL et le port USB de l'ordinateur. Interruptions Externes: Broches 2 et 3. Ces broches peuvent être configurées pour déclencher une interruption sur une valeur basse, sur un front montant ou descendant, ou sur un changement de valeur. Voir l'instructionattachinterrupt() pour plus de détails. Impulsion PWM (largeur d'impulsion modulée): Broches 3, 5, 6, 9, 10, et 11. Fournissent une impulsion PWM 8-bits à l'aide de l'instruction analogwrite(). SPI (Interface Série Périphérique): Broches 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ces broches supportent la communication SPI (Interface Série Périphérique) qui, bien que disponible d'un point de vue matériel, n'est pas actuellement inclut dans le langage Arduino. Une librairie pour communication SPI est cependant disponible. I2C: Broches 4 (SDA) et 5 (SCL). Supportent les communications de protocole I2C (ou interface TWI (Two Wire Interface - Interface "2 fils"), disponible en utilisant la librairie Wire/I2C (ou TWI - TwoWire interface - interface "2 fils"). LED: Broche 13. Il y a une LED incluse dans la carte connectée à la broche 13. Lorsque la broche est au niveau HAUT, la LED est allumée, lorsque la broche est au niveau BAS, la LED est éteinte. Voir également : Correspondance entre les broches de l'arduino et les ports de l'atmega168. Broches analogiques La carte Duemilanove dispose de 6 entrées analogiques (numérotées de 0 à 5), chacune pouvant fournir une mesure d'une résolution de 10 bits (càd sur 1024 niveaux soit de 0 à 1023) à l'aide de la très utile fonction analogread() du langage Arduino. Par défaut, ces broches mesurent entre le 0V (valeur 0) et le 5V (valeur 1023), mais il est possible de modifier la référence supérieure de la plage de mesure en utilisant la broche AREF et l'instruction analogreference() du langage Arduino. Note : les broches analogiques peuvent être utilisées en tant que broches numériques : elles sont numérotées en tant que broches numériques de 14 à 19. Autres broches Il y a deux autres broches disponibles sur la carte : AREF : Tension de référence pour les entrées analogiques (si différent du 5V). Utilisée avec l'instructionanalogreference(). Reset : Mettre cette broche au niveau BAS entraîne la réinitialisation (= le redémarrage) du microcontrôleur. Typiquement, cette broche est utilisée pour ajouter un bouton de réinitialisation sur le circuit qui bloque celui présent sur la carte. 27
Communication La carte Arduino dispose de toute une série de facilité pour communiquer avec un ordinateur, une autre carte Arduino, ou avec d'autres microcontrôleurs. L'ATmega 168 et l'atmega 328 dispose d'une UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ou émetteur-récepteur asynchrone universel en français) pour communication série de niveau TTL (5V) et qui est disponible sur les broches 0 (RX) et 1 (TX). Un circuit intégré FT232RL (circuit FTDI) sur la carte assure la connexion entre cette communication série vers le port USB de l'ordinateur et les drivers FTDI (qui sont inclus avec le logiciel Arduino) qui créent un port COM virtuel sur l'ordinateur utilisable par les logiciels. Le logiciel Arduino inclut une fenêtre terminal série (ou moniteur série) sur l'ordinateur et qui permet d'envoyer des textes simples depuis et vers la carte Arduino. Les LEDs RX et TX sur la carte clignote lorsque les données sont transmises via le circuit intégré FTDI et la connexion USB vers l'ordinateur (mais pas pour les communications série sur les broches 0 et 1). Une librairie Série Logicielle permet la communication série sur n'importe quelle broche numérique de la carte Duemilanove. L'ATmega 168 et l'atmega 328 supporte également la communication par protocole I2C (ou interface TWI (Two Wire Interface - Interface "2 fils") et SPI : Le logiciel Arduino inclut la librairie Wire qui simplifie l'utilisation du bus I2C. Voir la documentation pour les détails Pour utiliser la communication SPI (Interface Série Périphérique), la librairie pour communication SPI est disponible. Programmation La carte Arduino Duemilanove peut être programmée avec le logiciel Arduino (à télécharger ici). Il suffit de sélectionner "Arduino Diecimila ou Duemilanove w/ ATmega168" ou "Arduino Duemilanove w/ ATmega328" dans le menu Tools > Board (en fonction du microcontrôleur présent sur votre carte). Pour plus de détails sur le langage Arduino, voir la référence du langage Arduino et pour apprendre à programmer en langage Arduino voir la page Apprendre. Les microcontrôleurs ATmega168 ou ATmega328 présents sur la carte Arduino Duemilanove sont livrés avec un bootloader (petit programme de démarrage) préprogrammé qui vous permet de transférer le nouveau programme dans le microcontrôleur sans avoir à utiliser un matériel de programmation externe. Ce bootloader communique avec le microcontrôleur en utilisant le protocol original STK500 (reference, fichiers C). Vous pouvez bien sûr passer outre le bootloader et programmer le microcontrôleur via le connecteur ICSP ( In-Circuit Serial Programming - "Programmation Série Dans le circuit" en français); voir ces instructions (en anglais) pour plus de détails. 28
Réinitialisation (logicielle) automatique Plutôt que de nécessiter un appui sur le bouton poussoir de réinitialisation avant un transfert de programme, la carte Arduino Duemilanove a été conçue de telle façon qu'elle puisse être réinitialisée par un logiciel tournant sur l'ordinateur. Une des broches matérielles de contrôle du flux (DTR) du circuit intégré FT232RL est connecté à la ligne de réinitialisation de l'atmega (168 ou 328) via un condesateur de 100 nanofarads. Lorsque cette broche est mise au niveau BAS, la broche de réinitialisation s'abaisse suffisamment longtemps pour réinitialiser le microcontrôleur. Le logiciel Arduino utilise cett possibilité pour vous permettre de transférer votre programme dans la carte par un simple clic sur le bouton de transfert de la barre de boutons de l'environnement Arduino. Cela signifie que le bootloader peut avoir un temps mort plus court, la mise au niveau bas de la broche DTR étant bien coordonnée avec le début du transfert du programme. Ce fonctionnement a d'autres implications. Quand la carte Duemilanove est connectée à un ordinateur fonctionnant soit sous Mac Os X ou Linux, la carte se réinitialise à chaque fois qu'une connexion se fait entre elle et le logiciel (via le port USB). Pendant la demi-seconde suivante, le bootloader s'exécute sur la carte Duemilanove. Puisqu'il est programmé pour ignorer les données mal formatées (càd toute donnée en plus du transfert d'un nouveau programme), il interceptera les quelques premiers octets de donnée envoyé à la carte après qu'une connexion soit établie. Si un programme s'exécutant sur la carte reçoit une configuration initiale ou d'autres données quand il démarre, assurez-vous que le logiciel avec lequel il communique attend une seconde après l'ouverture de la connexion avant d'envoyer ces données. La carte Duemilanove comporte une piste (du circuit imprimé) que vous pouvez couper pour désactiver la réinitialisation automatique. Les bords de chaque côté de la piste peuvent solidarisés ensemble pour la réactiver. Vous pouvez également désactiver la réinitialisation automatique en connectant une résistance de 110 Ohms entre le +5V et la ligne de réinitialisation (reset); voir ce fil du forum (en anglais) pour plus de détails. Protection du port USB contre la surcharge en intensité La carte Arduino Duemilanove a un polyfusible réinitialisable qui protège le port USB de votre ordinateur contre les surcharges en intensité (le port USB est généralement limité à 500mA en intensité). Bien que la plupart des ordinateurs aient leur propre protection interne, le fusible de la carte fournit une couche supplémentaire de protection. Si plus de 500mA sont appliqués au port USB, le fusible de la carte coupera automatiquement la connexion jusqu'à ce que le court-circuit ou la surcharge soit stoppé. Caractéristiques Mécaniques Les longueurs et largeurs maximales de la Duemilanove sont respectivement 6.86 cm et 5.33 cm, avec le connecteur USB et le connecteur d'alimentation Jack s'étendant au-delà des dimensions de la carte. Trois trous de vis permettent à la carte d'être fixée sur une surface ou dans un boîtier. Noter que la distance entre les broches 7 et 8 est de 0.16 pouces, et non un multiple des 0.1 pouces séparant les autres broches. 29