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Sommaire
• I) Introduction du projet
• II) Architecture des cartes
• III) Exemples d’intégration de modules – a) Transmission de données sans fils (Xbee) – b) Capteurs (Accéléromètre/GPS/GPRS/GSM)
• IV) Exemple d’application
• V) Conclusion
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I) Introduction du projet
WASPMOTE • Carte électronique constitué d’un microcontrôleur
• Plateforme pour capteurs sans fils
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I) Introduction du projet
WASPMOTE • Carte électronique constitué d’un microcontrôleur
• Plateforme pour capteurs sans fils
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I) Introduction du projet
WASPMOTE • Dédiée à la communication de réseaux sans fils autonomes
• Alimentation autonome (de 1 à 5 ans)
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I) Introduction du projet
WASPMOTE • 2007 Collaboration entre Libelium et Arduino
– Développé un réseau de capteurs sans fils avec Arduino et XBee
• Exigences élevées des clients Libelium – Consommation
– Certification Radio
• Naissance de la Waspmote – Philosophie modulaire, basse consommation, sans fil
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I) Introduction du projet
WASPMOTE
Arduino UNO Arduino Mega 2560 Waspmote
Board 22,00 € 41,00 € 155,00 €
Arduino Xbee 802.15.4 + 2dBi antenna
45,00 € 45,00 €
Triple axis accelerometer
7,75 € 7,75 €
On Board Programmable LED + ON/OFF Switch
1,00 € 1,00 €
RTC DS3234 + Button Battery
16,00 € 16,00 €
uSD Adaptor 20,00 € 20,00 €
Solar Panel Socket 47,00 € 47,00 €
6600mAh Battery 30,00 €
Total 158,75 € 177,75 € 185,00 €
• Même Microprocesseur que Arduino Mega • Même IDE que Arduino
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Plusieurs protocoles permettent d’assurer la communication
entre des objets distants …
Le ZigBee …
• Un protocole permettant la communication de petites radios
• Conçu pour une faible consommation d’énergie
• Norme 802.15.4 pour WPANs
• IEEE 802.15.4 définit la couche physique PHY et le contrôle d’accès au support MAC
• Faible besoin en mémoire
III) a) Transmission sans fils
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• conçu pour la réalisation des systèmes de communication dans les WSN
• fréquence porteuse : 2.4Ghz
• portées variées : XBee 1 et 2 (10 - 100m), XBee Pro (1000m)
• faible débit : 250kbps
• faible consommation : 3.3V - 50mA -45mA
• entrées/sorties : 6 10-bit ADC input pins, 8 digital IO pins
Le module XBee est un émetteur/récepteur radio au
standard IEEE 802.15.4 permet d’implémenter le ZigBee…
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III) a) Transmission sans fils
Il existe plusieurs topologies de réseaux : maillé, point à
point, point à multipoint…
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III) a) Transmission sans fils
Le module XBee peut être connecté à n’import quel
circuit présentant une liaison UART notamment les
microcontrôleurs…
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III) a) Transmission sans fils
Le module XBee permet de communiquer des informations par radio-
fréquence entre un arduino et un PC…
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III) a) Transmission sans fils
Le module d'Accélérateur utilisé pour obtenir l’accélération dans les 3 directions de l’espace
vérification du statut et de l’état du système contenant le Waspmote possède une fonction pour vérifier le statut en chute libre
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III) b) Accéléromètre sur Waspmote
• L'ADXL335 est un accéléromètre d'axe triple avec du bruit extrêmement bas et une consommation électrique de seulement 320uA
• Montage sur Arduino:
On s’intéresse à l’ADL335 et MMA7361
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III) b) Accéléromètre sur Arduino
Composants nécessaires : Un Arduino
1 Accéléromètre MMA7361 Une Breadboard
Des fils de connexion
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III) b) Accéléromètre sur Arduino
Accéléromètre MMA7361
Principe du montage Accéléromètre MMA7361:
• Le câblage de l’accéléromètre demande peu de temps, on connecte les 8 sorties du module vers le Arduino selon le tableau ci-contre :
Module MMA7361 Arduino
Sleep (SL) 13
Self test (ST) 12
Zero G (0G) 11
G Select (GS) 10
X A0
Y A1
Z A2
3V3 3,3V
GND GND
5V 5V 24
III) b) Accéléromètre sur Arduino
Montage des composants sur la Breadboard
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module accéléromètre à monter
Tout le montage se réalise sur la plaque prévu à cet effet (Breadboard). Difficulté câblage des fils (certains seront sous l’accéléromètre).
III) b) Accéléromètre sur Arduino Principe du montage Accéléromètre MMA7361:
• Câblage de la Breadboard
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III) b) Accéléromètre sur Arduino Principe du montage Accéléromètre MMA7361:
Programmation de l’accéléromètre MMA7361 : Le programme utilise une librairie dédié pour paramétrer et utiliser le module. Pour
rappel, une librairie doit d’abord être ajoutée avant d’être utilisée.
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III) b) Accéléromètre sur Arduino
Waspmote peut intégrer un récepteur GPS permettant de connaître la position exacte, l'heure et la date en temps réel, en synchronisant l'horloge interne Waspmote (RTC) avec le temps réel.
Modèle :A1084 (Vincotech):
Sensibilité de mouvement :-159dbm
·Sensibilité d'acquisition :-142dbm
·Temps de Début Chaud :1s
·Temps de Début Chaud :32
·Temps de Démarrage à froid :35
·Connecteur d'antenne :UFL
·Antenne Externe :6dBi
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III) b) GPS sur Waspmote
• Utilisation d’un Shield GSM/GPRS pour Arduino
• Matériel nécessaire
• Un shield GSM/GPRS
• Un câble convertisseur USB vers TTL Série pour permettre de dialoguer directement avec le port série de l'UART en utilisant un port USB du PC.
• Une alimentation stabilisée de 5 Volts car il faut bien alimenter la logique et l'étage de transmission.
• Une borne adaptateur (pour préserver la fiche de votre alimentation)
• Quelques PinHeader droit (voir préparation du GPRS Shield ci-dessous)
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III) b) Module GSM, GPRS et GPS sur Arduino
Module GPS/GPRS/GSM DE DFROBOT
• Ce module (ou shield) a une bande passante quadruple GSM/GPRS. Le moteur marche sur des fréquences EGSM 900MHz/DCS 1800MHz et le MHZ/PC GSM850 1900MHz. Il supporte aussi la technologie GPS pour la navigation satellite. Il est possible d'envoyer des messages et utiliser le réseau GSM entre un robot et le système de commande . Il est contrôlé via les commandes (GSM07.07, 07.05 et SIMCOM amélioré aux Commandes). Le design de ce module permet d’utiliser le GSM et la fonction GPS directement avec l'ordinateur et la carte Arduino. Il inclut un gain haut SMD pour l'antenne du GPS et du GSM. Ce shield de GPS/GPRS/GSM utilise une puce SIM908 incorporée de SIMCOM. En disposant d’une interface standard de l'industrie et d’une fonction GPS, la combinaison de ces technologies permet à des véhicules d'être suivie à la trace à n'importe quel endroit.
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IV) Exemple d’application
Drone d’intervention en terrain dangereux • Rescue drones catastrophes naturelles
• Drones d’exploration cartographie de milieux inaccessibles
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IV) Exemple d’application
Drone d’intervention en terrain dangereux
PC IDE
Application de
traitement de
données
Module Xbee
DRONE
Arduino Mega
Capteurs
Actionneurs
Module Xbee
Transit de données
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IV) Exemple d’application
Drone d’intervention en terrain dangereux
Transit de données
Gateway (Passerelle) End Note
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V) Conclusion
Waspmote Adaptation
• Le problème d’architecture s’est transformé en un problème d’intégration de modules
• L’utilisation d’une carte dépend de sa finalité – Waspmote Réseau sans fils
– Arduino Projet « bon marché »
Petite électronique
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