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Ecole Normale Supérieure de l’Enseignement Technique
Ecole Normale Supérieure ...
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ROBOT SUPERVISEUR
Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016
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Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016
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Nos chers ...
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Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016
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Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016
PARTIE I :
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Intitulé du projet :
ROBOT SUPERVISEUR :
Acquisition et échange de données PAR un PROTOCOLE
de communication SANS FIL
Inti...
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Conception et réalisation d’un robot de supervision : acquisition et échange de données à distance via une liaison sans fil

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Ce projet consiste à développer un robot de supervision mobile commandé à distance par un
Smartphone pour transmettre les données souhaitées à savoir : la température, l’humidité et la vidéo.
L’idée est de pouvoir concevoir un système mécatronique en prenant en compte les contraintes
techniques et matérielles pour arriver au développement d’un produit fonctionnel.

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Conception et réalisation d’un robot de supervision : acquisition et échange de données à distance via une liaison sans fil

  1. 1. ‫المدرسة‬‫العليا‬‫ألساتذة‬‫التعليم‬‫التقني‬ Ecole Normale Supérieure de l’Enseignement Technique Ecole Normale Supérieure de l’Enseignement Technique (ENSET-Rabat) Adresse: Av. de l’Armée Royale, Madinat Al Irfane, Riad, Rabat - BP : 6207, Rabat-Instituts, Rabat Tél.: (+212) (0)537 56 40 62, Fax : (+212) (0)537 56 40 76, URL: http://enset.um5s.ac.ma Filière d’Ingénieur Génie Electrique Projet de Développement et de Prototypage Réel d'un Système Relevant du Génie Electrique Semestre 4 Réalisé par Mr. BADDOU Mohammed Mr. AIT MELLAL Ismail Encadré par Prof. ZAZI Malika Sous le thème ROBOT SUPERVISEUR : ACQUISITION ET ECHANGE DE DONNEES PAR UN PROTOCOLE DE COMMUNICATION SANS FIL Soutenue le 15 Juin 2016, devant le jury : Mme. CHAOUI, professeur à l’ENSET, président Mme. ZAZI, professeur à l’ENSET, M. MHAMDI, professeur à l’ENSET.
  2. 2. 2 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016
  3. 3. 3 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 A Nos chers Parents… Nos frères et sœurs… Nos professeurs… Et également à tous ceux qui ont participé de près ou de loin à l’élaboration de cet humble travail. . Cordialement
  4. 4. 4 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Avant tout développement sur cette expérience, il apparaît opportun d’entamer ce rapport de projet de développement, de prototypage réel d’un système relevant du Génie Electrique par des remerciements à ceux qui nous ont beaucoup appris au cours de cette période. Nous adressons nos sincères remerciements et l’expression de notre respectueuse considération au Directeur de l’ENSET Monsieur EL GHARAD ABDELLAH, Nos remerciements vont aussi à notre encadrant Mme. MALIKA ZAZI qui n’a cessé de nous encourager et de nous guider avec ses précieux et judicieux conseils tout au long de la période de cette expérience, ainsi pour toutes ses explications issues de cette expérience. Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements à notre coordinatrice de notre filière Mme. SOUMIA EL HANI pour sa disponibilité, aux membres du jury de soutenance Mme. CHAOUI Fatima Zahra et Mr. MHAMDI Jamal à tous les professeurs qui nous enseignent tout au long de cette année. MERCI
  5. 5. 5 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Le projet de développement et de prototypage réel d’un système relevant du Génie Electrique est une occasion qui nous a permis d'être en contact direct avec des situations problématiques réelles. Grâce à cette occasion, les élèves ingénieurs apprennent des leçons pratiques en faisant des recherches pour s'adapter au projet et d’améliorer ses connaissances théoriques au niveau du sujet traité. De même, sur le plan humain et psychologique, il est certain que les élèves ingénieurs s’engagent dans un travail d’équipe, ce qui permet et offre une sociabilité assez rapide et satisfaisante. C’est dans ce cadre que ce projet s’inscrit. C’est aussi une occasion de découvrir les différents points en relation avec le sujet du projet.
  6. 6. 6 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 La bonne réussite d'un projet s'appuie sur un ensemble des piliers qui est : l'équipe de travail et son organisation. Notre équipe se compose de 2 étudiants :  Mr. BADDOU Mohamed :  Téléphone : +212 6 77 84 10 85  G-mail : baddoubaddou@gmail.com  Mr. AIT MELLAL Ismail :  Téléphone : +212 6 27 72 63 31  G-mail : ismail.aitmellal@gmail.com Notre Projet a été encadré par le professeur du département Génie Electrique :  Mme. ZAZI Malika :  G-mail : m.zazi@um5s.net.ma L’organisation du travail est selon le diagramme GANT ci-dessous :
  7. 7. 7 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 DEDICACE …...................................................................................................................................................03 REMERCIEMENTS ..........................................................................................................................................04 AVANT-PROPOS .............................................................................................................................................05 METHODOLOGIE, ORGANISATION DU TRAVAIL...................................................................................06 TABLE DES MATIERES..................................................................................................................................07 LISTE DES FIGURES ......................................................................................................................................09 LISTE DES TABLEAUX..................................................................................................................................10 L’ETAT DE L’ART...........................................................................................................................................11 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL....................................................................................................13 INTRODUCTION GENERALE .......................................................................................................................14 PARTIE I : ETUDE PREALABLE DU PROJET............................................................................................15 I. Analyse Fonctionnelle du Projet ..................................................................................................................16 1. Analyse fonctionnelle du besoin (bête a corne) ..................................................................................17 2. Diagramme pieuvre..............................................................................................................................18 3. Diagramme FAST................................................................................................................................19 4. Chaine fonctionnelle du Projet.............................................................................................................21 II. Modélisation Fonctionnelle et Structurelle du Robot de Supervision en SysML.........................................25 1. Diagramme de Cas d’Utilisation..........................................................................................................25 2. Diagramme d’Exigence.......................................................................................................................26 3. Diagramme de Définition de Bloc.......................................................................................................26 4. Diagramme Interne de Bloc.................................................................................................................28 PARTIE II : DESCRIPTION ET MISE EN ŒUVRE DE LA PARTIE MATERIELLE...............................29 I. La Carte ARDUINO Mega 2560..................................................................................................................30 1. Vue de l’Ensemble..............................................................................................................................30 2. Synthèse des Caractéristiques.............................................................................................................31 3. Brochage de la Carte Mega.................................................................................................................31 4. Alimentation........................................................................................................................................32 5. Les Périphériques du KIT UNO..........................................................................................................33
  8. 8. 8 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 II. La Motorisation du Robot..............................................................................................................................36 1. Présentation des Servomoteurs..........................................................................................................36 2. Présentation des Shield L298N (Pont H) ..........................................................................................37 3. Fonctionnement et Brochage avec ARDUINO.................................................................................37 III. Communication sans fil..............................................................................................................................38 1. Principe de la Communication sans Fil.............................................................................................38 2. Différents Types de la Communication sans Fil...............................................................................39 3. Tableau Récapitulatif........................................................................................................................40 4. Présentation du Shield Bluetooth .....................................................................................................40 5. Fonctionnement et Brochage avec ARDUINO.................................................................................41 IV. Les Capteurs...............................................................................................................................................42 1. Capteur Ultrason ..............................................................................................................................42 2. Capteur de la Température et de l’Humidité DHT11 .......................................................................44 3. RFID-RC522 ....................................................................................................................................45 4. Caméra OV767..................................................................................................................................46 PARTIE III : PRESENTATION DE LA PARTIE LOGICIELLE .................................................................47 I. ARDUINO ...................................................................................................................................................48 II. App INVENTOR pour ANDROID..............................................................................................................48 PARTIE IV : ECRITURE DE PROGRAMME DE COMMANDE DU SYSTEME .....................................50 I. Organigramme de Commande du Système ...................................................................................................51 PARTIE V : PHASE DE LA REALISATION ...............................................................................................53 I. Réalisation de la Plateforme sous App INVENTOR......................................................................................54 II. Réalisation du Robot.......................................................................................................................................58 CONCLUSION GENERALE............................................................................................................................61 CONCLUSIONS PERSONNELLES.................................................................................................................62 BIBLIOGRAPHIE & WEBOGRAPHIE ..........................................................................................................63 ANNEXE...........................................................................................................................................................64
  9. 9. 9 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Figure 1 : Exemple des catégories de robots. Figure 2 : Diagramme Bête à Corne exprimant le besoin du Robot de Supervision. Figure 3 : Diagramme Pieuvre reliant le robot avec son environnement extérieur. Figure 4 : Diagramme exprimant la lecture du FAST. Figure 5 : Diagramme FAST du Robot de Supervision. Figure 6 : Chaine fonctionnelle d’un système. Figure 7 : Chaine d’énergie d’un système. Figure 8 : Chaine d’information d’un système. Figure 9 : Chaine fonctionnelle du Robot. Figure 10 : Diagramme ‘‘Cas d’utilisation’’ du Robot. Figure 11 : Diagramme ‘‘d’Exigence’’ du Robot. Figure 12 : Diagramme de ‘‘définition des blocs’’ du Robot. Figure 13 : Diagramme Interne de blocs du Robot. Figure 14 : Vue d’ensemble de la carte ARDUINO MEGA. Figure 15 : Vue représentant le brochage de la carte ARDUINO MEGA. Figure 16 : Moteur à Courant Continue (DC). Figure 17 : Shield L298N Pont H. Figure 18.1 : Sens du courant en fonction de l’état des interrupteurs dans Moteurs. Figure 18.2 : Schéma de branchement Shield Moteur avec Arduino et les Moteurs. Figure 19 : Shield Bluetooth JY-MCU. Figure 20 : Schéma de branchement Shield Bluetooth avec Arduino. Figure 21 : Capteur Ultrason HC-SR04. Figure 22 : représentation graphique de la séquence de fonctionnement du module HC-SR04. Figure 23 : Schéma de branchement du module HC-SR04 avec ARDUINO. Figure 24 : Capteur DHT11. Figure 25 : Schéma de branchement du Capteur DHT11 avec ARDUINO. Figure 26 : Pack du Module RFID-RC522.
  10. 10. 10 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Figure 27 : Schéma de branchement du module RFID-RC522 avec ARDUINO. Figure 28 : Module Caméra OV767. Figure 29 : Organigramme de fonctionnement Complet du Robot R.D.S. Figure 30 : Page d’accueil de l’interface graphique sous App Inventer. Figure 31 : Page d’accueil de l’interface graphique. Figure 32 : Description de l’interface graphique de pilotage via Androïde 'Mode Manuel'. Figure 33 : Description de l’interface graphique de pilotage via Androïde ‘Mode Automatique’. Figure 34.1 : Interface de création de l’application ‘ Connexion au Robot’. Figure 34.2 : Interface de création de l’application ‘Pilotage du Robot’. Figure 34.3 : Interface de création de l’application ‘Réception de la température et l’humidité’. Figure 34.4 : Interface de création de l’application 'Déconnexion du Robot'. Figure 35 : Description de l’interface graphique lors de la déconnexion. Figure 36 : Vue des Châssis du Robot. Figure 37 : Vue de dessous du Châssis du Robot. Figure 38.1 : Vue perspective 1 du Robot. Figure 38.2 : Vue perspective 2 du Robot. Figure 39 : Vue d’arrière du Robot. Figure 40 : Vue de face du Robot. Figure 41 : Vue de droite du Robot. Tableau 1 : Les fonctions principales et contraintes du diagramme Pieuvre du Robot. Tableau 2 : Description des différentes fonctions de la chaine d’énergie. Tableau 3 : Caractéristiques de la Carte ARDUINO MEGA. Tableau 4 : Comparaison entre les caractéristiques de Zigbee, Wi-Fi et Bluetooth.
  11. 11. 11 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Un robot est un système mécanique Polly-articulée mû par des actionneurs et commandé par un calculateur qui est destiné à effectuer une grande variété de tâches. Plusieurs dates ont marqué l’évolution et le développement de la robotique, et les plus importants sont :  1947 : premier manipulateur électrique télé opéré ;  1954 : premier robot programmable ;  1961 : apparition d'un robot sur une chaîne de montage de General Motors, premier robot avec contrôle en effort ;  1963 : utilisation de la vision pour commander un robot ;  1973 : premier robot mobile à roues. Selon le domaine où on veut exploiter le robot, on trouve différentes catégories :  Robots mobiles à roues ;  Robots sous-marins ;  Robots volants ;  Robots humanoïdes ;  Robots manipulateurs. Type des robots : 1. Robots personnels : Robots Personnels sont généralement achetés par des acheteurs individuels (consommateurs) et sont utilisés pour éduquer, de divertir ou d'aider à la maison. Ce marché se caractérise par des produits tels que les aspirateurs robotisés, tondeuses à gazon, et les jouets, ainsi que des robots qui aident les personnes handicapées et les personnes âgées à la maison. Figure 1 : Exemple des catégories de robots.
  12. 12. 12 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Robots de service : Les robots de services sont des semi ou entièrement autonome des robots mobiles qui aident les équipements humains de service, et effectuer d'autres fonctions autonomes. Ils sont utilisés au mieux pour les tâches répétitives, exigent des niveaux constamment élevés de concentration, sont exigeants physiquement, ou de prendre place dans des environnements dangereux. Robots qui exécutent des fonctions sous-marine, ceux qui propre, et ceux qui effectuent des manœuvres précises médicaux sont des exemples populaires de robots de service. Probablement la plus grande sous-classe de robots de service est dans l'industrie de la défense. Véhicules sans pilote sur le terrain, sous l'eau, ou dans l'air tout ajustement au sein de cette catégorie. Souvent liés à des robots militaires sont la recherche et de sauvetage, lutte contre l'incendie, le déminage, de surveillance et d'autres types de robots de sécurité publique. 3. Robots industrielle : Les robots industriels, ou plus exactement «immeuble bras robotisés" ont été autour depuis des décennies, et ils font des choses comme des voitures de soudure, de peinture, les réfrigérateurs et vérifier des irrégularités dans les chaînes de montage. Ils sont utilisés dans un certain nombre de différents secteurs manufacturiers, mais surtout dans le secteur de l'automobile et à un moindre degré l'industrie électronique. Industriels expéditions robotique effectivement fléchi entre 2000 et 2005 - principalement en raison de la récession dans l'industrie automobile -. Tout l'ensemble du secteur robotique a presque doublé les ventes de 5,7 milliards de 11 milliards de dollars 4. Robots hexapode : Un robot hexapode est un véhicule mécanique dont la locomotion est basée sur trois paires de pattes. L'étude de la marche des insectes est d'un intérêt spécifique pour présenter une alternative à l'usage de roues pour la locomotion des robots. Le terme se réfère par conséquent aux robots d'inspiration biologique imitant dans le cas présent les animaux hexapodes tels les insectes. Les robots hexapodes sont reconnus plus stables que les robots bipèdes du fait que dans la majorité des cas, les hexapodes sont statiquement stables. Par conséquent, ils ne dépendent pas de contrôleurs en temps réel pour rester debout ou pour marcher. Cependant, il a été démontré qu'à grandes vitesses de déplacement, les insectes sont dépendants de facteurs dynamiques.
  13. 13. 13 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Nous avons fixé notre propre cahier des charges fonctionnel en proposant ce sujet à notre encadrant. L’idée est donc de réaliser un robot mobile dont le cerveau est une carte Arduino Mega équipée par un Shield Bluetooth qui va assurer la transmission des différentes données Entrées/Sorties. Le pilotage du robot se fait par deux façons :  Mode Manuel : Le robot est commandé à travers les flèches directionnelles de l’application Android ;  Mode Automatique : un détecteur d’obstacle permet au robot de circuler tout seul. Notre système va recouvrir les points suivants :  Réaliser une interface graphique Android à l’aide de l’application App-Inventor pour la commande du robot à distance (Bluetooth).  Le robot sera équipé par :  un capteur de température et d’humidité pour envoyer les mesures à l’utilisateur.  Une caméra afin de capter des images du lieu supervisé, et les envoyer à l’utilisateur.
  14. 14. 14 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Ce projet consiste à développer un robot de supervision mobile commandé à distance par un Smartphone pour transmettre les données souhaitées à savoir : la température, l’humidité et la vidéo. L’idée est de pouvoir concevoir un système mécatronique en prenant en compte les contraintes techniques et matérielles pour arriver au développement d’un produit fonctionnel. Nous commencerons tout d’abord par présenter le projet, les fonctionnalités du robot ainsi que le matériel final choisi. Nous expliquerons ensuite tous nos choix de développement ainsi que le cheminement du projet. Nous aborderons notamment les problèmes que nous aurons rencontrés et les solutions que nous avons tenté d’apporter. Nous enchaînerons alors sur la mise en place et l’installation de ce robot, qui nécessite un certain nombre de procédures de lancement. Nous finirons par un aperçu des améliorations possibles ainsi que les perspectives d’évolution et d’utilisation d’un tel robot. En effet nous pourront voir que le secteur de la robotique est en plein essor et que ce projet s’inscrit dans une introduction aux possibilités offertes par ce domaine. Notre travail est subdivisé en 5 grandes parties :  La 1ére Partie : Etude préalable du projet ;  La 2ème Partie : Description et mise en œuvre de la partie materielle ;  La 3ème Partie : Présentation de la partie logicielle ;  La 4ème Partie : Ecriture de programme de commande du système ;  La 5ème Partie : Phase de la realisation.
  15. 15. 15 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 PARTIE I : ETUDE PREALABLE DU PROJET
  16. 16. 16 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 I. Analyse Fonctionnelle du Projet : L’analyse fonctionnelle est une démarche qui « consiste à rechercher et à caractériser les fonctions offertes par un produit pour satisfaire les besoins de son utilisateur. » La démarche est généralement conduite en mode projet et peut être utilisée pour créer (conception) ou améliorer (re-conception) un produit.  L'objet visé par la démarche peut être un objet, un matériel, un processus matériel ou vivant, une organisation, un logiciel, etc.  Les besoins sont de toute nature et sont exprimés de façon individuelle ou collective, objective ou subjective, avec des degrés de justification disparates.  La ou les fonctions étudiées sont également diverses : fonctions de service, fonctions d'évaluation, fonctions de traitement  Le cadre de l'étude doit être aussi pris en compte : contraintes ou variables déduites de l'environnement, la réglementation, des usages, etc… La méthode RESEAU, la plus complète à ce jour, qui permet de trouver la totalité des fonctions de service, utilise 6 démarches d'analyse dont la complémentarité garantit l'exhaustivité de la démarche. Recherche intuitive Etude du cycle de vie et de l'environnement Sequential Analysis of Fonctional Elements (SAFE) Examen des efforts et des mouvements, Analyse d'un produit de référence Utilisation des normes et des règlements L’analyse fonctionnelle est possible grâce à des outils clairement définis. On trouve ainsi :  La bête à cornes, qui permet d’exprimer la recherche du besoin.  Le diagramme pieuvre, qui permet de définir les liens (c’est-à-dire les fonctions de service) entre le système et son environnement. Ce diagramme permet de recenser la plupart des fonctions du système.  Le cahier des charges, qui permet de décrire et lister les fonctions primaires, secondaires et les contraintes du système étudié.  Les diagrammes FAST et SADT, qui permettent la recherche de solutions technologiques.  Dans la conception de logiciels, le langage SysML est souvent utilisé, notamment quand il s'agit de décrire des processus qui seront développés par la suite à l'aide d'un langage orienté objet.
  17. 17. 17 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 1. Analyse fonctionnelle du besoin (Bête à Corne) : L'analyse des besoins faite auparavant se concentrant surtout sur les besoins majeurs du produit, il est ensuite nécessaire d'approfondir pour pouvoir rédiger un document contractuel sur lequel la maîtrise d'ouvrage et la maîtrise d'œuvre s'entendent. Les besoins devront être exprimés sous forme de fonctions (d'où le nom d'analyse fonctionnelle) et non de solutions pour permettre un choix lors de l'étude technique. Ces fonctions doivent donc être listées, classées et explicitées. L'outil But-Besoin-Fonction-Moyen permet de lister de manière exhaustive l'ensemble des Besoins et puis y associer les Fonctions puis les Moyens afférents. L'expression du besoin permet d'isoler l'objet étudié afin d'identifier le principal destinataire, sa matière d’œuvre, et d'exprimer sa fonction globale. Pour établir la bête à cornes, il est essentiel de se poser les trois questions suivantes :  À qui, à quoi le produit rend-il service ?  Sur qui, sur quoi agit-il ?  Dans quel but ? (pour quoi ?) L'expression du besoin est un outil de représentation de ces questions fondamentales : Sur quoi agit-il ? Dans quel but ? A qui rend-il service ? L’utilisateur L’environnement Robot de Supervision Permettre à l’utilisateur de superviser un endroit inaccessible à l’aide d’une plateforme Androïde Figure 2 : Diagramme Bête à Corne exprimant le besoin du Robot de Supervision.
  18. 18. 18 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Diagramme Pieuvre : Le diagramme pieuvre nous permet de répertorier toutes les fonctions de notre produit. En effet nous rappelons que lors de la conception, les techniciens chercheront pour chaque fonction à satisfaire, la meilleure solution. Et c'est l'ensemble des solutions qui donnera le produit final. On distingue deux types de fonction :  Fp = Fonction principale : lien entre le produit et 2 objets environnants.  Fc = Fonction de contrainte : lien entre le produit et 1 objet environnant. FP1 Permettre à l’utilisateur de superviser un endroit inaccessible FP2 Permettre à l’utilisateur de contrôler le robot à l’aide d’une plateforme Androïde FC1 Assurer l’énergie électrique au robot FC2 Résister au milieu extérieur (climat, sol...) FC3 Être facile à maintenir FC4 Être esthétique FP1 FP2 FC2 FC3 FC4 FC1 Robot de Supervision Utilisateur Milieu extérieur Esthétique Energie Maintenance Supervision Contrôle Figure 3 : Diagramme Pieuvre reliant le robot avec son environnement extérieur. Tableau 1 : Les fonctions principales et contraintes du diagramme Pieuvre du Robot.
  19. 19. 19 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 3. Diagramme FAST : Un diagramme FAST (Functional Analysis System Technique) présente une de composition hiérarchisée des fonctions du système allant des fonctions de service (fonctions en lien avec le milieu extérieur) et passant par les fonctions techniques (fonctions internes au système) jusqu'à l'énoncé des solutions technologique employées ou prévues pour remplir les fonctions techniques. Ce diagramme se construit de la gauche vers la droite à partir de l'énoncé d'une fonction. Tout déplacement vers la droite répond à la question : Comment réaliser cette fonction ? (Comment est réalisée la fonction i ? Par la fonction k.). Tout déplacement vers la gauche répond à la question : Pourquoi réaliser cette fonction ? (Pourquoi est réalisée la fonction k ? Parce ce qu'il faut réaliser la fonction i.). Il est complété vers le haut ou vers le bas pour définir les fonctions devant être assurées simultanément ou en alternative. Figure 4 : Diagramme exprimant la lecture du FAST.
  20. 20. 20 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Superviser un endroit inaccessible à l’aide d’une plateforme Androïde Déplacer le Robot Contrôle la mise en marche Alimenter Accumulateur Faire tourner les roues Moteur CC à chaque roue Automatique Capteur Ultrason HC-SR04 Manuel Plateforme Androïde InterrupteurContrôle la mise en marche Carte Arduino Mega 2560 Donner des ordres Acquérir des donnes Capteur DHT 11 Température / Humidité CameraImage Diriger le Robot Foncions de service Foncions Technique Solution Technologique Figure 5 : Diagramme FAST du Robot de Supervision.
  21. 21. 21 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 4. Chaine fonctionnelle : Pour aller plus loin dans l'analyse structurelle des systèmes automatisés, il est nécessaire de réaliser un découpage par chaines fonctionnelles. Une chaine fonctionnelle est l'adjonction un sous-ensemble de la partie commande (chaine d'information) et d'un sous-ensemble de la partie opérative (chaine d'énergie) qui interagissent pour réaliser une des fonctions du système La chaine d'énergie est le sous-ensemble de la partie opérative qui fait partie de la chaine fonctionnelle étudiée. Elle transforme l'énergie disponible pour le système en valeur ajoutée pour la matière d'œuvre. On peut identifier les éléments suivants : Figure 6 : Chaine fonctionnelle d’un système. Figure 7 : Chaine d’énergie d’un système.
  22. 22. 22 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Fonction Elément Rôle Exemples Alimenter Alimentation Ce peut être une alimentation embarquée ou une connexion à un réseau d'énergie (électricité, air comprimé...). L'énergie est disponible en continu. Connexion à un réseau d'énergie, batterie, cellules photovoltaïques... Distribuer Pré actionneur Le pré actionneur joue le rôle de "robinet" énergétique réagissant aux ordres de la partie commande. Sa technologie diffère en fonction de l'énergie utilisée (électricité, air comprimé...) Relais, distributeurs électropneumatiques ... Convertir Actionneur Convertit l'énergie issue du pré actionneur en énergie mécanique. Les actionneurs les plus courants sont le moteur électrique et le vérin pneumatique. Moteurs électriques, vérins pneumatiques, hydrauliques, résistance chauffantes, ampoules... Transmettre Chaine cinématique Adapte et transmet l'énergie mécanique pour qu'elle soit adaptée à la fonction de la chaine. Réducteur, transmission par chaine, par arbre, fibre optique, pantographe... Agir Effecteur C'est l'élément qui est en contact avec la matière d'œuvre pour lui apporter la valeur ajoutée. Poussoir, bande roulante, forêt, pince, encreur, ... Tableau 2 : Description des différentes fonctions de la chaine d’énergie.
  23. 23. 23 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 La chaine d'information maitrise l'énergie envoyée à l'actionneur en envoyant des ordres au pré- actionneur. Elle élabore ces ordres à partir de grandeurs physiques mesurées sur la partie opérative du système et des consigne venues de l’extérieure. Elle traite ces données pour en déduire les ordres à donner. Elle restitue également des informations à l'opérateur ou vers d'autres systèmes.  Fonction Acquérir : Les capteurs ou les organes de saisie pour l'opérateur ont pour fonction de transformer une grandeur physique (position d'une pièce, pression sur un bouton...) en signal compréhensible par un organe de traitement de l'information. Ces grandeurs sont en général transformées en signal électrique analogique ou numérique.  Fonction Traiter : Le traitement est réalisé par électronique. Il peut s'agir d'un automate programmable pour les données binaires ou d'une carte de commande pour traiter des données analogiques.  Fonction Communiquer : Après traitement, les informations sont mise en forme en fonction de leur usage : ordre à la chaine d'énergie, affichage sur un écran... Figure 8 : Chaine d’information d’un système.
  24. 24. 24 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Représentation générale d'une chaine fonctionnelle : Finalement, on peut représenter une chaine fonctionnelle de notre robot de supervision de la façon suivante : Figure 9 : Chaine fonctionnelle du Robot.
  25. 25. 25 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 II. Modélisation fonctionnelle et structurelle du Robot de supervision en Sys ML : La Modélisation en Sys ML est le nouveau langage de modélisation défini par l’OMG. Il est peut être vu comme une extension d’UML destinée à la modélisation d’un large spectre de systèmes complexes. Son champ d’application est en ce sens plus large que celui d’UML mais sa filiation le rend tout particulièrement intéressant pour la modélisation de systèmes embarqués majoritairement composés de logiciel. Nous allons maintenant définir l'intérieur du Robot dont nous venons de décrire le fonctionnement. Nous allons identifier les blocs et sous blocs qui vont constituer notre système. Ensuite nous allons reprendre la dynamique décrite pour le Robot et la développer à travers les blocs que nous aurons identifiés. 1. Diagramme de Cas d’Utilisation : Le diagramme de cas d'utilisation est un diagramme utilisé pour donner une vision globale du comportement fonctionnel d'un système (Robot de supervision). Il est utile pour des présentations auprès des acteurs d'un projet, mais pour le développement, le cas d'utilisation est plus approprié. Un cas d'utilisation représente une unité discrète d'interaction entre un utilisateur (humain) et un système (Robot). Il est une unité significative de travail. Dans un diagramme de cas d'utilisation, les utilisateurs sont appelés acteurs (actors), ils interagissent avec les cas d'utilisation (use cases). Figure 10 : Diagramme ‘‘Cas d’utilisation’’ du Robot.
  26. 26. 26 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Diagramme d’Exigence : Le diagramme d’exigence décrit les exigences du cahier des charges fonctionnel. Une exigence exprime une capacité ou une contrainte à satisfaire par un système. Elle peut exprimer une fonction que devra réaliser le système ou une condition de performance technique, physique, de sécurité, de fiabilité, d’ergonomie, d’esthétisme... Les exigences servent à établir un contrat entre le client et les réalisateurs du futur système 3. diagramme de Définition de Bloc :  Montre le système du point de vue composant.  Il répond à la question «qui contient quoi ?» Le bloc Sys ML (« block ») constitue la brique de base pour la modélisation de la structure d’un système. Ce bloc peut représenter un système complet, un sous-système ou un composant élémentaire Les blocs sont décomposés afin de décrire la hiérarchie du système. Figure 11 : Diagramme ‘‘d’Exigence’’ du Robot.
  27. 27. 27 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Relation entre blocs : La composition : C’est une relation forte. Elle indique qu’un block a nécessairement besoin du sous- block L’agrégation : c’est une relation moins forte qui n’implique pas d’obligation. Figure 12 : Diagramme de ‘‘définition des blocs’’ du Robot.
  28. 28. 28 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 4. Diagramme Interne de Bloc : Le diagramme de bloc interne décrit la vue interne d’un bloc. Il se base sur le «bdd». Il représente la connexion entre les éléments d’un bloc. Figure 13 : Diagramme Interne de blocs du Robot.
  29. 29. 29 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 DESCRIPTION ET MISE EN ŒUVRE DE LA PARTIE MATERIELLE PARTIE II :
  30. 30. 30 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 I. La Carte ARDUINO Mega 2560 : 1. Vue de l’Ensemble : Arduino est un projet créé par une équipe de développeurs, composée de six individus : Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis et Nicholas Zambetti. Cette équipe a créé le "système Arduino". C’est un outil qui va permettre aux débutants, amateurs ou professionnels de créer des systèmes électroniques plus ou moins complexes. Le système Arduino nous donne la possibilité d'allier les performances de la programmation à celles de l'électronique. Plus précisément, nous allons programmer des systèmes électroniques. Le gros avantage de l'électronique programmée c'est qu'elle simplifie grandement les schémas électroniques et par conséquent, le coût de la réalisation, mais aussi la charge de travail à la conception d'une carte électronique. La carte Arduino Mega 2560 est une carte à microcontrôleur basée sur un ATmega2560. Cette carte dispose de :  54 broches numériques d'entrées/sorties (dont 14 peuvent être utilisées en sorties PWM (largeur d'impulsion modulée) ;  16 entrées analogiques (qui peuvent également être utilisées en broches entrées/sorties numériques) ;  4 UART (port série matériel) ;  Un quartz 16Mhz ;  Une connexion USB ;  Un connecteur d'alimentation jack ;  Un connecteur ICSP (programmation "in-circuit") ;  Un bouton de réinitialisation (reset). Elle contient tout ce qui est nécessaire pour le fonctionnement du microcontrôleur ; Pour pouvoir l'utiliser et se lancer, 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). Figure 14 : Vue d’ensemble de la carte ARDUINO MEGA.
  31. 31. 31 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Synthèse des Caractéristiques : Microcontrôleur ATmega2560 Tension de fonctionnement 5V Tension d'alimentation (recommandée) 7-12V Tension d'alimentation (limites) 6-20V Broches E/S numériques 54 (dont 14 disposent d'une sortie PWM) Broches d'entrées analogiques 16 (utilisables en broches E/S numériques) Intensité maxi disponible par broche E/S (5V) 40 mA (ATTENTION : 200mA cumulé pour l'ensemble des broches E/S) Intensité maxi disponible pour la sortie 3.3V 50 mA Intensité maxi disponible pour la sortie 5V Fonction de l'alimentation utilisée - 500 mA max si port USB utilisé seul Mémoire Programme Flash 256 KB dont 8 KB sont utilisés par le bootloader Mémoire SRAM (mémoire volatile) 8 KB Mémoire EEPROM (mémoire non volatile) 4 KB Vitesse d'horloge 16 MHz 3. Brochage de la Carte Mega : Tableau 3 : Caractéristiques de la Carte ARDUINO MEGA. Figure 15 : Vue représentant le brochage de la carte ARDUINO MEGA.
  32. 32. 32 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 4. Alimentation : La carte Arduino Mega 2560 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. 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 Uno 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).
  33. 33. 33 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 5. Les Périphériques du KIT UNO : 5.1. Les mémoires : L'ATmega 2560 à 256Ko de mémoire FLASH pour stocker le programme (dont 8Ko également utilisés par le bootloader). L'ATmega 2560 a également 8 ko de mémoire SRAM (volatile) et 4Ko d'EEPROM (non volatile - mémoire qui peut être lue à l'aide de la librairie EEPROM). Pour info : Le bootloader est un programme préprogrammé une fois pour toute dans l'ATmega et qui permet la communication entre l'ATmega et le logiciel Arduino via le port USB, notamment lors de chaque programmation de la carte. 5.2. Entrées et Sorties numériques : Chacune des 54 broches numériques de la carte Mega 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). De plus, certaines broches ont des fonctions spécialisées :  Communication Série : Port Serie Serial : 0 (RX) and 1 (TX) ; Port Serie Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX) ; Port Serie Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX); Port Serie Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX). Utilisées pour recevoir (RX) et transmettre (TX) les données séries de niveau TTL. Les broches 0 (RX) and 1 (TX) sont connectées aux broches correspondantes du circuit intégré ATmega8U2 programmé en convertisseur USB-vers-série de la carte, composant qui assure l'interface entre les niveaux TTL et le port USB de l'ordinateur.  Interruptions Externes : Broches 2 (interrupt 0), 3 (interrupt 1), 18 (interrupt 5), 19 (interrupt 4), 20 (interrupt 3), et 21 (interrupt 2). 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'instruction attachInterrupt() pour plus de détails.  Impulsion PWM (largeur d'impulsion modulée) : Broches 0 à 13. Fournissent une impulsion PWM 8-bits à l'aide de l'instruction analogWrite().
  34. 34. 34 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  SPI (Interface Série Périphérique) : Broches 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS). Ces broches supportent la communication SPI (Interface Série Périphérique) disponible avec la librairie pour communication SPI. Les broches SPI sont également connectées sur le connecteur ICSP qui est mécaniquement compatible avec les cartes Uno, Duemilanove et Diecimila.  I2C : Broches 20 (SDA) et 21 (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 - Two-Wire interface - interface "2 fils") . Noter que ces broches n'ont pas le même emplacement que sur les cartes Uno, Duemilanove ou Diecimila.  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. 5.3. Broches analogiques : La carte Mega2560 dispose de 16 entrées analogiques, 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. 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'instruction analogReference().  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.
  35. 35. 35 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 5.4. Communication : La carte Arduino Mega2560 dispose de toute une série de facilités pour communiquer avec un ordinateur, une autre carte Arduino, ou avec d'autres microcontrôleurs. L'ATmega2560 dispose de quatre UARTs (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 ATmega8U2 sur la carte assure la connexion entre cette communication série de l'un des ports série de l'ATmega 2560 vers le port USB de l'ordinateur qui apparaît comme un port COM virtuel pour les logiciels de l'ordinateur. Le code utilisé pour programmer l'ATmega8U2 utilise le driver standard USB COM, et aucun autre driver externe n'est nécessaire. Cependant, sous Windows, un fichier .inf est requis. 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 ATmega8U2 utilisé en convertisseur USB-vers-série et la connexion USB vers l'ordinateur (mais pas pour les communications série sur les broches 0 et 1). Une librairie Série Logicielle permet également la communication série (limitée cependant) sur n'importe quelle broche numérique de la carte UNO. L’ATmega2560 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. 5.5. Protection du port USB contre la surcharge en intensité : La carte Arduino Mega2560 intègre 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.
  36. 36. 36 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 II. La Motorisation du Robot : L’évolution des technologies conduit à utiliser des machines nécessitant des vitesses de rotation précises et variables pour l’entraînement des moteurs d’un robot mobile dans notre cas par exemple. Dans cette partie, On va parler de :  Moteur à courant continu et son Shield.  Comment connecter un tel moteur à l'Arduino, comment le commander par programmation.  Faire varier sa vitesse grâce à des sorties numériques spéciales : les PWM. 1. Présentation des Moteur DC : Un servomoteur permet de réaliser des mouvements de rotation jusqu'à 180°. Mais s'il s'agit de réaliser un robot qui roule, un servomoteur ne peut pas être utilisé pour la propulsion (ou la traction). Il nous faut donc utiliser un moteur qui peut tourner infiniment dans un sens ou dans l'autre. C'est pour cela on a choisi le moteur à courant continu pour motoriser notre robot. Dans le monde qui nous entoure, depuis l'invention des principes de rotation (faire tourner un truc autour d'un autre, ou sur lui-même ; vers 3500 AV J-C pour la roue) et de la mécanisation (la machine fait à la place de l'homme ; au Moyen-Âge pour les moulins) les moteurs ont pris une place importante. Il en existe de multiples sortes et surtout qui fonctionnent avec des énergies et des principes physiques différents. Mais un principe les relie tous : l'axe du moteur tourne.  Caractéristique :  Taille du moteur : 70mm x 22mm x 18mm  Moteur Poids : environ 50g  Tension : entre 3 V et 12 V (recommandé 6 à 8 Volts).  Couple : Environ de 0.5 kg.cm  Vitesse : 15 tr/min (environ de 2 m/s)  Taux de réduction : 48: 1  Bruit : environ < 65db > Figure 16 : Moteur à Courant Continue (DC).
  37. 37. 37 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Présentation des Shield L298N (Pont H) : Le module L298N est un Double Pont-H destiné au contrôle de moteur (H-Bridge Motor Driver). Il est basé sur le composant L298N qui est un double Pont-H conçu spécifiquement pour ce cas d’utilisation. C’est un module extrêmement utile pour le contrôler de robots et ensembles mécanisés. Il peut contrôler deux moteur courant continu ou un moteur pas-à-pas 4 fils 2 phases. Il est conçu pour supporter des tensions plus élevées, des courants importants tout en proposant une commande logique TTL (basse tension, courant faibles, idéal donc pour un microcontrôleur). Il peut piloter des charges inductives comme des relais, solénoïdes, moteurs continus et moteurs pas-à-pas. Les deux types de moteurs peuvent être contrôlés aussi bien en vitesse (PWM) qu’en direction. Toutes les sorties en puissance sont déjà protégées par des diodes anti-retour. 3. Fonctionnement et Brochage avec ARDUINO :  Fonctionnement : Les interrupteurs fonctionnent deux par deux. Le A est associé au D et le B est associé au C. Dans le schéma ci-dessus, rien ne se passe car tous les interrupteurs sont ouverts (ils ne laissent pas passer le courant). Le moteur est arrêté. Voyons maintenant ce qui arrive lorsqu'on actionne en même temps les interrupteurs A et D (schéma de gauche), ou les interrupteurs B et C (schéma de droite) :  Sur le schéma de gauche : les interrupteurs A et D sont fermés. Le courant entre par la patte gauche du moteur et sort par sa droite. Le moteur tourne.  Sur le schéma de droite : les interrupteurs B et C sont fermés. Le courant entre par la patte droite du moteur et sort par sa gauche. Le moteur tourne donc dans le sens inverse. Figure 17 : Shield L298N Pont H. Figure 18.1 : Sens du courant en fonction de l’état des interrupteurs dans Moteurs.
  38. 38. 38 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  Caractéristiques :  Pont H double : L298N  Tension : 5V  Courant : 0-36mA (Courant maximal : 2A (Dans un seul branche))  Puissance Maximale : 25W  Dimensions : 43 x 43 x 26mm  Poids : 26g  Schéma de branchement : III.Communication sans fil : Dans cette partie importante, on décrira la communication sans fil, des types dominants, des propriétés caractérisant chacun des autres et on va terminer avec le choix du type convenable pour notre situation. 1. Principe de la Communication sans Fil : La communication sans fil utilise plutôt les ondes électromagnétiques pour transmettre des données en utilisant l’air comme canal de transfert :  L’émetteur applique une certaine variation de courant à son antenne.  La variation de courant induit une onde électromagnétique.  L’onde électromagnétique se propage à une vitesse proche de celle de la lumière dans l’air.  Un courant électrique est induit dans l’antenne du récepteur par la variation de champs magnétique.  Le récepteur lit la variation de courant et l’interprète selon le protocole de communication. Figure 18.2 : Schéma de branchement Shield Moteur avec Arduino et les Moteurs.
  39. 39. 39 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Différents Types de la Communication sans Fil : Afin de révéler l’intérêt ou le choix du protocole Bluetooth, nous allons présenter en plus de ce protocole quelques protocoles sans fil notamment le protocole Wi-Fi et le Zigbee. 2.1. Zigbee : Le nom Zigbee signifie « Zig Zaglike a bee », c'est un protocole de haut niveau (au même titre que le FTP, HTTP, etc.). Il permet à de petites radios de communiquer sur de faibles distances. Ce protocole est utilisé dans des radios à consommation réduite. Il est basé sur la norme IEEE 802.15.4 pour les réseaux à dimension personnelle ou Wireless Personal Area Networks (WPANs). Les spécifications de Zigbee 1.0 sont disponibles auprès des membres de la communauté industrielle Zigbee Alliance. Bien que le protocole Zigbee soit apparu en 1988. On retrouve ce protocole dans des environnements où la consommation est un critère des élections. Il est ainsi très utilisé en domotique mais aussi dans les contrôles industriels, les applications médicales, les détecteurs de fumée et d’intrusion... A titre indicatif, certains nœuds Zigbee sont conçus pour fonctionner plusieurs mois en autonomie complète grâce à une simple pile alcaline de 1,5 V. Le but du développement de ce protocole est de proposer une liaison sur de courtes distances de façon plus simple que les autres solutions actuelles (principalement le Bluetooth et Wifi). 2.2. Wi-Fi : Le Wi-Fi est une technologie de réseau informatique sans fil mise en place pour fonctionner en réseau interne et, depuis, devenue un moyen d'accès à haut débit à Internet. Il est basé sur la norme IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11). En pratique, pour un usage informatique du réseau Wi-Fi, il est nécessaire de disposer au minimum de deux équipements Wi-Fi, par exemple un ordinateur, et un routeur ADSL.
  40. 40. 40 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2.3.Bluetooth : La technologie Bluetooth est beaucoup répandue dans le monde des télécommunications et dans les appareils sans fil. Depuis quelque année, cette technologie a subie plusieurs modifications et améliorations afin de percer le marché du monde industriel. Cette technologie retint l’attention, car elle possède une excellente portée, une bonne vitesse de transmission et plusieurs autres avantages. La recherche n’a pas été très complexe, car l’information était facilement ainsi que le support technique des exemples de programmation et des documents possédant les commandes de programmation entre autres sont facilement accessible, La simplicité des commandes et le support (documentation et accès à des professionnels) sont de très gros avantages. La technologie Bluetooth possède d’autres atouts, puisqu’il fallait établir la communication à partir d’un ordinateur portable et que les ordinateurs portables sont presque tous munis de cette technologie. Ceci pourrait permettre l’économie d’un module de communication. 1. Tableau Récapitulatif : Nous résumons dans ce tableau une comparaison entre différentes technologies : 2. Présentation du Shield Bluetooth : Notre projet consiste à commander un robot à distance par l’androïde, pour ce faire on a besoin d’une communication sans fil (Bluetooth) afin de transmettre les ordres de pilotage de robot vers la carte Arduino qui s’occupe dans la suite par le déplacement de robot. La moyenne utilisée est un Shield Bluetooth, le Bluetooth JY-MCU(voir l’image ci-dessous) est interfaçable avec une liaison série à travers laquelle il envoie ce qu'il reçoit dans les deux sens. Tableau 4 : Comparaison entre les caractéristiques de Zigbee, Wi-Fi et Bluetooth.
  41. 41. 41 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  Connecteur : PIN Fonction 1 KEY : n’est pas utilisée en générale 2 VCC : 5V 3 GND 4 TXD : pour la transmission série 5 EXD : pour la transmission série  Caractéristiques :  Vitesse de transmission série par défaut est 9600baud.  Il marche avec 3V et 5V, mais il faut faire attention car certains ont eu des soucis avec une tension de 5V.  Il fait 9g environ  Dimensions : 4.4 cm x 1.6 cm x 0.7 cm 3. Fonctionnement et Brochage avec ARDUINO :  Fonctionnement :  Ce module utilise l'interface Série (Tx/Rx) pour l'envoie et la réception des données.  Le module marche en mode esclave uniquement son nom par défaut est linvor, il peut être changé.  Le mot de passe pour lier le module est '1234'  Une fois le module est connecté via une liaison série, il envoie par Protocol Bluetooth tout ce qu'on lui donne, et vis-versa. Figure 19 : Shield Bluetooth JY-MCU.
  42. 42. 42 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  Brochage avec ARDUINO : IV. Les Capteurs : Un capteur est un organe de prélèvement des informations qui élabore à partir d'une grandeur physique, une autre grandeur physique de nature différente (très souvent électrique). Cette grandeur représentative de la grandeur prélevée est utilisable à des fins de mesure ou de commande. Dans cette partie, nous allons présenter les différents capteurs utilisés dans ce projet afin de respecter le cahier des charges fonctionnel. 1. Capteur Ultrason : Les capteurs ultrasons fonctionnent en mesurant le temps de retour d’une onde sonore inaudible par l’homme émise par le capteur. La vitesse du son étant à peu près stable, on en déduit la distance à l’obstacle. Capteur ultrasons compatible Arduino, permettant d'effectuer des mesures de distance plus de 4 mètres sans contact. Il va nous servir pour la détection de l’obstacle. Le modèle compatible est sous la référence HC-SR04.  Caractéristiques :  Alimentation : 5v.  Consommation en utilisation : 15 mA.  Gamme de distance : 2 cm à 5 m.  Résolution : 0.3 cm.  Angle de mesure : < 15°. Figure 20 : Schéma de branchement Shield Bluetooth avec Arduino. Figure 21 : Capteur Ultrason HC-SR04.
  43. 43. 43 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  Le fonctionnement : Il faut envoyer une impulsion niveau haut (à + 5v) pendant au moins 10 µs sur la broche ‘Trig Input’ ; cela déclenche la mesure. En retour la sortie ‘Output’ ou ‘Echo’, va fournir une impulsion + 5v dont la durée est proportionnelle à la distance si le module détecte un objet. Afin de pouvoir calculer la distance en cm, on utilisera la formule suivante : Distance = (durée de l’impulsion (en µs) / 58 Voici une représentation graphique de la séquence de fonctionnement du module :  Schéma de branchement du module avec ARDUINO : Figure 22 : représentation graphique de la séquence de fonctionnement du module HC-SR04. Figure 23 : Schéma de branchement du module HC-SR04 avec ARDUINO.
  44. 44. 44 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 2. Capteur de la Température et de l’Humidité DHT11 : Le capteur d’humidité et de température DHT11 est très rependu dans le contrôle de climatisation, il est constitué d’un capteur de température à base de NTC et d’un capteur d’humidité résistif, un microcontrôleur s’occupe de faire les mesures, les convertir et de les transmettre. Il s’interface grâce à un protocole semblable à 1Wire sur 1 seul fil de donné, une librairie pour Arduino est disponible, il est possible de déporter le capteur jusqu’à 20 m. Cette version est constitué uniquement du capteur, il possède 4 broches espacées de 2,45mm (0,1") ce qui permet de le brancher facilement sur une breadboard. Seul 3 broches sont utiles : VCC, GND et Data.  Caractéristiques :  Alimentation +5V (3.5 - 5.5V)  température : de 0 à 50°C, précision : +/- 2°C  Humidité : de 20 à 96% RH, précision +/- 5% RH  Schéma de branchement du DHT11 avec ARDUINO : Avant d'envoyer le code sur Arduino, il nous faut la librairie DHT qui vous permet d'utiliser le capteur DHT11 sur Arduino. Figure 24 : Capteur DHT11. Figure 25 : Schéma de branchement du Capteur DHT11 avec ARDUINO.
  45. 45. 45 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 3. RFID-RC522 : La radio identification permet de récupérer des données à distance en utilisant des radio-étiquettes (RFID tag, ou transpondeur), collées ou fixées sur des objets (badges, port clé, étiquette électronique...). Les étiquettes très fines comportent une antenne associée à une puce électronique qui leur permet de recevoir et de répondre aux requêtes radio émises depuis l’émetteur-récepteur. Elles contiennent un identifiant individuel (standard Epc-96 sur 96 bits). Leur fonctionnement est passif (sans source d'énergie, donc c'est économique et inusable). Un module RFID (Philips MFRC522) est monté sur une carte déjà câblée avec une antenne prête à l’emploi. Il permet d'identifier sans contact des puces RFID présentées à proximité placées dans une carte ou un badge.  Caractéristiques :  Courant de fonctionnement : 13-26mA / DC 3.3V  Courant de repos : 10-13mA / DC 3.3V  Courant de crête : <30mA  Fréquence de fonctionnement : 13,56 MHz  Distance de lecture : 3 à 5 cm  Interface : SPI  Taux de transfert de données : 10 Mbits maximum / s  Taille : 40 × 60 mm  Schéma de branchement du module RFID-RC522 avec ARDUINO : Figure 26 : Pack du Module RFID-RC522. Figure 27 : Schéma de branchement du module RFID-RC522 avec ARDUINO.
  46. 46. 46 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 4. Caméra OV767 : L'OV767 est un capteur d'image, de petite taille, avec une faible tension de fonctionnement qui offre toutefois toutes les fonctions de la caméra mono-puce VGA et du processeur d'images. Grâce au contrôle du bus SCCB, vous pouvez afficher l'image entière, sous échantillonnée dans une fenêtre avec une résolution des données de 8 bits. La vitesse d'échantillonnage VGA est de 30 images par seconde. Il est possible de paramétrer la qualité des images, le format des données et le mode de transmission. Le processus des fonctions du traitement de l'image, y compris les courbes de gamma, la balance des blancs, la saturation, et la chromatique ne peuvent par contre pas être programmés via l'interface SCCB. Le système intégré Omnivision à capteur d'image permet d'améliorer la qualité de l'image en réduisant ou en éliminant les défauts optiques ou électroniques, tels que le bruit de motif fixe, la couleur ainsi que la clarté et la stabilité de l'image.  Caractéristiques :  Taille du module 3,5cm x 3,5cm  Port à 2x10 boches au pas de 2,54 (connecteurs Du Pont)  Haute sensibilité à faible luminosité  Format de sortie : RawRGB sur RGB (GRB4: 2:2, RGB565/555/444), YUV (4:2:2) et YCbCr (4:2:2)  VarioPixel échantillonné permet d'éliminer les bandes lumineuses et le calibrage automatique du niveau de noir pour le contrôle de la qualité d'image, ainsi que la saturation des couleurs, la teinte, gamma et la netteté anti-bloom.  La détection de la saturation (réglage des UV), l'amélioration des contours et la réduction du bruit sont ajustés automatiquement.  Dimensions Photo : 640x480 px  Tension de fonctionnement 2,5 à 3 volts  Fonctionnement stable : de 0° C à 50° C  Format de sortie (8) YUV/YCbCr4: 2:2 RGB565/555/444 GRB4: 2:2 Premières données RVB  Champs de vision de 25 ° Figure 28 : Module Caméra OV767.
  47. 47. 47 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 PRESENTATION DE LA PARTIE LOGICIELLE PARTIE III :
  48. 48. 48 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Dans cette partie, on va repérer les différents logiciels utilisés dans notre projet. I. ARDUINO : L'environnement de programmation Arduino (IDE en anglais) est une application java, libre et multiplateforme, servant d'éditeur de code et de compilateur, et qui peut transférer le firmware et le programme qui va commander notre robot au travers de la liaison série (RS-232, Bluetooth ou USB selon le module). Le langage de programmation utilisé est le C++, compilé avec avr-g++, et lié à la bibliothèque de développement Arduino, permettant l'utilisation de la carte et de ses entrées/sorties. L'IDE permet d'écrire, de modifier un programme et de le convertir en une série d'instructions compréhensibles pour la carte. II. App INVENTOR pour ANDROID : App Inventor pour Android est une application web open-source à l'origine fourni par Google, et désormais maintenu par le Massachusetts Institute of Technology (MIT). Cette application nous va servir pour crée une interface graphique pour le pilotage du robot lors de la communication sans fil Bluetooth. Il permet aux nouveaux arrivants à la programmation informatique de créer des applications logicielles pour le système d'exploitation Android (OS). Il utilise une interface graphique, très semblable à zéro et l'interface utilisateur StarLogo TNG, qui permet aux utilisateurs de glisser-déposer des objets visuels pour créer une application qui peut fonctionner sur les appareils Android. En créant App Inventor, Google a fait appel à la recherche avant significative dans le calcul de l'éducation, ainsi que les travaux effectués dans Google sur les environnements de développement en ligne.
  49. 49. 49 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Pour créer cette application, on a utilisé App Inventor qui est un programme qui permet de créer des applications par le biais d'une interface web et qui est désormais géré par le MIT (Massachusetts Institute of Technology). App Inventor se compose de 2 parties, une pour l’interface graphique qui en fait est un site internet, et l’autre pour la partie logique et algorithme qui est une application java que l’on télécharge à chaque lancement. La partie interface est composée de 5 éléments :  La palette, qui fournit une bibliothèque de composants graphiques.  Le viewer, qui représente l’écran d’un téléphone. Pour construire l’interface de son application, il suffit de déplacer les composants disponibles de la palette sur le viewer.  Le components, qui représente de façon hiérarchique la liste des composants graphiques ajoutés à l’interface.  Le média, qui permet de configurer les composants de type médias.  Le properties, qui permet de configurer les différents composants ajoutés à l’interface graphique (nom, couleur, dimensions, etc).
  50. 50. 50 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 ECRITURE DE PROGRAMME DE COMMANDE DU SYSTEME PARTIE VI :
  51. 51. 51 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 I. Organigramme de Commande du Système : Pour bien comprendre le programme de commande et pour une raison de lisibilité, on a préféré de le partager en organigramme : Initialisation Choix du mode Configuration connexion Bluetooth Automatique Non Oui Obstacle =1 Avancer Tourner Superviser Demande Mesure =1 Non Oui Manuel Demande Mesure =1 Superviser Oui Non Affectation des valeurs situées dans le port série de l’Arduino à la valeur texte - Vers W1 -
  52. 52. 52 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 L’organigramme de commande du robot ci-dessus va être converti en une série d'instructions compréhensibles pour la carte de traitement Arduino Uno (voir annexe 1). Texte = A Texte = R Reculer Texte = D Tourner à Droite Texte = G G Texte = S STOP AVANCER Non Non Non Non Non Oui Oui Oui Oui Tourner à Gauche Figure 29 : Organigramme de fonctionnement Complet du Robot R.D.S. - W1 -
  53. 53. 53 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 PHASE DE LA REALISATION PARTIE V :
  54. 54. 54 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 I. Réalisation de la Plateforme sous App INVENTOR : 1. Description de l’application de commande sous App Inventor (la face avant) Comme nous avons déjà cité le robot sera équipé par un modèle Bluetooth pour le fonctionnement de pilotage à travers la liaison sans fil Bluetooth , pour cela on a réalisé une interface graphique à l’aide de l’application App Inventor pour créer une application androïde de commande à distance. La face avant de l’application composée de deux boutons qui permet de choisir le mode de fonctionnement voulu, soit automatique soit manuel, ainsi le bouton A- propos. Figure 30 : Page d’accueil de l’interface graphique sous App Inventer. Figure 31 : Page d’accueil de l’interface graphique.
  55. 55. 55 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016  Mode de fonctionnement manuel : Sur cette interface se trouve les flèches directionnelles pour faire avancer, reculer ou tourner le robot, les boutons d’acquisition de température d’humidité et d’image ainsi les boutons « Connexion » et « Déconnexion » qui permet de connecter et déconnecter respectivement le Smartphone au robot par liaison Bluetooth.  Mode de fonctionnement Automatique : Sur l’interface Automatique la commande du robot sera autonome à l’aide d’un capteur ultrason donc on est pas obliger d’utiliser les flèches directionnelles pour faire avancer, reculer ou tourner le robot. Or les boutons d’acquisition de température d’humidité et d’image ainsi les boutons « Connexion » et « Déconnexion » sont toutefois nécessaire. Figure 32 : Description de l’interface graphique de pilotage via Androïde 'Mode Manuel'. Figure 33 : Description de l’interface graphique de pilotage via Androïde ‘Mode Automatique.
  56. 56. 56 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Apres cette étape, il faut connecter tous les éléments afin d’obtenir un programme fiable et opérationnel .Grace a App Inventor, pas besoin d’avoir de solides connaissances en Java : les fonctions sont déjà préparées et l’utilisateur n’a besoin que de les rassembler pour créer son application .voici quelques étapes de cette conception. Figure 33 : Description de la zone « A-propos » de l’interface graphique. Figure 34.1 : Interface de création de l’application ‘ Connexion au Robot’.
  57. 57. 57 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 L’utilisateur choisit l’appareil avec lequel il désire se connecter et de que la connexion est dès que la connexion est établie, un bandeau de notification affichera « connecté » est les commandes de déplacement seront déverrouillées (grâce aux « true »). Maintenant il est temps d’envoyer des instructions à notre carte Arduino : de manière très simpliste, seul des chiffres sont envoyés, et la carte réagit spécifiquement à chaque donnée. Dans cette dernière partie, grâce à « ReceiveSignedBytes », le programme lit les chiffres envoyés par l’Arduino, nous avons choisi SignedNumber car cela permet de recevoir des températures négatives (au contraire de « UnSignedBytes ». Il suffit juste alors d’afficher les valeurs obtenues dans une petite case «label ». Figure 34.2 : Interface de création de l’application ‘Pilotage du Robot’. Figure 34.3 : Interface de création de l’application ‘Réception de la température et l’humidité’.
  58. 58. 58 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Pour finir, nous avons incorporé une procédure de déconnexion qui désactive les commandes de contrôle et affiche une notification. 2. Réalisation du Robot : Figure 35 : Description de l’interface graphique lors de la déconnexion. Figure 34.4 : Interface de création de l’application 'Déconnexion du Robot'. Figure 36 : Vue des Châssis du Robot.
  59. 59. 59 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Figure 37 : Vue de dessous du Châssis du Robot. Figure 38.1 : Vue perspective 1 du Robot. Figure 38.2 : Vue perspective 2 du Robot. Figure 40 : Vue de face du Robot. Figure 39 : Vue d’arrière du Robot.
  60. 60. 60 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Figure 41 : Vue de droite du Robot.
  61. 61. 61 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Ce projet nous a permis, d'une part, d'améliorer nos compétences scientifiques, que ce soit du côté programmation par l'apprentissage de nouveaux langages, ou du côté électronique et aussi la mécanique. D'autre part ce projet nous a permis de nous mettre en situation en tant qu'ingénieurs puisque nous avons dû travailler en groupe que ce soit pour la répartition du travail, la conception du robot ou résoudre les nombreux problèmes rencontrés :  Le manque de la documentation du module de la caméra OV767, ainsi les limitations présentées par la carte ARDUINO au niveau de traitement d’images, on n’a pas pu atteint les résultats souhaités. Malgré les lacunes restantes de notre robot nous sommes satisfaits du résultat, nous sommes conscients que de nombreuses améliorations pourraient être apportées :  Insertion d’un terminal GPS pour la géo localisation.  Insertion d’autres capteurs : Gaz, Pression.  Des odomètres permettant de déterminer la distance parcourue par le robot.  Ce genre d’application nécessiterait le développement d’une intelligence artificielle afin que le robot s’adapte à son environnement. Il pourrait alors être intéressant de développer une application d’apprentissage permettant au robot d’interagir au mieux avec son entourage, ce qui va rendre le robot un robot explorateur.  Amélioration sur le plan esthétique, surtout la résistance du la carcasse afin qu’il s’adapte à n’importe quel milieu à superviser.
  62. 62. 62 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 Mr. Mohamed BADDOU Personnellement ce projet m'a beaucoup apporté surtout dans l'organisation d'un travail en groupe, en effet dans notre groupe, on n'avait pas les mêmes qualités ou points forts, c'est pourquoi il était important d'exploiter le potentiel de chacun pour mener à bien chaque partie de notre projet. En plus de cela j'ai pu apprendre à faire face à des situations très compliqués qui ont étaient très nombreuses durant ce projet. J'ai aussi découvert le domaine de la robotique et plus particulièrement en Arduino. Pour conclure je dirai que ce projet fut bénéfique pour moi que ce soit du côté de l'organisation ou de la technique. Mr. Ismail AIT MELLAL Ce projet fut pour moi un réel apport de connaissances et de méthodes : comme spécifié dans le rapport, nous avons fait face à un très grands nombre de problèmes : sitôt un de résolu, un nouveau apparaissait. Mais grâce à cela, j'ai appris à gérer ces situations parfois déprimantes : car à force de travail, les solutions apparaissaient toujours, ce qui était à chaque fois une réelle satisfaction. Et en dépit des difficultés, ce projet m'a énormément appris sur la création d'applications, la gestion d'une communication sans fil et sur l'utilisation d'une carte Arduino.
  63. 63. 63 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 http://ai2.appinventor.mit.edu/#5234265079414784 https://www.arduino.cc/ http://marobot.ma/ https://www.moussasoft.com/product/module-rfid-rc522-lecteur-rfid https://www.zartronic.fr/capteur-humidite-et-temperature-dht11-p-236.html http://www.microsonic.de/fr/support/capteurs-%C3%A0-ultrasons.htm https://openclassrooms.com/courses/programmez-vos-premiers-montages-avec-arduino/le-moteur-a- courant-continu-partie-2-le-pont-en-h-et-les-circuits-integres https://openclassrooms.com/courses/programmez-vos-premiers-montages-avec-arduino/le-moteur-a- courant-continu-partie-1-transistors-et-sorties-pwm Documents sur l’App Inventor. Documents sur le protocole de communication Bluetooth. Documents sur la carte Arduino Mega2560.
  64. 64. 64 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 - Programme Arduino pour Commander les Moteurs :
  65. 65. 65 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 - Programme Arduino pour Capteur Ultrason :
  66. 66. 66 ROBOT SUPERVISEUR Projet de Développement et de Prototypage Réel d’un Système GE 2ème FI-GE A.U : 2015/2016 - Programme Arduino pour Capteur de la température et d’humidité :
  67. 67. Intitulé du projet : ROBOT SUPERVISEUR : Acquisition et échange de données PAR un PROTOCOLE de communication SANS FIL Intitulé du Module : Projet de Développement et de Prototypage Réel d'un Système Relevant du Génie Electrique Formation : 2ème Année Filière Ingénieur en Génie Electrique Durée du projet : Du 01 Février 2016 jusqu’à le 13 Juin 2016 Promotion : Juin 2017 Résumé : Ce projet consiste en le développement d’un robot mobile commandé à distance utilisant un protocole de communication sans fil, et une plateforme Androïde pour assurer la communication afin de superviser un endroit inaccessible. Nous abordons ici toute notre démarche de recherche, présentons notre prototype final mais aussi tous les choix et problèmes auxquels nous avons été confrontés. Abstract : This project consists in the development of a mobile robot It’s remotely driven by a wireless communication protocol, and an Android platform for communication in order to supervise an inaccessible site. This document shows our researches on the robot, the final prototype as well as our choices and problems we could have encountered. Mots clés : Communication Arduino Android Supervision Key Words : Communication Arduino Android supervision Document rédigé par : Mr. Ismail AIT MELLAL Mr. Mohamed BADDOU Encadré par : Mme. Malika ZAZI

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