Le Projet de création d'un serre autiomatisée des 1STI2D SIN
Solutions pour l'affichage des informations relative à la serre
Afin de créer un site web, plusieurs solutions sont possible, (bien que le matériel nous ai été imposé et que nous poursuivrons donc le projet avec celui-ci). Afin de faciliter les recherches de solutions, nous verrons des solutions toutes compatibles avec la carte Arduino Uno fournit à la base. Il existe en effet une vingtaine de carte Arduino et la quasi-totalité d’entre elle sont compatible avec les solutions proposé ci-dessous. Il faut de plus préciser que les cartes Arduino sont toutes fabriquésà Turin en Italie comme nous l'indique ce site http://www.semageek.com/electronique-visite-de-usine-de-fabrication-de-arduino/ . Cela favorise donc le travail en Europe surtout en cette période de crise où le travail manque cruellement... En dehors de l'économie, on s'intéresse aussi à l'impacte des cartes Arduino sur l'environement. Le site http://playarduino.fr/blog/2009/10/14/arduino-bon-pour-la-nature.html nous indique que <<Smart Projects, la société italienne principal fabricant de l'Arduino Duemilanove, Mega, et Mini, a signé avec le projet ZeroImpact / Lifegat afin de réduire son impact sur l'environnement et de compenser ses émissions de CO2 issues de la fabrication des boards Arduino. Cet engagement de l'entreprise vise à restaurer et à protéger 25 000 mètres carrés de la forêt tropicale du Costa Rica. En effet, pour chaque board Arduino fabriquée par Smart Projects, un demi mètre carré de forêt tropicale sera restauré ou protégé contre la déforestation. Mesure en vigueur depuis le début de la production de l'Arduino Mega dans un effort de protection de l'environnement. En conclusion : manger de l'Arduino, c'est bon pour la planète ! >>
Arduino TFT LCD Screen
-Ecran 1.77"
-168x128 pixels
-Ecran couleurs
-Slot carte SD afin de stocker des images bitmap
-Compatible avec toutes les carte Arduino AVR comme la UNO, Leonardo,etc...
-L'écran se branche directement sur la carte Arduino
-Plage de fonctionement de 2.7~3.3V
-coûte 19€
L'aventage d'utiliser cet écran est de pouvoir afficher les informations de la serre (température, hygrométrie etc...) directement sur la serre. De plus, il est facile à connecter au système puisqu'ils disposent de "pattes" lui permettant de se connecter facilement à une carte Arduino.
Ecran LCD 16x2
-Ecran LCD permettant d'afficher du texte
-Se relie à une carte Tinkerkit
-Dispose d'un port USB pour porgrammer le texte
-Facile à mettre en oeuvre
-Librairies et programmes disponible et expliqué sur le site Tinkerkit
-Coûte 39€
L'aventage de cet écran est qu'il est facile à connecter, et à programmer, mais l'affichage sera en contrepartie, "rudimentaire", c'est à dire que l'affichage de texte sera limité. Le prix reste aussi élevée pour un affichage aussi basique, mais cela est du à sa compatibilité a système des cartes Tinkerkit! ce qui le rend donc plus facile à programmer et à adapter au système.
Arduino WiFi Shield
-Permet la connexion d'une carte Arduino à un réseau internet sans fil WIfi
-Slot carte microSD disponible pour stocker des données
-Aucune soudure nécessaire,
-S'emboite dirctement sur la carte Arduino
-Programmation simplifié grâce à l'utilisiation de librairies dédié pour le WiFi et la gestion de la carte SD
-Nécessite carte Arduino Uno ou Mega
-Alimentation 5V(fourni par la carte Arduino)
- Coûte 69€
La carte Arduino WIFI Shield possède un atout de taille comparé à la carte Arduino Ethernet : Il n'y a pas besoin de cable ethernet ni de switch ce qui permet un gain de place non négligeable... Mais en revanche son prix est élevée.
Solutions possible:
Solutions retenues
Carte Arduino Uno
-C'est la plus récente et la plus économique carte à microcontrôleur d'Arduino
-Des connecteurs situés sur les bords extérieurs du circuit imprimé permettent d'enficher une série de modules complémentaires
-Elle se programme facilement grâce au logiciel Arduino
-alimentation: via port USB ou 7 à 12 V sur connecteur alim
-Il y a 14 broches d'E/S dont 6 PWM- 6 entrées analogiques
-Coûte seulement 20€
L'aventage de la carte Arduino UNO est qu'elle est simple d'utilisitation, donc adapté aux débutants. De plus son prix est très accessible ce qui représente l'idéal pour bien débuter en programmation.
Arduino Ethernet Shield
-Permet à une platine Arduino de se connecter à l'Internet en utilisant la Librairie Arduino Ethernet
-Compatible avec les cartes Arduino Uno, Duemilanove et Mega2560
-Support carte microSD
-S'emboite facilement sur une carte Arduino UNO
-Tension de fonctionnement 5V (Alimentation depuis la carte Arduino)
-Vitesse de connexion : 10/100Mb
-.Facile à programmer : Librairies Arduino Ethernet et Carte SD disponiblessur le site Arduino
-Broches de connexion longues, permettant l'installation d'un shield supplémentaire en dessous
-Coûte 29€
La carte Arduino Ethernet Shield permet de connecter assez simplement une cate Arduino à internet gràce à des cables Ethernet. C'est l'une des deux seules solutions possible (l'autre étant la carte Arduino WIFI Shield), et c'est la solution la moins chère des deux, donc c'est cette solution qui est la plus adapté pour un projet scolaire, même si les cables Ethernet peuvent prendre de la place.
Création d'un réseau
Connexion
Ethernet
Connexion
Ethernet
Connexion
Ethernet
Connexion
en série
Procédure de test de la solution retenue
Qu'est-ce qu'un Réseau ?
Un réseau local est un groupe d’ordinateurs reliés ensemble dans un périmètre défini afin de pouvoir communiquer et partager des ressources, telles que des imprimantes. Les données sont envoyées sous la forme de paquets, et différentes technologies sont employées afin de réguler la transmission des paquets. La technologie de réseau local la plus couramment utilisée est Ethernet ; elle est spécifiée dans une norme appelée IEEE 802.3. Ethernet utilise une topologie en étoile dans laquelle les différents noeuds (périphériques) sont mis en réseau à l’aide d’un équipement réseau actif, par exemple des switchs. Le nombre de périphériques mis en réseau dans un réseau local peut aller de deux à plusieurs milliers.Le support de transmission physique d’un réseau local câblé inclut des câbles, principalement à paires torsadées ou en fibre optique. Un câble à paires torsadées est constitué de huit fils formant quatre paires de fils de cuivre torsadés ; on l’utilise avec des prises et des fiches de type RJ-45. La longueur de câble maximale d’une paire torsadée est de 100 m, tandis que pour la fibre optique la longueur maximale est comprise entre 10 km et 70 km, en fonction du type de fibre. Selon le type de paire torsadée de câbles en fibre optique utilisé, les débits de données sont aujourd’hui compris entre 100 Mbits/s et 10 000 Mbits/s.
Il est toujours préférable de concevoir un réseau avec une capacité supérieure à celle actuellement requise. De manière générale, il convient de concevoir le réseau de sorte que seuls 30 % de sa capacité soient utilisés. Le nombre d’applications exécutées sur des réseaux étant de plus en plus élevé de nos jours, les performances réseau requises sont également de plus en plus élevées. Bien que les switchs réseau soient faciles à mettre à niveau après quelques années, le câblage est généralement beaucoup plus difficile à remplacer. (source: www.axis.com)
Le premier test à réaliser sera la création d'un réseau permettant l'affichage des informations de la serre.
Pour cela il faut tout d'abord relier le switch à différents composants tel que l'ordinateur, le réseau local ainsi que la carte Ethernet Shield grâce à un cable Ethernet. La carte Ethernet Shield sera quand à elle relié par une connexion en série a la carte Arduino UNO.
Il sera ensuite nécessaire d'avoir l'adresse IP du réseau (fournie par le professeur) et l'adresse Mac inscrite au dos de la carte Ethernet Shield. Ces deux adresses devront être précisé dans le programme Arduino permettant l'affichage d'une page web. Ce programme peut être facilement trouvé dans le logiciel Arduino sous le nom de "WebServer" en allant dans : Fichier, Exemples, Ethernet, WebServer. Une fois les adresses IP et MAC rentrés dans le logiciel, on vérifie puis télévese le programme sur la carte Arduino. On pourra ensuite accéder au site généré par la carte Arduino en rentrant l'adresse IP dans un naviguateur internet tel que google chrome par exemple. A savoir que pour créer une page web, il faut maîtriser un language appelé HTML, voir HTML5 (qui est la dernière version de ce language, et aussi la plus performante).
Les différents composants ayant été choisie comme solutions pour l'affichage des informations de la serre, la phase de test va démarrer. Nus allons donc voir les différents test qu'il faudra réaliser ainsi que la méthode.
Test d'affichage des informations d'un capteur sur une page web
Une fois le réseau créée, il faut tester l'affichage des information d'un capteur tel qu'un capteur RHT03 par exemple, qui permet la mesure de la température et de l'humidité. Pour cela, on branche le capteur à une entrée de la carte Tinkerkit (les ports séries de la carte Arduino UNO étant déjà toutes utilisés par la carte Ethernet Shield). On utilisera ensuite le programme "DHTtester_V_Jef" fourni par le professeur.
Afin d'afficher les informations transmises par les capteurs sur une page web, le programme devra détécté si une information est envoyé toutes les 5 secondes (en raffraichissant la page web). Si une information est transmise, elle est enregistré dans le programme et afficher sur la page web (grâce au programme Arduino). Si aucune information n'est transmise, on recommence le procéssus.
Affichage de l'information sur la page web
Organigramme de la transmission et de l'affichage de l'information
