WASPMOTE ADAPTATION

BOUROUIS El Abbes

LUMEMBE KIBANGU Olivier

MENGUELLATI Abdellah

FRECHOU Damien

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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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II) Architecture des cartes

WASPMOTE • Carte électronique constitué d’un microcontrôleur

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II) Architecture des cartes

WASPMOTE

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II) Architecture des cartes

WASPMOTE

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II) Architecture des cartes

ARDUINO

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Différences Waspmote-Arduino AT Mega

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II) Architecture des cartes

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

Il existe plusieurs types du module XBee…

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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

• Accéléromètre sur Waspmote

• Accéléromètre sur Arduino

• GPS/GPRS

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III) b) Capteurs

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

Module GPS Brancher sur waspmote

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III) b) GPS sur Waspmote

Modèle : A1084 (Vincotech)

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III) b) GSM/GPRS 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

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III) b) Module GSM, GPRS et GPS sur Arduino

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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

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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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