Projet Capteur Graphite

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Sommaire

• Projet Capteur Graphite
• Sommaire
  • 1. Description
  • 2. Configuration de l'environnement logiciel
    • 2.1. Arduino
      • 2.1.1. Bibliothèques
    • 2.2. KICAD
    • 2.3. Application Android
      • 2.3.1. Installer l'application
      • 2.3.2. Modifier l'application
  • 3. Améliorations Possibles
    • 3.1. Amélioration 1 : KICAD - Taille des pistes
    • 3.2. Amélioration 2 : KICAD - Taille des pastilles
    • 3.3. Amélioration 3 : KICAD - Place du capteur
    • 3.4. Amélioration 4 : KICAD - Orientation de l'encodeur rotatoire
    • 3.5. Amélioration 5 : Arduino & Android - Économie du buffer Bluetooth
  • 4. Remerciements
  • 5. Informations sur les auteurs

1. Description

Ce Git contient tous les fichiers requis pour le projet capteur 2021 du Génie Physique de l'INSA de Toulouse.

Code Arduino

• Mesure la tension de sortie du circuit transimpédance
• Envoie la mesure de la tension en Bluetooth sur 1 octet
• Calcule la résistance du capteur grâce à l'équation de transfert du circuit dans la data sheet
• Affiche les mesures sur un écran oled 128x32
• Gère l'encodeur rotatoire pour interagir avec un menu sur l'écran oled

KICAD

Projet complet de design de shield pour Arduino Uno :

• Interface un module Bluetooth
• Interface un écran oled
• Interface notre capteur graphite via un circuit transimpédance
• Interface un encodeur rotatoire

Application Android

• Récupère la mesure de tension en binaire sur 1 octet
• Affiche la valeur de la tension en Volt
• Calcule la résistance du capteur grâce à l'équation de transfert du circuit dans la data sheet
• Affiche la valeur de la résistance MΩ
• Trace un graphique déroulant de la résistance du capteur
• Mise à l'échelle du graphique grâce à un slider

Data Sheet

• Caractéristiques principales
• Description du capteur
• Schéma et dimensions
• Spécifications
• Conditions d'utilisation normales
• Caractéristiques électriques
• Caractéristiques de déformation
• Montage typique d'utilisation

2. Configuration de l'environnement logiciel

2.1. Arduino

Lien pour installer l'IDE Arduino sur sa machine : https://www.arduino.cc/en/software

2.1.1. Bibliothèques

À installer depuis l'IDE ou GitHub :

• Adafruit GFX Library : https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library
• Adafruit SSD1306 : https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306
• Adafruit BusIO : https://github.com/adafruit/Adafruit_BusIO

Comment installer une bibliothèque Arduino ? : https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries#how-to-install-a-library

2.2. KICAD

Lien pour installer KICAD sur sa machine : https://www.kicad.org/

2.3. Application Android

2.3.1. Installer l'application

Lien pour installer un fichier .apk à partir d'un PC : https://fr.wikihow.com/installer-sur-un-Android-des-fichiers-APK-%C3%A0-partir-d%E2%80%99un-PC

2.3.2. Modifier l'application

Pour modifier le code de l'application Android, vous pouvez utiliser le fichier en .aia dans MIT Inventor : https://appinventor.mit.edu/

3. Améliorations Possibles

3.1. Amélioration 1 : KICAD - Taille des pistes

À l'INSA Toulouse, la méthode d'impression du Shield par photolithographie avec du matériel rudimentaire a engendré de nombreux court-circuits entre les pistes de la plaque. Il peut-être judicieux d'augmenter la taille des pistes du PCB dans KICAD selon le matériel. À l'INSA 0.8mm sont recommandés

Comment modifier la taille des pistes ?

Il faut ensuite supprimer les pistes et refaire le routage de la carte.

3.2. Amélioration 2 : KICAD - Taille des pastilles

À l'INSA Toulouse, le foret de la perceuse a un diamètre de 0.8mm, il faut donc prévoir un perçage supérieur ou égal à 0.8mm.

3.3. Amélioration 3 : KICAD - Place du capteur

Description du problème

Les pins de connexion fournis du shield à l'Arduino étant un peu courts. Les soudures des connexions du capteur sont en contact avec le boitier de blindage de l'USB qui est à la masse. Nous avons rajouté une feuille de papier entre le Shield et l'Arduino afin d'assurer l'isolation. Un changement de design du Shield serait donc judicieux avant toute nouvelle impression.

Solution Proposée

3.4. Amélioration 4 : KICAD - Orientation de l'encodeur rotatoire

Description du problème

Le bouton poussoir de l'encodeur rotatoire est actuellement orienté vers l'intérieur du shield. La manipulation pourrait être améliorée en orientant l'encodeur vers l'extérieur du shield.

Solution proposée

3.5. Amélioration 5 : Arduino & Android - Économie du buffer Bluetooth

Description

Actuellement, la carte Arduino envoie continuellement les mesures de tension dans le buffer du Bluetooth peu importe qu'un appareil soit connecté ou pas. Le buffer du dongle Bluetooth est alors rempli de vieilles mesures qui seront quand même lues lorsqu'un appareil se mettra à lire les données.

Solution Proposée

Arduino

• Création d'une variable Mode_Bluetooth de type entier
• Création d'une procédure de modification de Mode_Bluetooth lors de la réception de strings particuliers en Bluetooth
• Ajout d'un bloc If Mode_Bluetooth qui conditionne l'envoi des mesures en Bluetooth

Android

• Envoi d'un string en Bluetooth (ex : "ON") lorsqu'on démarre le timer de mesure
• Envoi d'un string en Bluetooth (ex : "OFF") lorsqu'on arrête le timer de mesure

4. Remerciements

Nous tenons à remercier toutes les personnes qui nous ont aidé tout au long de ce projet !

5. Informations sur les auteurs

Séléna PONDARD

Étudiante en 4ème année du Génie Physique de l'INSA de Toulouse

Mail : pondard@etud.insa-toulouse.fr

Sébastien LENI

Étudiant en 4ème année du Génie Physique de l'INSA de Toulouse

Mail : leni@etud.insa-toulouse.fr