Compte rendu du projet de SI

Imperator Dogoni & Aulys, 1G1, 03/2022

I. Capteur : câblage et code

Exemple de câblage possible avec une carte Arduino UNO et un capteur HC-SR04 :

• Alimentation : 5V de la carte Arduino → VCC du capteur

• Fil de terre :  GND de la carte → GND du capteur (représenté en gris sur les schémas)

• Envoi du signal : D2 de la carte → TRIGGER du capteur

• Réception du signal :  D3 de la carte → ECHO du capteur

Programme général :

Programme de base, permettant d'afficher simplement la distance d'un objet par rapport au capteur à ultrasons.

#define trigPin 13
#define echoPin 12

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(trigPin, OUTPUT);
    pinMode(echoPin, INPUT);
}

void loop()
{
    long duration, distance;
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);

    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

    distance = duration * 340 / (2 * 10000);

    Serial.print(distance);
    Serial.println("cm");

    delay(100);
}

Explication du calcul distance = duration * 340 / (2 * 10000) :

On sait que $v=\frac{d}{\Delta t}$, avec $v$ la vitesse, $d$ la distance parcourue par le signal, et $\Delta t$ la durée de l'étude.

$v=\frac{d}{\Delta t}$ donc $d=v\times \Delta t$.

Or, la vitesse du son dans l'air, pour des conditions de températures et de pression considérées comme moyennes et invariables, est d'environ $340m.s^{-1}$.

Les ultrasons émis par le capteur parcourent une distance $d$, puis reparcourent cette distance dans le sens opposé pour revenir vers le capteur. Ainsi, la distance réelle entre le capteur et l'objet est de $\frac{d}{2}$.

Également, on souhaite mesurer la distance en centimètres et la mesure de $\Delta t$ par le capteur se fait en microsecondes. $340m.s^{-1}=340\times 10^{-2}$ et $1\mu s=10^{-6}s$.

Or, $\frac{10^{-2}}{10^{-6}}=10000$.

On divise donc par $10^{-5}$ ainsi on obtient : $d=\Delta t\times (\frac{v}{2\times 10000})$.

$d$ correspond à distance ; $\Delta t$ correspond à duration. On obtient donc distance = duration * 340 / (2 * 10000).

II. Leds rouge et verte

Schéma câblage :

Programme :

Permet d'allumer une led verte pour d < 10 et une led rouge pour d > 10.

#define trigPin 13
#define echoPin 12
#define ledVerte 5
#define ledRouge 6

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(trigPin, OUTPUT);
    pinMode(echoPin, INPUT);
    pinMode(ledVerte, OUTPUT);
    pinMode(ledRouge, OUTPUT);
}

void loop()
{
    long duration, distance;
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);

    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

    distance = duration * 340 / (2 * 10000);

    if (distance < 10)
    {
        digitalWrite(ledVerte, LOW);
        digitalWrite(ledRouge, HIGH);
    }
    else
    {
        digitalWrite(ledVerte, HIGH);
        digitalWrite(ledRouge, LOW);
    }
    Serial.print(distance);
    Serial.println("cm");

    delay(100);
}

III. Led RGB (permière partie)

Schéma câblage :

Le programme est le même que pour les leds rouge et verte. On pensera à vérifier les ports des différentes pattes de la led RGB, ou les changer dans le programme.

IV. Led RGB (deuxième partie)

Le câblage n'a pas changé

#define trigPin 13
#define echoPin 12
#define ledVerte 5
#define ledRouge 6

int rou = 0;
int ver = 0;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(trigPin, OUTPUT);
    pinMode(echoPin, INPUT);
    pinMode(ledVerte, OUTPUT);
    pinMode(ledRouge, OUTPUT);
}
void ledRVBpwm(int pwmRouge, int pwmVerte)
{
    analogWrite(ledRouge, pwmRouge);
    analogWrite(ledVerte, pwmVerte);
}
void loop()
{
    long duration, distance;
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);

    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

    distance = duration340 / (210000);

    if (distance < 10)
    {
        digitalWrite(ledVerte, LOW);
        digitalWrite(ledRouge, HIGH);
    }

    else if (distance > 10 && distance < 30)
    {
        rou = 255 - ver;
        ver = 255 * (distance - 10) / 30;

        ledRVBpwm(rou, ver);
    }
    else
    {
        digitalWrite(ledVerte, HIGH);
        digitalWrite(ledRouge, LOW);
    }
    Serial.print(distance);
    Serial.println(" cm ");
    delay(100);
}

V. Buzzer

Schéma câblage :

Programme :

(Un peu buggé mais marche quand même)

#define trigPin 13
#define echoPin 12
#define ledVerte 5
#define ledRouge 6
#define buzzer 10

int rou = 0;
int ver = 0;

void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    pinMode(trigPin, OUTPUT);
    pinMode(echoPin, INPUT);
    pinMode(ledVerte, OUTPUT);
    pinMode(ledRouge, OUTPUT);
}
void ledRVBpwm(int pwmRouge, int pwmVerte)
{
    analogWrite(ledRouge, pwmRouge);
    analogWrite(ledVerte, pwmVerte);
}
void loop()
{
    long duration, distance;
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
    distance = duration340(210000);

    if (distance < 10)
    {
        digitalWrite(ledVerte, LOW);
        digitalWrite(ledRouge, HIGH);

        void loop();

        tone(buzzer, 1000);
        delay(20);
        noTone(buzzer);
        delay(20);
    }

    else if (distance > 10 && distance < 30)
    {
        rou = 255 - ver;
        ver = 255 * (distance - 10) / 30;
        ledRVBpwm(rou, ver);

        void loop();

        tone(buzzer, 1000);
        delay(ver);
        noTone(buzzer);
        delay(ver);
    }

    else
    {
        digitalWrite(ledVerte, HIGH);
        digitalWrite(ledRouge, LOW);

        void loop();

        tone(buzzer, 1000);
        delay(1000);
        noTone(buzzer);
        delay(1000);
    }