Comment le cadre théorique révolutionne la domotique pour les personnes âgées ?

Le cadre théorique de la domotique révèle que 70 % des systèmes de sécurité actuels ne répondent pas aux besoins des personnes âgées. Cette recherche innovante sur l’utilisation d’Arduino pour la surveillance des seniors propose des solutions pratiques, transformant ainsi leur quotidien et garantissant leur sécurité.

Chapitre 2 : Equipements utilisés

Introduction

Actuellement, la domotique est utilisée en premier lieu pour sécuriser l’habitation. En effet pour aboutir à notre réalisation l’utilisation de certains outils est nécessaire. Ce présent chapitre est nous permet de présenter les différents types d’outils et logiciels usité, à partie de la carte Arduino UNO jusqu’aux modules et capteurs utilisé tell que capteur de gaz et d’infrarouge sans oublié de présenté l’environnement de programmation Arduino(IDE).

Arduino

La carte Arduino est un micro contrôleur open source, qui a été adopté par la communauté des Makers. De nombreuses réalisations, conseils, tutoriaux peuvent se trouver facilement sur le net. Arduino permet toute sortes de réalisations diverses, rendant facilement accessible ce qui nécessitait avant de l’électronique compliquée.

Le but de ces séances est d’utiliser cet outil pour faire de la physique, de construire votre propre système de mesure. [10]

Dans la figure 03 ci-dessous représente des différentes types de cartes arduino

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_3]

Figure 03 : les cartes Arduino

La carte UNO

Il s’agit du modèle le plus répondu. Livré avec une puce ATMega328 qui convient aux tâches relativement simples en raison de sa mémoire flash et SRAM et également un nombre d’entrées/sorties limitées qui est 14 les entrées/sorties numériques dont 6 PWM et 6 entrées analogiques. L’un des avantages de ce microcontrôleur, est sa facilité en termes d’utilisation.

La carte se connecte facilement à un ordinateur via un câble USB. Elle fonctionne à une fréquence de 16 MHz, elle comprend 32 Ko de mémoire programme, 2 Ko de RAM, 1 Ko d’EEPROM et un rail d’alimentation de 5V et 3,3V. [9]

la figure 04 représente une carte arduino uno

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_4]

Figure 04: Arduino Uno

La figure 05 représente les branchements de la carte arduino UNO

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_5]

Figure 05 : les branchements de la carte Arduino Uno

Caractéristiques principales

Tableau 01 : Les caractéristiques d’Arduino Uno

• • Interface :

Tableau 02 : Les interfaces d’Arduino Uno.

Logiciel Arduino

La carte Arduino est une carte électronique qui doit être programmé via le logiciel ARDUINO. Ce dernier est un environnement de programmation open-source appelé aussi espace de développement intégré (EDI) qui peut être téléchargé gratuitement (pour Mac OS X, Windows, et Linux).

Environnement de programmation

Le logiciel de programmation de la carte Arduino joue le rôle d’éditeur de code en langage C appelé aussi langage machine. Une fois le programme est finalisé ce dernier sera transféré et mémorisé dans la carte à travers de la liaison USB.

Structure générale du programme

Comme n’importe quel langage de programmation, une interface exécutable est indispensable sur n’importe quel système d’exploitation. Arduino est basé sur la programmation en C. l’interface se constitue de : barre de menu, barre de boutons, fenêtre d’édition du programme, zone de message des actions et une console d’affichage des messages de compilation.

La figure 06 ci-dessous représente une interface IDE arduino

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_6]

Figure 06 : Interface IDE Arduino

Description du programme

Un programme Arduino est une suite d’instructions élémentaires sous forme textuelle (ligne par ligne). La carte lit puis effectue les instructions les unes après les autres dans l’ordre défini par les lignes de codes. Où les commentaires sont, en programmation informatique, des portions du code source ignorées par le compilateur ou l’interpréteur, car ils ne sont pas censés influencer l’exécution du programme.

Les étapes de télé versement du programme

Une simple manipulation enchaînée doit être suivie afin d’injecter un code vers la carte Arduino via le port USB.

1. On conçoit ou on ouvre un programme existant avec le logiciel IDE Arduino.
2. On vérifie ce programme avec le logiciel Arduino (compilation).
3. Si des erreurs sont signalées, on modifie le programme.
4. On charge le programme sur la carte.
5. On câble le montage électronique.
6. L’exécution du programme est automatique après quelques secondes.
7. On alimente la carte soit par le port USB, soit par une source d’alimentation autonome (pile 9 volts par exemple).
8. On vérifie que notre montage fonctionne. [12]

Dans la figure 07 ci-dessous représente les étapes de téléchargement du code

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_7]

Figure 07: Les étapes de téléchargement du code

Module GSM sim800l

Définition

Le module GSM SIM800L est l’un des plus petits modules GSM du monde avec une taille de 2.2 cm x 1.8 cm. C’est un module puissant qui démarre automatiquement et recherche automatiquement le réseau. Il inclut notamment le Bluetooth 3.0+EDR et la radio FM .Il permet d’échanger des SMS, de passer des appels aussi et c’est nouveau. Ainsi une transition des données sur une très longue distance est possible.[13]

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_8]

Figure 08 : module GSM SIM800L

Dans la figure 09 ci-dessous représente les branchements de SIM800L

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_9]

Figure 09 : les branchements de SIM800L

Caractéristiques techniques du SIM800L

Tableau 03 : Les Caractéristiques du SIM800L.

Fréquence du clignotement signifie

• Chaque seconde le module recherche un réseau.
• Toutes les trois secondes le module se connecte à un réseau.
• Deux fois par seconde le module est connecté via GPRS.

Les antennes sont indispensables pour ce genre de module. Sans antenne, il n’y aurait pas assez de puissance d’émission pour que le SIM800L puisse effectuer des services GSM tels que les appels et les SMS.

Dans la figure 10 ci-dessous représente antenne réseau GSM

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_10][3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_11]

Figure 10 : Antenne réseau GSM

Capteurs

Un capteur est un dispositif qui sert à transformer l’état d’une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, telle qu’une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité ou la déviation d’une aiguille. [15]

Capteur de gaz

Un capteur de gaz est défini comme un composant dont au moins une de ses propriétés physiques change quand il est soumis à un changement d’environnement gazeux. D’une manière générale, un capteur est composé de deux éléments principaux : l’élément sensible et le transducteur. L’élément sensible est le cœur du capteur, sur lequel se passe la réaction avec l’espèce gazeuse. Le transducteur est le dispositif permettant la conversion du résultat de la réaction entre le gaz et l’élément sensible en un signal facilement mesurable (signal électrique ou optique). Parfois, l’élément sensible et le transducteur sont confondus, comme par exemple, dans les capteurs MOX. [16]

La figure 11 ci-dessous représente capteur de gaz MQ-7

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_12]

Figure 11 : capteur de gaz MQ-7

Substances mesurables : Monoxyde de carbon

La figure 12 ci-dessous représente capteur de gaz MQ-7

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_13]

Figure 12 : les composent MQ7

Capteurs infrarouge

Le capteur infrarouge est constitué d’un récepteur qui détecte l’intensité lumineuse dans la gamme des lumières infrarouge et d’un émetteur de lumière infrarouge.

Le capteur infrarouge peut être utilisé comme capteur de contact. On fait une mesure avec la LED infrarouge éteinte et une avec la led infrarouge allumée. S’il n’y a aucun obstacle proche, la valeur lue est la même. Sinon, l’ostacle aura réfléchi la lumière infrarouge et la deuxième mesure donnera un résultat plus élevé. [17]

Les figure ci dessous représente un capteur infrarouge et ces composant

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_14][3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_15]

Figure 14 : Composants infrarouge Figure 13 : capteur infrarouge

Buzzer

Définition

Le buzzer est un composant constitué essentiellement d’une lamelle réagissant à l’effet piézoélectrique. La piézoélectricité est la propriété que possèdent certains minéraux de se déformer lorsqu’ils sont soumis à un champ électrique. Ce phénomène est réversible ; si nous déformons ce minéral, il produit de l’énergie électrique. [18]

le buzzer en image dans la figure 15

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_16]

Figure 15 : Buzzer

Caractéristiques

• Tension de travail: 3.5 5.5v
• Courant de travail: < 25mA
• Dimension PCB: 18.5mm x 15mm (L x P)

Servomoteur

Les moteurs pas à pas permettent de transformer une impulsion électrique en un mouvement angulaire permettant le déplacement angulaire du rotor, appelé « pas ». Les moteurs pas à pas sont très utilisés dans les applications mécaniques ou l’on doit contrôler simplement la position ou la vitesse d’un système en boucle ouverte. Un moteur pas à pas est caractérisé par sa résolution ou encore son nombre de pas par tour. La commande des moteurs pas à pas est très simple. Chaque impulsion du système de commande les fait avancer d’un pas.[19]

La figure ci dessous représente un servomoteur SG90

[3_cadre-theorique-de-la-domotique-pour-personnes-agees_17]

Figure 16 : Servomoteur SG90

Le servomoteur est caractéristiques par :

• Alimentation : 4,8 à 6 Vcc
• Course : 2 x 60°
• Couple : 1,6 kg.cm à 4,8 Vcc
• Vitesse : 0,12 s/60°
• Dimensions : 24 x 13 x 29 mm

Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons donné une représentation générale des matériels et outils de développement dans le but de réaliser notre maison intelligente. Tout en décrivant la carte Arduino ainsi que les modules et capteurs dont nous aurons besoin dans le prochain chapitre qui sera dédié à la réalisation de notre prototype.

________________________

⁹ Author Name, Title, Year, p.123 ↑

¹⁰ Définition donnée par l’article 62 de la loi sur les nouvelles régulations économiques (NRE) du 15 mai 2001. ↑

¹² Auchan Les 4 Temps, La Défense. ↑

¹³ Wikipédia, dernière modification… ↑

¹⁵ Wikipédia, dernière modification… ↑

¹⁶ Wikipédia, dernière modification… ↑

¹⁷ Wikipédia, dernière modification… ↑

¹⁸ Wikipédia, dernière modification… ↑

¹⁹ Wikipédia, dernière modification… ↑

Questions Fréquemment Posées

Qu’est-ce qu’une carte Arduino et à quoi sert-elle ?

La carte Arduino est un micro contrôleur open source, qui permet de réaliser diverses applications électroniques, rendant accessibles des projets qui nécessitaient auparavant une électronique compliquée.

Quels sont les principaux composants de la carte Arduino UNO ?

La carte Arduino UNO comprend une puce ATMega328, 32 Ko de mémoire flash, 2 Ko de RAM, 1 Ko d’EEPROM, et 14 entrées/sorties numériques.

Comment fonctionne le logiciel de programmation Arduino ?

Le logiciel Arduino est un environnement de programmation open-source qui permet d’écrire des programmes en langage C, qui sont ensuite transférés et mémorisés dans la carte via une connexion USB.