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Maquette de la maison: test des ampoules

Organisation

Le mini projet "test des ampoules" sera réalisé par 2 élèves

Objectifs

Il va s'agir de gérer un test automatique de différentes technologies d'ampoules.

Les élèves devront être capables de :

  • de répondre au cahier des charges.
  • de produire un rapport par groupe : avec une partie commune en tête du rapport (explications générales, planning, …),  ensuite les parties individuelles (6 à 10 pages par élève) et enfin les annexes
  • de présenter à l'oral (individuellement) leur travail

Pièces jointes

  • TOUTES les ressources (documentations techniques, …) sont disponibles ici ou auprès du professeur

Toutes les documentations ou les informations nécessaires sont fournies. Il n'y a donc pas de recherche à faire sur internet.

Il est donc important de commencer par prendre connaissance de tous les documents fournis.

Il y a aussi plein d'infos utiles dans la partie "fiches d'aides"

Le seul site autorisé (et utile) est le site Arduino.

    Situation par rapport au projet de terminale :

    Le mini-projet de cette année correspond globalement à la partie « conception détaillée » du projet de terminale. Comme vous pouvez le voir sur l'image ci-dessous, le projet de terminale comporte 6 parties. La partie "avant-projet" a permis de choisir les solutions techniques (matériels, logiciels, …). Vous allez mettre en œuvre ces solutions techniques.


     
    Notation / évaluation:

    Le rapport final donnera lieu à une note ainsi que l’oral de présentation (10' en français et 2' en anglais). Cette note comptera dans votre moyenne d'ETS.



    Durée / organisation / planning:

    Le projet portera sur 8 à 10 séances soit à peu près 30 heures (sans compter le travail à la maison)

    Séance N°1 :

    • TP : La conduite de projet sous gantt  (2H) – découverte du logiciel
    • Découverte de votre projet et élaboration de votre planning sous gantt (2h)

    Autres séances (+ travail à la maison) :

    • Élaboration du projet : étude, calculs, mise en œuvre, simulation, essais et rédaction d’un dossier par groupe.

    Dernière séance :

    • oral de présentation individuel en français (10 min) puis un résumé en anglais (2 à 3 min).




    Principe (cahier des charges succinct):

    Vous allez gérer les tests des différentes ampoules à l'aide de capteurs et d'une carte Arduino Mega.

    Votre étude portera sur :

    • les essais des capteurs proposés
    • la mise en œuvre du programme Arduino.
    • La visualisation (affichage) des résultats

     

     

    L'architecture de l'implantation de la carte Arduino et des "shield" sera la suivante (le shield Grove n'est pas obligatoire mais il est plus pratique pour les connexions):

     

     

    Shield Ethernet →  
      
      

     

    Shield Grove  →

     
     

     

     

    Carte Arduino Mega →


    Architecture technique du mini-projet :

    Schéma de câblage :



    La répartition du travail :


    Élève N°1 : gestion des capteurs et de la procédure de tests

    Le matériel disponible :

    • une carte Arduino Mega
    • une carte Grove Base Shield (connexions)
    • une carte relais : module 8 relais 5 Vcc  (EF03009-8 channel relay module)
    • un bouton poussoir Grove
    • 5 leds + résistances
    • un capteur de lumière (Grove 101020030/TSL2561)
    • un capteur de courant électrique (Grove 5A 101020027/TA12-200)

    Cahier des charges du travail à faire:

    1. étudiez le schéma électrique fourni pour comprendre le câblage de la maquette
    2. Faites les tests et essais des 2 capteurs :
      • faites une série d'essais (au moins 4 mesures) pour les 2 capteurs, en relevant la valeur du capteur et la valeur réelle réelle (celle-ci peut être mesurée avec un appareil de mesure fiable et sera alors considérée comme la valeur réelle).
      • A partir des notions d'erreur absolue et d'erreur relative (document explicatif fourni) :
        • calculez l'erreur absolue pour chaque mesure.
        • calculez l'erreur relative (en pourcentage) pour chaque mesure.
        • vous mettrez les résultats (capteur, mesure réelle, erreurs) dans 2 tableaux.
        • concluez sur la précision et la justesse du choix de chaque capteur
      • vous expliquerez le fonctionnement et la gestion du capteur de courant.
    3. Faire le programme de gestion des tests des ampoules :
      • Quand on appuie sur le bouton poussoir, la procédure de test est lancée.
      • Chaque ampoule est testée de la manière suivante : quand l'ampoule est en fonctionnement nominal (lumière max atteinte, en général après un certain temps, différent suivant chaque type d'ampoule), les valeurs du courant et de la luminosité (en lux) sont sauvegardées (2 variables par type d'ampoule).
        • allumage de l'ampoule par la carte Arduino
        • allumage de la led correspondant à l'ampoule testée
        • mesure du courant consommé
        • mesure de la lumière produite
      • Quand le test complet est fini, allumez la led "test fini"

     


    Élève N°2 : gestion de l'affichage des résultats

    Le matériel disponible :

    • une carte Arduino Mega
    • un écran LCD : grove LCD RGB backlight
    • un shield Ethernet

    Cahier des charges du travail à faire :

    1. test et essai de l'écran LCD
    2. Gestion de l'écran LCD:
      • le message : "test en cours"
        • le type d'ampoule en cours de test
        • la valeur du courant mesuré
        • la valeur de la luminosité mesurée
      • affichage sur l'écran LCD après la phase de tests (tout ensemble si c'est possible ou en plusieurs écrans):
        • le type d'ampoule testé et le nombre de lux par ampère consommé (lux/A)

           3. affichage sur l'écran d'un ordinateur: la carte Arduino génère la page internet (mode serveur)

        • pendant le test : le type d'ampoule et les valeurs des 2 capteurs
        • après le test : pour chaque d'ampoule testée le nombre de lux par ampère consommé
        • exemple d'affichage recherché:

     


    Pour vous aider, voici une proposition d'organisation du travail en différentes étapes:

    Quelques remarques préliminaires:

    • la rédaction du rapport se fait au fur et à mesure de l'avancement du mini-projet ( il se fait en parallèle donc et essentiellement à la maison). Une fois qu'une question a été résolue, qu'un élément technique a été essayé et approuvé, il faut l'intégrer au rapport.
    • les professeurs vérifieront l'avancée du projet et la rédaction du rapport au fur et à mesure.
    • la présentation d'un programme informatique (par exemple sur Arduino) sera présenté sous forme d'algorigramme dans le rapport et à l'oral seul de courts extraits "pertinents" peuvent apparaître dans le rapport. Le programme réel sera mis dans les annexes du rapport.
    • les ressources (documentations techniques, …) sont disponibles en haut de la page ou auprès du professeur
    • pour tout problème concernant la programmation Arduino ou le contenu d'une bibliothèque Arduino le seul site de référence fiable est le site Arduino : https://www.arduino.cc/ (par exemple : menu "Learning" puis "Reference" pour les instructions Arduino)




    Étape N°1: planning sous gantt        - travail individuel -

    • Faites le TP : "La conduite de projet sous gantt"  (durée : 2H) – découverte du logiciel



    Étape N°2: planning du projet       - travail collectif -

    • Lisez bien votre projet et rédiger votre planning de projet sous gantt.




    Étape N°3: choix des variables communes (et de leur type)       - travail collectif -

    Choisissez ensemble le nom et le type des variables que vous allez utiliser et partager avec les autres. Par exemple la variable issue de la mesure de courant va être mise à jour par l'élève chargé de gérer le capteur, mais cette variable va aussi être utilisée par celui qui s'occupe de l'affichage. Vous allez donc définir toutes les variables communes (celles issues de mesures ou celles issues du programme Arduino pour signaler un test, quelle ampoule est en test , …)

    Pensez à vous concerter pour l'attribution des entrées/sorties de la carte Arduino. Cela peut se faire au fur et à mesure de l'avancement de votre travail personnel (partie suivante).



    Étape N°4 : travail personnel

    • Chacun fait son travail personnel.
    Les fonctions delay et delayMicroseconds sont interdites afin de ne pas bloquer le programme à un endroit.



    Étape N°5 : mise en commun       - travail collectif -

    • Maintenant on regroupe les différents programmes Arduino sur un seul programme et on essaie pour voir si tout fonctionne.



    Étape N°6 : rapport et oral      - travail collectif et individuel -

    • Finalisation du rapport commun à partir des rapports de chaque élève.
    • Préparation de l'oral (diaporama).



    Étape finale : oral     - travail individuel -