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Musée (version PIC/Flowcode)

Objectifs

Gestion de l'accès et de la surveillance d'un petit musée

 

 

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.

    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 la sécurité d'un petit musée à l'aide de modules e-blocks programmés à l'aide du logiciel Flowcode (programmation graphique).  

    Votre étude portera sur :
    • les essais des modules e-blocks
    • les essais des capteurs proposés
    • la mise en œuvre du programme Flowcode.
    • L'implantation, le paramétrage de la base de données et l'affichage de ces données sur une page web
    Le matériel à votre disposition:
    • 2 valises e-blocks + Flowcode 6
    • quelques capteurs supplémentaires


    La répartition du travail :


    Élève N°1 : gestion du contrôle d'accès au musée

    Le matériel disponible :

    • les modules e-blocks (et leur documentation technique):
      • le micro-contrôleur PIC : eb006
      • clavier : eb014
      • RFID : eb052
      • écran LCD : eb005
      • leds : eb004
      • relais : eb038
      • BP : boutons poussoirs : eb007

    Cahier des charges du travail à faire (ce n'est pas forcément dans l'ordre):

         1. test et essai des modules e-blocks. Vous expliquerez leur rôle et leur fonctionnement.

         2.Faire le programme de gestion de l'accès au musée (pour le personnel) :

      • il n'y a qu'une seule entrée à gérer
      • la serrure est électrique. Pour ouvrir la porte il faut alimenter pendant 30 secondes un des relais (qui sera lui relié à la serrure électrique).
      • pour rentrer, il y a 2 manières de faire :
        • soit la personne tape le code (6 chiffres suivi de dièse). La serrure est bloquée pendant 10 minutes après 3 échecs. Le code sera "794613".
        • soit la personne passe avec sa carte RFID (si le code de la carte est faux 3 fois de suite la serrure est bloquée 10 minutes)

         3. faire la programmation des cartes RFID. Celles-ci ne contiennent pas le nom des personnes (pour respecter la confidentialité) mais leur statut codé de la manière suivante : travail1, travail2 ou travail3.

         4. faire la programmation de l'écran LCD:

      • L'écran LCD va afficher les messages suivants :
        • pour rentrer tapez le code ou utilisez votre carte
        • si le code est bon ou la carte correcte : "bonjour. Poussez la porte pour rentrer"
        • le nombre de personnes qui sont rentrés (un BP permettra de simuler la sortie d'une personne)

         5. Si le temps le permet : faire la programmation de la modification du code d'entrée




    Élève N°2 : gestion de la surveillance du musée

    Le matériel disponible :

    • les modules e-blocks (et leur documentation technique):
      • le micro-contrôleur PIC : eb006
      • des capteurs : eb067 (température et lumière)
      • clavier : eb014
      • ethernet : eb023
      • relais : eb038
      • prototypage : eb016
    • 2 capteurs de flamme (flame sensor) : DFR0076
    • 2 capteur de présence (Motion Detector Module PIR 101100001)

    Cahier des charges du travail à faire : (ce n'est pas forcément dans l'ordre):

         1. test et essai des modules e-blocks. Vous expliquerez leur rôle et leur fonctionnement.

         2. test et essai des capteurs. Pour la capteur de température :

      • faites une série d'essais (au moins 6 mesures) en relevant la valeur du capteur et la température réelle
      • A partir des notions de 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.
        • conclure sur la précision du capteur
      • expliquez, si possible, le principe de fonctionnement du capteur

         3. Faire le programme de gestion de l'alarme et de l'alerte du musée:

      • le déclenchement d'une alerte (alerte = problème) se fait à partir des capteurs de flamme, de température et de présence (si l'alarme est en service)
      • l'alarme est mise en service par un code rentré sur le clavier (code 784512 puis #)
      • l'alarme est arrêtée par un code rentré sur le clavier (code 784512 puis #)
      • lorsque l'alerte est déclenchée, une sonnerie retentit. Elle est commandée par un relais.
      • L'alerte est arrêté par la rentrée d'un code sur le clavier (code 784512 puis #)

         4. Si le temps le permet :

      • création d'une base de données MySQL (avec Wamp server)
      • écriture des données issues des capteurs dans la base de données (30 valeurs par heure)
      • affichage sur une page internet des données




    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 (organigramme de programmation) dans le rapport et à l'oral. Le programme réel sera mis dans les annexes du rapport.
    • les ressources (documentations techniques, …) sont disponibles ici ou auprès du professeur
    • pour tout problème concernant la programmation Flowcode et l'utilisation des e-blocks il faut aller sur le site du constructeur (en anglais!): http://www.matrixtsl.com/




    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:  découverte de e-blocks, des PIC et de Flowcode  - travail individuel ou collectif -



    1. Découverte du matériel

    Qu'est qu'un PIC ?
    Un PIC est un microcontrôleur c'est à dire est une unité de traitement et d’exécution de programmes informatiques (comme un microprocesseur) à laquelle on a ajouté des périphériques internes permettant de réaliser des montages sans nécessiter l’ajout de composants annexes. Un microcontrôleur PIC peut donc fonctionner de façon autonome après programmation (sur les cartes Arduino il y a un aussi microcontrôleur du même genre).

    Les PIC intègrent une mémoire programme non volatile (FLASH), une mémoire de données volatile (SRAM), une mémoire de données non volatile (E2PROM), des ports d'entrée-sortie (numériques, analogiques, MLI, UART, bus I2C, Timers, etc.), et même une horloge interne.

    A partir de la documentation technique et du matériel de la mallette répondre aux questions suivantes :

    1.  Entourez sur l'image suivante de la carte eb006: le microcontrôleur PIC installé sur notre carte, les ports disponibles (connecteurs DB9) sur la carte, le connecteur d'alimentation, les emplacements disponibles pour d'autres PIC



    2. Quel est la référence du PIC installé sur notre carte ?
    3. Les entrées et sorties sont regroupées par 'port'. Combien y-a-t-il de ports sur notre PIC (attention, le nombre de ports du PIC n'est pas forcément le nombre de port de la carte de la question 1)?
    4. Combien y-a-t-il de bits par port ?


    2. Découverte de la programmation d'un PIC à l'aide de Flowcode. Cette découverte va consister à faire un programme qui allumera la 2ème led (module eb004) quand on appuiera sur le 2ème bouton poussoir (module eb007).

    Lancer le logiciel Flowcode (version 6)

    Choisir "nouveau projet"

    Choisir le PIC :  16F1937

    Vous allez voir la structure suivante :


    C'est entre "début" et "fin" que nous allons insérer notre programme
    Glissez le bloc 'boucle While' au milieu de la structure début/Fin afin d'obtenir :


    Glissez le bloc 'entrée' (I=Input) au milieu de la structure 'While'.
    Double cliquez sur le bloc d'entrée afin de paramétrer la valeur '1' (bit unique) à affecter au port B (bit N°1)


    Vous allez maintenant affecter la variable "bp1" (type Booléen) à cette entrée :





    Glissez maintenant un bloc de test:

    Paramétrez-le:




    Glissez maintenant 2 blocs 'sortie' (O = Output)
    Double cliquez sur les blocs de sortie afin de paramétrer la valeur '0' ou '1' (bit unique) à affecter au port E (on allumera la 2ème led donc cela correspond au bit N°1)



    Il faut maintenant :

    • assembler les modules entre eux (le module led sur le port E et le module BP sur le port B)
    • rajouter l'alimentation de la carte micro-contrôleur
    • relier la carte micro-contrôleur à l'ordinateur


    Sur la documentation technique du module des BP (eb007), on remarque que le connecteur relié au micro-contrôleur (appelé J1) n'amène pas l'alimentation (ni la masse, ni le Vcc) :

    Il faut donc rajouter 2 fils venant de la carte micro-contrôleur amenant la masse (GND) et le + (+V).


    on obtient :





    Maintenant vous allez compiler votre programme (cela signifie que le logiciel va transcrire votre programme dans le langage du micro-contrôleur PIC) puis le logiciel va envoyer votre programme dans votre micro-contrôleur PIC.


    Voici les messages qui doivent apparaître :


    Message lors de l'envoi du programme vers le micro-contrôleur PIC :

    Message pour dire que tout c'est bien passé :

    Il ne reste plus qu'à essayer. Vous devez obtenir le fonctionnement suivant :

     


    Voilà, maintenant vous avez une petite idée de l'utilisation du logiciel Flowcode.


    Étape N°4 : travail personnel

    • Chacun fait son travail personnel.



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

    • Maintenant on regroupe les différents programmes 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 -