Stage PEIP

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  • UE/Module: Stage PEIP Polytech'Grenoble RICM
  • Enseignants RICM : Nicolas Palix (coordinateur), Pierre-Louis Aublin, Didier Donsez
  • Organisation des stages PEIP : Patricia Ladret


Thème 2011 : Le Physical Computing

Introduction

Le stage PEIP se déroule en Juin. Il présente quelques aspects des compétences et des connaissances qui seront acquises par les élèves ingénieurs des filières en RICM et également en 3I.

Il consiste dans la programmation d'applications informatiques qui préfigurent le futur Internet des Objets.

La plateforme utilisée pour le développement est la carte Arduino.

Préliminaires

  • installez sur votre poste de travail l'environnement de développement Processing http://processing.org
  • installez sur votre poste de travail l'environnement de développement Arduino http://arduino.cc
  • choisissez un mini-projet à réaliser : si vous terminez plutot, permuttez votre projet avec un autre groupe
  • récupérez la boite concernant le matériel nécessaire à la manipulation
  • branchez la carte Arduino Uno en installant éventuellement le pilote présent dans le répertoire arduino-0022\drivers
  • A la fin, remplissez ce sondage anonyme pour donner votre avis sur le stage.

Documentation

Projets 2010 - 2011

12 en //

  • 1 - écran Nokia 5110 BW
  • 2 - écran Nokia 5110 BW
  • 3 - écran Nokia 5110 BW
  • 4 - écran EL 1602A
  • 5 - Nunchunk
  • 6 - Nunchunk
  • 7 - Nunchunk
  • 8 - 1 Arcade Box DIY (4 boutons, 1 joystick, 1 rocket launcher switch)
  • 9 - speaker PC (PWM sur HP de PC/buzzer)
  • 10 - monter un pad (4 boutons momentanés sur une mini breadboard)
  • 11 - un contrôleur Super Nintendo
  • 12 - un hygomètre pour plante

Projets

ARD01 Horloge 3 cadrans

  • 1 Arduino Uno
  • 3 servomoteurs qui indiquent l'heure
  • 1 haut-parleur

L'heure courante est récupérée par le port série de l'Arduino lors de l'initialisation Le format est sur 6 chiffres 095410 pour 9h55 et 10 secondes

L'horloge peut fonctionner aussi en mode chronomètre (minute, seconde, centième) avec 4 boutons start, lap, stop, heure branchés sur l'Arduino.

Comme les coucous suisses, l'horloge peut jouer une mélodie à chaque demi-heure.

Clockservo1.jpg Clockservo2.jpg

ARD02 Jeux Snake sur borne d'arcade

  • 1 Arduino Uno
  • 1 joystick
  • 4 buttons

IMG 20110601 171823.jpg

Jeu de serpent (Snake)

Arduino pour la capture des 3+1 changements de direction

Plusieurs pad possibles

  • 4 boutons sur mini-breadboard
  • 1 nunchuk acceleration
  • 1 nunchuk joystick

Processing : Calcul et Affichage

Snake code

File:Snake.pde.txt

ARD03a Asservissement par nunchuck

  • 1 arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 1 nunchuck + adaptateur
  • 1 servo-moteur

IMG 20110601 174111.jpgIMG 20110601 174132.jpg

ARD03b Asservissement par nunchuck de deux aiguilles

  • 1 arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 1 nunchuck + adaptateur
  • 2 servo-moteur + aiguilles

ARD04 Affichage sur écran Nokia

  • 1 Arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 1 écran Nokia 5110 BW

IMG 20110601 174132.jpg

ARD05 Machine à écrire/Piano

Matériel

(il faudrait fournir la passerelle Arduino --> Twitter)


Liens


Commande 

LOGIN username:password
TWIT Top mon stage PEIP
TWIT Arduino c'est trop top
LOGOUT


Comment brancher le clavier PS/2 :

  • rouge -> VCC +5V
  • noir -> GND
  • marron -> clock
  • blanc -> data

IMG 20110601 174111.jpg

ARD06 Clavier musical 7 buttons

  • 1 Arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 7 buttons
  • 1 haut-parleur

IMG 20110601 174132.jpg

ARD07 Système stéréo

  • 1 Arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 2 haut-parleurs

IMG 20110601 174148.jpg

ARD08 Afficheur LCD 2 lignes

  • 1 Arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 1 alimentation externe
  • 1 potentiomètre
  • 1 afficheur EL1602A

IMG 20110601 174148.jpg

ARD09 Jeux de reflexe

Matériel : boutons (1 par joueur), LED, afficheur 7 segments (1 par joueur), bouton de reset

Jeu de reflexe à 2,3,4.

  • Chaque joueur qui appuie le premier sur son bouton après un signal (sonore ou lumineux) gagne 1 point. Les joueurs doit enfoncer en moins de 5 secondes.
  • Un joueur appuyant avant le signal est pénalisé des 2 points (-2 pts). Un signal lunimeux ou sonore indique la fin du tour et marque le début du tour suivant.
  • La partie est terminée quand un joueur atteint 10 points.
  • Au reset, les joueurs recommencent une partie (prévoir un bouton pour le reset)
  • Les points de chaque joueur peuvent s'afficher sur une afficheur 7 segments et être envoyé par le port série à une application Processing pour affichage.


ARD09b Reflexe II : le retour

Matériel : boutons (2 par joueur), LED de 2 couleurs différentes, afficheur 7 segments (1 par joueur), bouton de reset

Variante du Jeu de reflexe à 2,3,4.

  • Chaque joueur qui appuie le premier sur un bouton correspondant à un signal lumineux de la couleur correspondante gagne 1 point. S'il se trompe, il ne gagne pas de points
  • Un joueur appuyant avant le signal est pénalisé des 2 points (-2 pts).
  • La suite est identique ensuite !

Jeu de la vie (conway) interactif

Arduino pour la capture des 3+1 changements de direction

Plusieurs pad possibles

  • 4 boutons sur mini-breadboard
  • 1 nunchuk acceleration
  • 1 nunchuk joystick

Manette pour déplacement entre cellule A => tue B => crée

Le Jeu de Conway est fourni au départ

Processing : Calcul et Affichage

Jeu d'attrapage de boules

Arduino pour la capture de 2 mouvements droite - gauche

Plusieurs pad possibles

  • 2 boutons sur mini-breadboard
  • 1 potentiometre
  • 1 nunchuk acceleration
  • 1 nunchuk joystick

Processing : Calcul et Affichage

Plus belle ma plante

Arduino pour la mesure de l'hygromêtrie d'une plante Cadran à Servomoteur

Processing : Affichage (dont graphe historique)

Hydrometer1.jpg Hydrometer2.jpg

Réveil matin

Arduino : utilisé pour déclencher la mélodie (une particition) à une heure définie Processing : communique avec l'arduino sur le port série pour configurer l'heure courante, l'heure de réveil, et la mélodie choisie. Dans un premier temps, le moniteur série de l'IDE Ardiuno est suffisant.

Réglage initial de l'heure [1]

Mélodies :

Matériel :

  • 1 Arduino Uno
  • 1 Haut-parleur (de PC)
  • 1 Haut-parler supplémentaire pour la stéréo
  • 1 LCD
  • 1 Thermoresistance pour le reglage automatique de la luminosité de l'écran LCD

Une extension possible est le réveil moniteur physiologique iCoolSleep.

Utilitaires:

Piano

Matériel : clavier + haut parleur En fonction de la touche appuyée sur le clavier, le haut parleur joue une fréquence donnée.

On peut rajouter un second haut-parleur et utiliser les touches de modification

(Idée de Gautier "Mushroom" B.)


Mailbox

  1. iMailbox (Didier Donsez)


Station Météo (Homebrew Weather Station)

Ce projet propose la réalisation d'une station météo basique mesurant les températures, l'indice UV, ... L'affichage présente les mesures courantes, minimales et maximales. Des icones bitmap peuvent être affichées sur l'écran (soleil, pluie, ...). Elles peuvent être générées avec l'outil http://en.radzio.dxp.pl/bitmap_converter/ . Les données sont aussi "poussées" vers le port série au format CSV (qu'une application Processing ou Processing.JS peut afficher ou qu'un pont peut publier vers Pachube). L'utilisateur peut programmer des seuils d'alarme. Le franchissement de seuil fait bipper le haut parleur de la station pendant 30 secondes.

Matériel :

  • 1 Arduino + câble USB
  • 1 breadboard
  • 1 écran Nokia 5110 BW
  • 1 photo résistance (optionnel)
  • 2 capteurs (DS1820 ou TMP36) pour les températures (intérieure, extérieure)
  • 3 boutons pour changer le mode d'affichage les données en alternatif (courant, min, max, ...) ou le réglage des seuils (température min ou max)
  • 1 haut parleur pour bipper lors de franchissement de seuil
  • capteurs météo additionnels

Liens:

Voir le chapitre 13 du livre Jonathan Oxer, Hugh Blemings, Practical Arduino: Cool Projects for Open Source Hardware, http://www.practicalarduino.com/projects/weather-station-receiver qui récupère les données des capteurs météo d'une station WS2355 en RF 433 MHz.

Guitar Hero

Arduino : gamepad : breadboard avec 4 ou 6 boutons, haut parleur, diode LED, afficheur graphique, ...

Processing : affichage (ie c'est tres proche de l'attrapage des boules !


Pin Pong Clock

PingPong Clock, PingPong Game Score Display, ...

Matériels

  • 3 écrans Graphic LCD 84x48 - Nokia 5110
  • 1 écran LCD EL 1602A
  • 3 Nunchunks
  • 1 Arcade Box DIY (4 boutons, 1 joystick, 1 rocket launcher switch)
  • 4 Speaker PC (PWM sur HP de PC/buzzer) + 1 haut-parleur stéréo de pc portable
  • DIY game pad (à monter avec 4 boutons momentanés sur une mini breadboard)
  • 1 contrôleur Super Nintendo Controller Brochage
  • 1 hygromètre pour plante
  • 4-5 thermo-résistances
  • 5-6 Potentiomètre (pad, réglage luminosité, music speed, ...)


Annexes

Cadran à Servomoteur Carton schotch double face

Code File:Projects.tgz

Haut-parleurs

La photo ci dessous presente un montage simple de 2 haut-parleurs récupérés sur un vieux portable pour jouer des morceaux en stéreo

Arduino+hp.jpg

Voici un exemple de code pour jouer la Marche Impériale de la Guerre des Etoiles en mono File:ImperialMarch.pde.txt

Nunchuck

Nunchuck + servomoteur

Exemple de code : File:NunchuckServo.pde.txt

Note : remplacer beginSerial par Serial.begin dans la fonction setup().

Comment relier le nunchuk :

WiiArduino.jpg


Relier le nunchuck à l'arduino

Ce lien contient également un programme qui permet de récupérer les valeurs pour les différents contrôles (accéléromètre, joystick et boutons).


Ventilateur

Couleurs :

  • Rouge : +
  • Noir : -
  • Blanc : signal ?

Bien qu'il tourne, je pense que l'alimentation par le port usb seule n'est pas suffisante : il faudrait ajouter le connecteur AC-DC.


Servomoteur

Connecter le servomoteur à l'arduino

Couleurs (source1, source2)

A standard RC servo has three wires:

  • Ground: black or brown
  • Power: red
  • Control/Signal: orange, yellow or white

A besoin de l'alimentation externe sur la carte Arduino ! Le code ci-dessus ne semble pas fonctionner...

Super Nintendo Controller

Référence

Une librairie pour utiliser le contrôleur + pin description


Écran LCD EL1602A

Spécifications

Comment le cabler

LCD bb.png


Images

Arduino el1602a 2.jpg Arduino el1602a 1.jpg

Notes :

  • La résistance est une résistance de 10k.
  • Le potentiomètre permet de régler le contraste. Sans cela l'écran apparaît vide.
  • L'alimentation externe n'est pas nécessaire mais préférable : sans cela l'affichage est faible.

Exemples de code

Dans le logiciel Arduino, des exemples peuvent être trouvés dans le menu File -> Examples -> LiquidCrystal

Écran LCD Philips PCD8544 (Nokia 3310 & 5110)

Écran graphique 84x48 pixels NB

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