Création d'une petite station météorologique : composants, assemblages et programmation

Résumé du document

Le projet consiste à élaborer un système permettant de relever les conditions climatiques d'un endroit donné à l'instant présent. Pour cela nous devrons utiliser et paramétrer différents capteurs relevant toutes sortes de données telles que la température, la pression atmosphérique et l'altitude.
Le système sera composé de deux parties, l'une jouant le rôle de sonde permettant de recueillir les informations physiques externes. L'autre servira au traitement des informations et à l'affichage pour l'utilisateur.

On peut imaginer que les deux modules communiquent par une liaison sans fil pour faciliter son utilisation. Le boîtier principal qui servira à l'analyse des données possèdera un petit écran LCD qui permettra d'afficher l'heure ainsi que les autres données simultanément. Les données envoyées par le capteur de pression seront retranscrites sous forme de pictogrammes. On pourra donc observer sur l'écran la température et la prévision météorologique.

Dans ce projet plusieurs compétences sont requises :
- Avoir des connaissances dans le domaine de l'électronique
- Pouvoir traiter des grandeurs physiques en grandeurs numériques à l'aide de capteurs.
- Utiliser le matériel informatique et les outils de programmation pour la gestion du système.
- Connaissances en traitement de signal pour créer la liaison entre le boîtier placé à l'extérieur et le boîtier principal.

Extraits

[...] Nous utilisons un afficheur LCD pour indiquer les valeurs relevées par les différents capteurs à l'utilisateur. Il s'agit d'un afficheur 2 lignes à 16 caractères. Le microprocesseur envoie les données directement à l'afficheur. Ce dernier ne conserve pas les données dans sa mémoire puisque celles-ci varient constamment. Ainsi, les contraintes de notre écran sont les suivantes : Ecran à 2 lignes pour afficher la température sur la première et la pression sur la deuxième. [...]

[...] La fabrication de la carte et notamment le wrapping nous a appris à mettre en application des connaissances que nous avions acquises lors des années précédentes. Nous avions quelques connaissances du langage assembleur grâce aux cours et aux TP que nous avons suivis à l'école, mais le projet nous a vraiment permis de les approfondir. Nous nous sommes rendu compte de toutes les possibilités des microcontrôleurs, et n'avons abordé qu'une infime partie de cet outil. Lors de l'élaboration du cahier des charges de notre projet, nous avions prévu d'ajouter une liaison sans fil entre les capteurs de pression et température et de l'affichage pour l'utilisateur. [...]

[...] Nous avons ensuite regardé les stocks de PIC que possède l'école et monsieur OULD- AMROUCHE nous a proposé un PIC16F876A dont voici le diagramme des broches : Figure 4 : Diagramme des broches du 16F876 Le microcontrôleur PIC16F876 fait partie de la catégorie Mid-range de Microchip. Il est largement utilisé dans l'industrie pour ses performances et son prix raisonnable. C'est un microcontrôleur basé sur une architecture RISC qui propose un jeu d'instructions relativement réduit. Il possède de nombreux modules intégrés (CAN, PWM, WDT . ) qui nous permet de ne pas utiliser d'autres composants pour réaliser notre projet. [...]

[...] Les timers peuvent servir à réaliser des comptages d'évènements externes, des interruptions etc . Un convertisseur analogique numérique (CAN) 10 bits Le CAN présent dans le 16F876 est un CAN 10bits. Un CAN convertit une tension analogique en une valeur numérique binaire, qui pourra ensuite être utilisée pour des calculs ou autres. Sa résolution de 10bits donne une précision en 5V de 5mv environ, ce qui est une très bonne précision pour notre projet Deux modules CCP CCP signifie Capture, Compare, and PWM. [...]

[...] Un niveau bas indique une commande et un niveau haut indique une donnée. Figure 16 : Câblage du LCD au PIC Pour valider l'envoi d'une information, nous réalisons l'envoi d'une impulsion sur E. Celle-ci est active sur front descendant. Le niveau haut doit être maintenu pendant au moins 450 ns à l'état haut. Il existe deux modes de fonctionnement de l'afficheur. [...]