Contrôle de feux tricolores - Site interne Polytech Paris-Sud

Sujet 10 (Samir Bouaziz) : Calculateur Autopilote couplé à un simulateur
de vol (2 trinômes)
Présentation :
Ce projet repose sur l'utilisation d'un logiciel de simulation de vol sur ordinateur
(Flight Simulator de Microsoft) qui sera interfacé à un véritable calculateur à base de
microcontrôleur (noté Ordinateur De Bord ODB) implantant des fonctions de pilote
automatique pour l'avion simulé.
Le principe consiste à récolter les paramètres de vol de l'avion simulé sur le PC et à
les renvoyer vers le calculateur autopilote ODB par un port de communication
classique (type Ethernet ou RS232 par exemple). Le calculateur ODB aura
l'impression d'être embarqué dans un avion et qu'il aura la commande de tous les
actionneurs en envoyant des commandes sur ce port de communication. On parle de
stratégie de simulation HIL (Hardware In The Loop). En effet, le vrai calculateur ODB
sera inséré dans une plateforme de simulation temps réel pour lui faire croire qu'il est
embarqué sur un vrai avion. On utilisera comme base d'avion un CESSNA ou
équivalent.
Le calculateur ODB sera à base de cartes MBED (processeur ARM7 M3 ou M4). Cet
élément est vu par le PC comme un périphérique communiquant par un port USB ou
Ethernet (identique à ce qui est vu en cours de réseaux). Le PC a pour rôle de
transmettre des paramètres de vol de l'avion simulé, considérés comme des
données capteurs embarqués. L’interaction avec ce simulateur (avec le PC) se fait
grâce à une couche d’abstraction logicielle (FSUIPC), déjà fonctionnelle.
Le travail consiste à déléguer les fonctions de contrôle, de l'avion simulé, à cette
carte calculateur ODB en donnant la possibilité de contrôler manuellement, semiautomatiquement ou automatiquement cet avion, et cela en temps réel.
L'objectif du travail consiste à :
□ Interfacer le simulateur à la carte ODB à partir des informations et briques
logicielles qui seront données sur PC pour ce projet.
□ Implanter des fonctions de base d'assistance au pilotage, de la liste ci
dessous :
o Gérer une vitesse de croisière en contrôleur le régime moteur.
o Gérer une vitesse de montée ou de descente à partir des informations
capteurs et de la consigne du pilote.
o Gérer une altitude par rapport à l'altitude mesurée (sur le simulateur) et
l'altitude de consigne.
o Gérer un cap fixé par le pilote sur la base d'une consigne fixée sur
l'interface de la carte ODB
o Gérer un cap d'approche par rapport à l'information donnée par une
balise VOR DME (données reçue du simulateur).
o Calculer sa trajectoire par rapport à la position GPS indiquées par le
GPS virtuel embarqué sur l'avion simulé, La position GPS consigne est
donnée par le pilote.
□ On commencera par implanter des fonctions sur un programme sur PC avant
de porter ces fonctions sur le vrai calculateur ODB MBED. Ceci permettra de
mieux comprendre les fonctionnements des API au niveau du PC.
Outils : Programmation C sur MBED, C/C++ sur PC.
Composants : MBED + carte extension.
Rassurez-vous, On vous expliquera tout pour avancer bien sûr (pas de
panique !!!!!).
Sujet 11 (Samir Bouaziz) : la ruche instrumentée (2 trinômes)
Présentation :
Nous souhaitons
physiologiques.
instrumenter
une
ruche
pour
mesurer
ses
paramètres
L’objectif consiste à ajouter de l’électronique au niveau s’une ruche pour mesurer les
paramètres les plus pertinents :
□ Température interne et externe (peut être plusieurs points de mesures).
□ Taux d’hygrométrie dans la ruche et à l’extérieur de la ruche.
□ Pression atmosphérique interne et externe à la ruche.
□ Eclairement interne et externe à la ruche.
□ Nous souhaitons également effectuer du comptage d’abeilles grâce à une
barrière de capteurs, discrète et totalement inoffensives pour
les abeilles.
Enfin, cette instrumentation devra être alimenté en totale autonomie et
sans câblage électrique externe. Pour cela, nous utiliserons un
panneau solaire avec batterie et chargeur spécifique pour assurer une
autonomie de l’installation. Une liaison wifi ou zigbee pourra être
envisagée pour transmettre les données vers un serveur. Dans cette
étude, on se contentera d’enregistrer les données dans une clé USB à
l‘aide du processeur ARM7 carte MBED.
Il faudra prévoir un système de portique à plusieurs couloirs de sorte à obliger les
abeilles à entrer dans le couloir. Un capteur optique détectera le passage, et 2
capteurs nous permettront de détecter le sens du passage (sortant ou entrant).
Nous favoriserons l’usage de capteurs numérique (avec interface SPI ou I2C) de
sorte à s’affranchir des problèmes de bruit, de calibrage et de l’électronique
analogique.
Outils : programmation C sur MBED et ajout de circuits interfaces intelligents pour
mesurer les paramètres température, hygrométrie, pression atmosphérique,
luminosité …etc, CAO (EAGLE ou autre) pour les cartes à réaliser.
Composants : carte MBED divers capteurs météorologique numériques. Une
conception d’une pièce mécanique sera à prévoir avec l’imprimante 3D (pas une
obligation).
Rassurez-vous, des explications vous seront données pour avancer bien sûr (pas
de panique !!!!!).
Sujet 12 (Samir Bouaziz) : Robot ludique (1 trinôme)
Présentation : Ce projet a pour objectif de mettre en
place des exercices de robotique à base de robot
MindStorm de Lego. Ces exercices sont destinés à
des élèves de collégiens pour s'initier à la robotique.
Ce travail entre dans le cadre de la MISS.
Extrait du site web de la MISS : La Maison d’Initiation
et de Sensibilisation aux Sciences (MISS) est un
projet porté par la région Île-de-France, en partenariat
avec La Diagonale Paris-Saclay. Son objectif est la
création d’un laboratoire pour les 8-15 ans. Des
écoliers et des collégiens de toute la région Île-deFrance, du CE2 à la 3ème, y seront accueillis avec
leurs enseignants afin d’expérimenter la démarche
scientifique. Les élèves travailleront sur une
thématique choisie au préalable en classe et abordée
à la MISS sous forme d’atelier scientifique.
Ce projet est en lien avec l'atelier robotique de la MISS. On se propose de valider les
exercices mis en place, les modifier et préparer des fiches d'exercices à destination
des jeunes des collèges. Les thèmes retenus sont "du capteur à l'actionneur" et
"contrôle de trajectoire d'un robot".
Les exercices reposent sur des Robots déjà construits (à modifier éventuellement) et
qu'il faudra programmer avec un outil de programmation basé sur un environnement
graphique sous forme d'organigramme (Lego Brick).
Ce travail devrait se poursuivre car les élèves retenus seront sollicités pour animer
les ateliers de robotique de la MISS et cela entrera dans le cadre du projet de 4eme
année. En effet, un projet orienté animation d'atelier de robotique sera proposé par la
suite.
Des fiches pédagogiques seront à mettre en place sous forme d'un document
destiné aux élèves afin de les aider à réaliser les manipulations. Les exercices
pratiques reposent sur l'utilisation des capteurs et actionneurs du robot pour réaliser
des trajectoires et se mouvoir dans un espace pour aller d'un point A à un point B en
détectant des obstacles potentiels, que le robot devra contourner ou éviter. Ce robot
devra effectuer ses actions en totale autonomie sans l'intervention d'une quelconque
télécommande externe.
Outils : Programmation Lego Brick,
Composants : Robot Lego équipé de divers capteurs
Rassurez-vous, On vous expliquera tout pour avancer bien sûr (pas de
panique !!!!!).