Horloge – Mesure et suivi de la pression atmosphérique

Fonctionnalités du système

1. Gestion de la date et heure
a. Affichage date
b. Affichage heure
c. Prise en compte du fuseau horaire
d. Mise à jour heure été – hiver
e. Synchronisation périodique date et heure à l’aide d’un module GPS
f. Rafraîchissement de l’affichage toutes les secondes
2. Gestion de la pression atmosphérique
a. Affichage de la pression atmosphérique toutes les secondes
b. Affichage de l’évolution de la pression par heure et mise à jour toutes les heures
c. Affichage de l’évolution de la mesure de pression moyenne sur 2 jours et mise à jour du graphique toutes les heures
3. Gestion de la température
a. Affichage de la température intérieure
b. Rafraîchissement de l’affichage toutes les secondes
4. Utilisation d’un module GPS
a. Synchronisation de la date et de l’heure
b. Affichage de l’heure UTC
c. Affichage date
d. Affichage latitude et longitude
5. L’affichage doit s’effectuer sur un écran couleur, avec une résolution suffisante. L’afficheur constitue aussi l’interface homme – machine, et doit donc être muni d’une dalle tactile.
6. Les informations de date et heure doivent être sauvegardées en cas de coupure de courant.
7. La mise en œuvre matérielle doit être la plus simple possible.
8. Le système doit pouvoir être transporté facilement. Il devra donc être mis dans un boitier.
9. Alimentation via adaptateur secteur.

Le choix du matériel a été conditionné par le fait que la mise en œuvre matérielle devait être la plus simple possible (pas de circuit à concevoir, peu ou pas de composants à souder, un branchement des différents éléments à l’aide de connecteurs). Le choix s’est porté sur l’utilisation du système Grove de Seeedstudio qui permet d’interfacer sur une carte Arduino Uno ou Mega des périphériques très simplement. Une description du système Grove est disponible vie la lien http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_System.
De la même façon, l’afficheur devait pouvoir se plugger directement sur la carte Arduino.
Enfin, les ressources de la carte Arduino Uno étant restreinte en termes d’E/S, on cherche à privilégier l’utilisation du bus I2C pour la gestion des capteurs.

Le circuit d’horloge ainsi que le capteur de pression sont connectés sur le bus I2C. Le module GPS est lui connecté sur les broches D2 (TX_PIN module GPS) et D3 (RX_PIN module GPS). Le shield écran vient enfin au dessus.

Nous avons choisi une boite à cigares (dimensions intérieures : largeur : 87mm, longueur : 130mm et profondeur : 67mm) afin d’y placer tout le montage. La boite est percée sur le fond et les cotés afin d’assurer une ventilation des éléments et notamment du capteur de pression température. L’ensemble des shields sont montés sur des entretoises afin de s’assurer que l’écran est bien au niveau du couvercle de la boite. Concernant la mise en œuvre du module GPS, l’antenne a été placée en hauteur, à l’aide de Velcro adhésif. Ainsi, la réception du signal GPS n’est pas perturbée.

Par défaut, le rétro éclairage de l’écran est inactif. Ce choix est justifié par le fait que la led de rétro éclairage dégage un peu chaleur (en plus de celle des autres circuits) qui biaise la mesure de température. Un appui sur la dalle tactile permet de l’activer et de visualiser les différents écrans. Une temporisation gérée par interruption timer permet de contrôler la durée d’&allumage de la led du rétro éclairage.
Le rafraichissement du contenu de l’écran est effectué toutes les secondes.
Le circuit RTC DS1307 utilisé présente une dérive qui peut être importante (plusieurs secondes par jour), et qu’il faut alors corriger. Le recalage de l’heure du circuit RTC DS1307 est effectué toutes les 2 heures à l’aide des données GPS.
La valeur courante de la pression atmosphérique est affichée toutes les secondes. Sur une durée d’une heure, le calcul de la valeur moyenne de la pression atmosphérique s’effectue à partir d’une mesure toutes les minutes, pendant une heure. La variation de pression est déterminée par l’écart entre la dernière valeur moyenne calculée et celle calculée pour la tranche horaire précédente.

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