Suivi de la pression atmosphérique et géolocalisation

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Difficulté:

Comment suivre l’évolution de la pression atmosphérique et voir arriver le beau ou le mauvais temps

Possédant déjà une station météo du commerce, je n’avais pas accès à la mesure de pression atmosphérique. De plus, l’évolution de la pression atmosphérique est un bon indicateur du changement de temps, d’où l’idée d’effectuer un suivi de l’évolution de la pression sur une amplitude de 48h.
Afin de pouvoir réaliser des mesures de façon régulière pour le suivi de la pression, un circuit d’horloge RTC est utilisé. Puisque l’on utilise une circuit RTC, autant en profiter pour afficher l’heure et la date.
Et pour que le circuit d’horloge RTC soit toujours à l’heure, la mise à jour automatique s’effectuera en utilisant un module GPS qui permet d’accéder à la date et l’heure UTC, et aussi aux coordonnées GPS que l’on affichera à la demande.
Le capteur de pression délivrant aussi une indication de température, nous afficherons aussi la température intérieure.
Et pour que le résultat soit sympa, un écran TFT muni d’une dalle tactile permettra de gérer tous les affichages en couleur ainsi que l’accès aux différents menus.

Matériel :

Budget : Non défini

Matériel utilisé :– Carte Arduino Uno Rev 3
– Module Grove horloge RTC DS1307 et pile de sauvegarde (http://www.gotronic.fr/art-horloge-temps-reel-grove-101020013-18984.htm)
– Module Grove Pression BMP085 (http://www.gotronic.fr/art-module-barometre-grove-101020032-18953.htm)
– Module Grove GPS (http://www.gotronic.fr/art-module-gps-grove-113020003-18954.htm)
– Shield Base shield Grove (http://www.gotronic.fr/art-module-grove-base-shield-103030000-19068.htm)
– Shield écran tactile V2.0 104030004 (http://www.gotronic.fr/art-shield-ecran-tactile-v2-0-104030004-19854.htm)
– Adapteur secteur régulé 3-12V / 7W (http://www.gotronic.fr/art-adaptateur-psu05rs-8142.htm)

Etape 1 : Cahier des charges

1. Gestion de la date et heure
Affichage date et heure
Prise en compte du fuseau horaire (ici Paris)
Mise à jour heure été – hiver
Synchronisation périodique date et heure à l’aide d’un module GPS

2. Gestion de la pression atmosphérique
Mesure de la pression atmosphérique en continu et rafraichissement de l’affichage toutes les secondes
Affichage de l’évolution de la pression moyenne et mise à jour toutes les heures
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
Affichage de la température intérieure
4. Utilisation d’un module GPS
Synchronisation de la date et de l’heure
Affichage de l’heure UTC
Affichage date
Affichage latitude et longitude
5. Affichage sur un écran couleur, avec dalle tactile pour gestion des menus.

Etape 2 : Choix matériel

La mise en œuvre matérielle doit être la plus simple possible. C’est la raison pour laquelle le système Grove a été choisi. Une description du shield Grove utilisé est accessible via le lien http://www.seeedstudio.com/wiki/Grove_System.
Les ressources matérielles étant restreinte, les périphériques pouvant s’interfacer avec le bus I2C ont été priviligiés.
De même, l’écran devait pouvoir s’interfacer sans connectique particulière.
Pour chaque shield, la documentation est disponible dans le PdF DocsTechnique_Shield

Etape 3 : Ressources logicielles

Etape 4 : Mise en oeuvre matérielle

Suivi de la pression atmosphérique et géolocalisation- Mise en oeuvre matérielle

Les différents shields sont “empilés”, puis en dernier l’écran TFT tactile.
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.
Enfin, le tout sera placé 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.

Etape 5 : Mise en oeuvre du module GPS

Après étude de la documentation du module GPS, nous avons choisi de ne recevoir qu’un type de message NMEA, le message $GPRMC. En effet, celui-ci contient toutes les informations souhaitées, à savoir latitude, longitude, heure UTC et date. Cela nécessite de paramétrer le module GPS au sein de la fonction setup () afin de ne recevoir que les messages $GPRMC. Pour cela, il faut envoyer une commande PMTK telle que décrite dans la documentation du module (voir le code fourni). (voir aussi https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/gps-module-arduino-raspberry-pi-tutorial pour des informations complémentaires sur l’utilisation d’un module GPS).
Le code fourni permet de disposer des deux fonction de base pour recevoir et stocker le contenu d’un message GPRMC et ensuite isoler les différents du message.

Etape 6 : Application finale