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Bonjour à tous !

Aujourd’hui je vous propose de faire un arroseur automatique avec un système de mesure un peu spéciale, puisqu’il ne coûte rien (il fait partie du circuit en lui-même !) et est normalement inusable.

Idée globale

Le projet est somme toute assez banal : faire un système permettant d’arroser une plante en toute autonomie (ou presque). On doit donc :

– mesurer l’humidité dans la terre.

– suivre le niveau d’eau dans le réservoir.

– commander une petite pompe.

– Avoir une batterie

– Le tout en consommant le moins possible.

Choix techniques

Evidemment, chez moi, qui dit basse conso dit MSP430 🙂 je suis donc parti sur un MSP430G2452, celui fourni avec le launchpadG2 en plus du G2553. La principale différence entre les deux c’est qu’il n’a pas de port série hardware (mais il y a un soft pour débuguer et on a pas besoin de plus ici). Mais ce qui a en plus assurer ce choix, c’est les facultés pour faire des mesures capacitives. En effet de base sur cette gamme sont intégrées des fonctions permettant de faire des boutons type « touch ». Ce type de mesure consiste tout simplement à mesurer une variation de capacité. Je vais détailler le principe dans le paragraphe suivant, en attendant voici le lien vers le topic sur le forum 43oh où est fournie une librairie pour Energia (et oui évidemment je vais coder sous cette IDE 😉 ).

Librairie CapTouch

Mesure capacitive

Pour commencer il faut savoir ce qu’est un condensateur : c’est en fait en quelque sorte un mini réservoir de stockage électrique, comme une pile quoi, mais capable d’absorber et de fournir cette énergie stockée de manière très rapide. Alors il existe beaucoup de technologie de condensateur, mais beaucoup reposent sur un principe de superposition de plaques conductrices entrelacées. Il y a deux « jeux de plaques », chacune pour une borne du condensateur : une à la masse, l’autre pour le courant « condensé » (j’avoue que c’est en écrivant cette phrase que je me rend compte que je ne sais pas comment on appelle les bornes d’un condensateur !).

Plus la surface est grande, et plus l’écart entre les plaques est réduite, plus la capacité est importante. Autre facteur important (et c’est celui qui nous intéresse en fait ici) la capacité à isoler de l’isolant qui sépare les plaques. Un matériaux est caractérisé par une constante diélectrique, qui indique grosso modo sa capacité à conduire plus ou moins l’électricité. Et ici on jouer avec ça : en faisant varier l’humidité dans la terre on va changer sa constante diélectrique et donc notre mesure de capacité qui va augmenter.

Il nous faut donc deux électrodes (nos plaques du condensateur) et entre les deux, la terre du pot (ou l’eau du réservoir car on va tant qu’à faire utiliser la même technique !). Dans l’idée on veut faire ça :

Ici en fait je n’ai pas placer face à face mes électrodes, c’est pas grave ça marche aussi, et ça ressemble d’ailleurs dans le principe à un bouton touch  :

Quelques liens en vrac qui font seront peut-être plus parlant :

https://www.youtube.com/watch?v=0du-QU1Q0T4

http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/49-04/capacitive_sensing.html

http://www.positron-libre.com/cours/electrotechnique/notion-electricite/condensateur-capacite.php

Pourquoi ce type de mesure ?

La principale raison est que normalement c’est inusable, surtout en comparaison est des mesures résistives. En effet, la technique « classique » très simple à faire consiste à planter deux dans la terre, à ajouter une autre résistance pour former un pont et hop on alimente le tout et on regarde la tension au point milieu du pont. Plus d’infos :

http://www.electroschematics.com/6519/simple-soil-moisture-sensor-arduino-project/

Problème de cette méthode : imaginer la tronche des électrodes qui auront passé l’année en terre … Elles vont s’oxyder, la mesure dériver … Et en plus, si vous ne pilotez l’alimentation du pont, vous aller faire une électrolyse et la en quelques jours ça va commencer à dériver.

Avec une mesure capacitive, étant donné qu’il n’y a aucun contact électrique avec l’environnement, point de risque d’électrolyse ou d’attaque des métaux 🙂 ça veut également dire qu’on peut facilement s’adapter pour mesurer n’importe quel liquide. Ça veut également dire qu’on peut par exemple mesurer un niveau d’essence sans risque d’explosion (bon je suis pas responsable de ce que vous foutrez avec ce tuto, donc je suis responsable de rien ! Si vous ne savez pas ce que vous faites jouez pas avec les liquides inflammables 😉 ).

Niveau d’eau

Y’a quelques années j’avais fait un montage un peu similaire, et j’avais relevé un détails technique d’importance : vous vous êtes peut-être dit que vous pouviez vous passer du niveau d’eau du réservoir, en fait non. Sur mon premier proto, je n’en avais pas. Est arrivé le jour où il s’est vidé sans que je m’en rende compte. Et ça m’a vidé la batterie très rapidement puisque la pompe ne pompant plus rien, l’humidité ne remontait pas donc mon microcontroleur s’est acharné …

Moralité : il faut suivre le niveau d’eau.

Le circuit

arroseur eagle

 

A gauche la partie qu’on plante en terre, à droite la mesure de niveau d’eau. Alors ça se voit pas bien, mais sur la partie mesure d’eau, il y a deux zones sur la colonne de droite : un petit carré en bas qui sert de référence, et la grande pour mesurer le niveau à proprement parler. En fait je considère que l’eau arrive au moins au niveau au-dessus du petit carré. Connaissant sa hauteur, on peut ensuite en déduire un rapport capacité = f(niveau).

Les fichier CAD pour Eagle sont dispos sur mon Github. Comme je le disais l’avantage c’est que c’est directement intégré dans le circuit. On fait son circuit, on peint et vernis les électrodes (je rappelle qu’un condensateur ne conduit pas le courant, si on trempe dans l’eau comme ça ça va faire un court-circuit !). A noter que j’avais prévu des résistances pour tuner la mesure. En fait mes essais ont montré qu’il valait mieux mettre un condensateur de faible valeur (j’avais des 22pF dans mes archives et ça marche très bien). Donc sur le schéma électrique, au lieu des résistance de pull-down, je vous conseille de mettre des condensateur de quelques dizaine de pF, ça stabilise la mesure et ça fait beaucoup moins du n’importe quoi.

Une fois tout en place :

 

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Le code

Le code ici est vraiment enfantin : d’une part Energia simplifie énormément les choses, et ensuite la librairie CapTouch intègre la mise en sommeil. Donc en fait on peut faire des mesures en permanence, même si on a l’impression que le microcontroleur turbine tout le temps, en fait il n’en est rien, ce n’est qu’une vision macroscopique (temporellement parlant). Si on dilatait le temps, on verrait que le microcontroleur passe la très large majorité de son temps en sommeil.

Pour l’algo il n’y a finalement pas grand chose à dire : comme il faut un certain temps à l’eau pour se diffuser dans la terre, je préfère y allait par « petite touche ». On arrose donc un peu, on attend, on mesure, si c’est pas assez on arrose encore …

J’ai optimisé un peu le code en créant une fonction utilisant un pointeur vers l’objet Captouch. Ca évite de réécrire trois fois la même routine …

Tout est dispo sur mon github.

Bon sinon il est pas vraiment optimiser du tout. J’ai pas tester mon système d’étalonnage, pas introduit de système de calibration … Comme je l’ai dit plus haut, je voulais déjà vérifier si dans le principe j’étais bon. Donc pas la peine de me lancer des cailloux parce que c’est pas top top, je le sais. Et n’empêche que ça fait le job 🙂

Version 2

Je ne sais pas si je la ferai mais j’ai déjà un paquet d’idées pour une V2 🙂 (pas la fusée hein) :

– Réduire la taille du circuit (->passage en CMS).

– Rajouter des boutons (pour la calibration ou forcer l’arrosage).

– Commande lumière artificielle.

– Mesure constantes environnementale (température, pression, ensoleillement).

– Connectivité internet (wifi surement) pour suivi/commande.

– Autonome énergétiquement (panneau solaire ?).

– Autonome en eau.

– Utilisation de l’acran Sharp qu’on trouve sur le boosterpack de TI : www.ti.com/tool/430BOOST-SHARP96

Il a la particularité de consommer très peu (quelques µA avec un rafraichissement de 1 Hz ce qui plus que suffisant dans notre cas…)

Bonjour à tous,

Bon décidément les temps sont durs … Un boulot monstre, dur dur de s’occuper du blog :s

Du coup je vous pond une petite news parce qu’elle est quand même intéressante cette nouvelle :p

Texas Instrument vient de sortir une nouvelle gamme de microcontrôleur : les MSP432. Grosso modo, ce sont ARM Cortex M4F avec très faible conso, comme les MSP430. Bon du coup il ne faut pas s’attendre à des furies non plus puisqu’il tourne au maxi à 48 mhz. Mais la conso peut tomber à 850 nA avec RTC, donc vraiment pas mal ! Et puis bon après on a les autres joyeusetés des ARM, à savoir tout plein de la flash, tout plein de la RAM, des ADC plus performants, pleins de port série, SPI, i2c … Bref, de quoi faire !

En plus de cette nouvelle série de puce, TI a eu le bon goût de sortir un launchpad équipé avec (qui abandonne au passage la robe rouge pour la noire), et Energia a eu le meilleur goût encore de sortir une nouvelle version supportant ce nouveau launchpad et d’introduire le multitasking, appuyer par RTOS qui est l’OS temps réel de Texas Instrument, qui permet de faire ce que ça dit c’est à dire du multitâche. Grosso modo, fini les prisse de tête quand on veut faire tourner plusieurs choses en même temps 🙂 alors techniquement ce n’ai jamais du vrai multitasking qui nécessite plusieurs coeurs (et oui faut PC d’avant, simple cœur, vous aviez l’impression de lancer plusieurs choses en même temps mais ce n’était pas réellement le cas) mais dans l’idée on subdivise chaque action en sous-action pour les enchaîner au fur et à mesure et donner l’illusion que tout se déroule en même temps. Prenons un garagiste qui doit changer vos disque et faire la vidange, il peut dévisser le bouchon, enlever les quatre boulons d’une roue, lever la voiture, mettre le bac dessous, enlever la roue … Et au final vous récupérer votre voiture entretenue.

Dans les fait ici la nouvelle version ici intègre un exemple qui permet de faire clignoter des led à partir de 3 blink de base. Vous trouverez plus d’info ici.

Autres petites découvertes que j’ai fait au passage : TI se met au cloud avec notamment une version de Code Composer Studio en ligne. Plutôt sympa ! Il suffit de créer un compte (gratuit) pour y accéder. On note une option intéressante qui permet directement de se synchroniser avec github pour importer ses librairies.

Egalement un service pour avoir tous les exemples de codes mis à dispo par TI, ainsi qu’une application pour obtenir directement les brochages de certaines puces. Cette dernière appli je vois pas trop l’utilité pour le moment …

Enfin au niveau matériel, comme je suis pas mal wifi en ce moment, j’étais passé à côté du CC3200 en version MOD, ce qui signifie chez TI que c’est un petit module qui intègre tout ce qu’il faut. Pas de ARM à souder et autre, on soude ça comme un module GPS quoi, et c’est plié. Beaucoup moins galère que de prendre les composants un à un … Le revers c’est que c’est évidemment plus cher et qu’à la base les CC3200 ne sont pas donnés comparée à une concurrence farouche (mt7681, ESP8266 ….) : 36€ chez Mouser ! Aie … Tout dépend le besoin c’est sûr, mais passé d’un CC3200 à un esp8266 fait gagné 34€ … Certes vous risquez de galérer un peu plus, mais suivant le projet ça fait réfléchir.

 

A bientôt !

 

 

 

 

[News] Promos TI

Publié: 30 avril 2014 dans News
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Bonjour à tous,

 

Petite news pour vous signaler des promos chez Texas Instrument.

Elle concerne deux booster-pack (shield sauce TI) : 19.99$ – 50% !

– le LCD : un shield avec un LCD monochrome 96×96 + deux sliders capacitifs.

– et le capacitive sense.  9.99$ – 50% !

 

Et deux launchpads :

-le G2 : le plus basique.  9,99$ – 15%

– et le F5529  : plus puissant, usb … 12.99$ -15%

Et ces prix sont frais de port inclus 😉

 

 

Déjà que ces plateformes étaient plus qu’abordables 🙂

Je rappelle que le launchpad G2 c’est un peu l’Arduino de TI (en plus puissant et plus pratique  je trouve, le seul vrai reproche qu’on peu lui faire c’est les mémoires un peu justes, mais prenez le F5529 alors 😉 ).

Je rappelle également qu’avec Energia vous disposez d’un environnement identique à Arduino pour les launchpad TI. D’ailleurs je vous prépare quelques surprises dans le domaine pour très bientôt (vous regretterez de ne pas avoir acheter une montre eZ430 quand je vous ai dis qu’elles étaient en promo ;))

Bref pour avoir les codes de réduc, les liens en boutique et la news complète c’est ici

A bientôt les amis !

Bonjour à tous,

Alors en ce moment je joue pas mal avec mon Stellaris Launchpad et je vous propose aujourd’hui une méthode pour se passer du programmateur. L’intérêt ? Et bien on peut imaginer des montages avec un ARM en standalone sans avoir besoin d’y intégrer un programmateur. Au passage, Texas Instrument propose directement des bootloaders pour flasher via USB, Série, SPI et même i2c. Sur les Tiva C série 129 il y en a même équipés de l’ethernet et on peut flasher par ce biais. La doc de TI sur le sujet 

Ce billet va traiter d’une autre méthode, même si elle utilise l’USB. Au hasard du net j’ai trouvé le boulot d’un type  et j’ai décidé de tester et d’adapter la méthode pour Energia.

Par ailleurs, n’ayant qu’un Stellaris Launchpad sous la main, mon tuto a été réalisé sur cette carte mais normalement ça marche aussi pour les Tiva C Launchpad, moyennant peut-être juste quelques adaptations. Enfin il se destine pour les mêmes raisons aux Windows-iens 😉

1ère étape

Dans le github de l’auteur, dossier prebuilt, récupérer boot_msc_usb.bin

Si vous ne l’avez pas, récupérez LMFlashProgrammer ici. C’est un outil de programmation très simple mais très efficace fourni par TI pour ses ARM. Au passage si vous jouez avec les différents types de bootloader, ce programme permet d’uploader un programme par n’importe quelle voie, même l’ethernet !

On va maintenant flasher le Launchpad avec le booloader. Branchez votre Launchpad par l’USB Debug et lancer  LMFlashProgrammer :

Dans « quick set », selectionnez « LM4F120 Launchpad » si vous avez un Stellaris LaunchPad et « TM4C123G Launchpad » si vous avez un Tiva C launchpad, puis dans l’onglet « Program » allez chercher le fichier boot_msc_usb.bin préalablement téléchargé. Si vous n’avez touché à rien d’autre alors tout est bien configuré.

Cliquer sur Program, et voila 😉

2ème étape

Vérification : brancher votre launchpad via USB Device cette fois et n’oubliez pas de basculer l’interrupteur de sélection d’alim sur Device. Presser le bouton SW2 et tout en le maintenant enfoncé appuyez puis relâchez le bouton reset. Normalement la led rouge se met à clignoter, signe que le bootloader s’est lancé et votre launchpad apparaît sur votre PC comme une clé USB.

3ème étape

« Ah bin t’es marrant toi je mets quoi dessus maintenant ? »

J’y viens j’y viens …

Il faut copier votre program au format .bin. En réalité, quelque soit votre environnement de développement (Energia, CCS, IAR …) votre programme est toujours transformé en fichier binaire, compréhensible par le µC (peut-être que vous avez déjà croisé des histoires de .bin et des .hex). C’est fruit d’une série d’étapes dont on a pas toujours connaissance. Exemple sur Arduino, on clique sur upload et hop « comme par magie » il se retrouve sur la carte. Vous vous doutez bien que c’est pas aussi simple que ça derrière le rideau …

Bref, après une modification mineure, on va pouvoir récupérer le .bin de votre programme codé sous Energia, pour le copier sur le Launchpad comme si on copiait une musique sur son lecteur mp3.

Donc aller dans votre dossier Energia\hardware\lm4f\cores\lm4f et ouvrer dans notepad ou notepad++ le fichier lm4fcpp.ld

Il faut modifier la partie concernée du fichier comme suit :

MEMORY
{
// flash (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x00040000 // ligne d’origine
flash (rx) : ORIGIN = 0x00004000, LENGTH = 0x0003c000 // ligne pour upload via USB Storage mass
ram (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x00008000
}

Le bootloader étant installé sur la flash il faut « décaler » la plage de programmation allouée au programme, sans ça il ne démarrera jamais. Attention : si vous essayer de repasser par le port debug pour uploader votre programme via Energia, ça ne marchera plus, il faut remettre la ligne d’origine, c’est pour ça que je commente/décommente les lignes concernées dans ce fichier, au moins pour passer d’une méthode à l’autre j’ai juste à faire ça. Par ailleurs, écrire un programme avec la configuration d’origine va effacer le bootloader et il faudra recommencer depuis l’étape précédente.

Maintenant sur Energia, ouvrez votre programme, cliquer sur Vérifier pour lancer la programmation. Dans l’espace en bas apparaît une série de lignes. Regardez à la fin, il apparaît un certain fichier …

energia bin

Et oui c’est notre .bin ! Récupérer le et copier le sur votre Launchpad. Appuyer sur Reset et normalement il se lancera 😉

Par ailleurs je ne l’ai pas précisé mais ce .bin est tout à fait uploadable via LM Flash Programmer avec le Launchpad branché sur la prise USB Debug (ou par les autres voies citées en intro si vous avez mis un autre bootloader), à condition cette fois d’utiliser la config d’origine du fichier lm4fcpp.ld

Optimisations

Alors j’avoue que pour l’instant mes connaissances sur tout ce qui touche à la compilation, au linker, au makefile … est très limitée. Il y aurait surement une méthode plus simple pour spécifier à la compilation qu’on veut le .bin, donc modifier le fichier .ld automatiquement et mettre le .bin sur le bureau par exemple.

Sur CCS

Sur CCS la méthode est quasiment la même, il suffit de modifier le fichier nom_de_votre_projet.cmd  comme ceci :

//#define APP_BASE 0x00000000 // originale
#define APP_BASE 0x00004000
#define RAM_BASE 0x20000000

/* System memory map */

MEMORY
{
/* Application stored in and executes from internal flash */
//FLASH (RX) : origin = APP_BASE, length = 0x00040000  // originale
FLASH (RX) : origin = APP_BASE, length = 0x0003c000
/* Application uses internal RAM for data */
SRAM (RWX) : origin = 0x20000000, length = 0x00008000
}

/* Section allocation in memory */

SECTIONS
{
.intvecs: > APP_BASE
.text : > FLASH
.const : > FLASH
.cinit : > FLASH
.pinit : > FLASH
.init_array : > FLASH

.vtable : > RAM_BASE
.data : > SRAM
.bss : > SRAM
.sysmem : > SRAM
.stack : > SRAM
}

__STACK_TOP = __stack + 1024;

Faites ensuite clique droit sur votre projet > properties puis dans  la colonne de gauche « Build » puis onglet « Steps » et enfin au champs « Command » dans Post-Build steps  ajoutez ces lignes :

« ${CCS_INSTALL_ROOT}/utils/tiobj2bin/tiobj2bin.bat » « ${BuildArtifactFileName} » « ${BuildArtifactFileBaseName}.bin » « ${CG_TOOL_ROOT}/bin/armofd.exe » « ${CG_TOOL_ROOT}/bin/armhex.exe » « ${CCS_INSTALL_ROOT}/utils/tiobj2bin/mkhex4bin.exe »

Lancez le build et dans votre dossier de projet se trouvera le .bin 😉

Si vous avez des questions n’hésitez pas les commentaires sont la pour ça 😉