Soutenance mémoire
Introduction
Aujourd’hui, l’électronique est de plus en plus remplacée par de l’électronique programmée. On parle aussi d’électronique embarquée ou d’informatique embarquée.
Son but est de simplifier les schémas électroniques et par conséquent réduire l’utilisation de composants électroniques, réduisant ainsi le cout de fabrication d’un produit. Il en résulte des systèmes plus complexes et performants pour un espace réduit [10].
Présentation d’Arduino
Le circuit microcontrôleur Arduino permet d’exploiter des composants électroniques en les connectant sur des broches, ce qui lui permet de les contrôler, en allumant par exemple des lumières ou en contrôlant des moteurs, ou bien en détectant l’environnement a l’aide des capteurs .
C’est ce domaine d’emploi qui fait que les circuits Arduino sont souvent classés dans la catégorie de l’informatique physique le circuit Arduino peut être connecté à un ordinateur classique via sa prise USB, on peut faire en sorte qu’il devienne le circuit d’interface pour contrôler les mêmes composants électroniques depuis votre ordinateur habituel.
Historique sur Arduino
Le projet Arduino est né en hiver 2005, créé par une équipe de développeurs Italiennes, composée de six individus : Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis et Nicholas Zambetti. Cette équipe a créé le « système Arduino ».
C’est un outil qui va permettre aux débutants, amateurs ou professionnels de créer dessystèmes électroniques plus ou moins complexes. (Figure1)
Définition d’ARDUINO
Arduino est une plateforme de prototypage d’objets interactifs a usage créatif constituée d’une carte électronique et d’un environnement de programmation, cet environnement matériel et logiciel permet a l’utilisateur de formuler ses projets par l’expérimentation directe pont tendue entre le monde réel et le monde numérique. Arduino permet d’étendre les capacités de relations humain/machine ou environnement /machine .
Arduino est un projet en source ouverte : la communauté importante d’utilisateurs et de concepteurs permet a chacun de trouver les réponses a ses questions.
Il existe plusieurs types de cartes. Dans notre projet nous avons utilisés la carte « MEGA » Arduino « MEGA » :
L’Arduino Méga : est une carte microcontrôleur basé sur l’ATmega1280 (voir annexe A). Il dispose de 54 broches numériques d’entrée / sortie (dont 14 peuvent être utilisées comme sorties PWM), 16 entrées analogiques, 4 UART, un oscillateur en cristal de fréquence de 16 Mhz, d’une connexion USB, une prise d’alimentation, d’une embase ICSP et un bouton de réinitialisation. Il contient tout le nécessaire pour soutenir le microcontrôleur, il suffit de le connecter à un ordinateur avec un câble USB ou avec un adaptateur AC-DC ou batterie.
Les avantages
• Pas cher.
• Environnement de programmation clair et simple.
• Multiplateforme : tourne sous Windows, Macintosh et Linux.
• Nombreuses librairies disponibles avec diverses fonctions implémentées.
• Logiciel et matériel open source et extensible.
• Nombreux conseils, tutoriaux et exemples en ligne (forums, site perso etc…)
Caractéristique
Microcontrôleur ATmega1280
Fonctionnement Tension 5V
Tension d’entrée (recommandé) 7-12V
Tension d’entrée (limites) 6-20V
Pins 54 (dont 15 fournissent PWM) E / S numériques
Bornes d’entrées analogiques 16
DC Courant par I / O Pin 40 mA
Courant pour Pin 3.3V 50 mA
Mémoire flash 128 Ko dont 4 Ko utilisés par boot loader
SRAM 8 Ko EEPROM 4 Ko
Vitesse d’horloge 16 MHz
Applications
Le système Arduino nous permet de réaliser un grand nombre de choses, qui ont une application dans tous les domaines :
contrôler les appareils domestiques
fabriquer votre propre robot
faire un jeu de lumières
communiquer avec l’ordinateur
télécommander un appareil mobile (modélisme)
réponse à des capteurs dans le Domain industrielle et médicale …etc.
Le système Arduino
Le système Arduino est composé de deux choses principales, qui sont : le matériel et le logiciel. Ces deux outils réunis, il nous sera possible de faire n’importe quelle réalisation.
Le matériel
Il s’agit d’une carte électronique basée autour d’un microcontrôleur Atmega du fabricant Atmel, dont le prix est relativement bas pour l’étendue possible des applications.
Le logiciel
Le logiciel va nous permettre de programmer la carte Arduino. Il nous offre une multitude de fonctionnalités.
Le matériel :(la carte)
La carte arduino « MEGA » se compose de plusieurs éléments :
Le micro-contrôleur
La carte Arduino repose sur un circuit intégré programmable (un mini ordinateur appelé également microcontrôleur), le type de ce circuit change d’une carte a une autre. La carte possède plusieurs entrées sorties qui permettent à l’utilisateur de brancher différents types d’éléments externes.
Externes
•Côté entrées : des capteurs qui collectent des informations.
•Côté sorties : des actionneurs qui agissent sur le monde physique.
Interface USB/Série
Le chargement du programme dans la mémoire du microcontrôleur est fait de façon très simple par port USB (Figure III.3). En outre, des bibliothèques de fonctions « clé en main » sont également fournies pour l’exploitation d’entrées/sorties courantes : gestion des E/S, Gestion des convertisseurs ADC, générateur de signaux PWM, exploitation de bus, exploitation de servomoteur… etc.
Alimentation
Pour fonctionner, la carte a besoin d’une alimentation. Le microcontrôleur fonctionnant sous 5V, la carte peut être alimentée en 5V par le port USB ou bien par une alimentation externe qui est comprise entre 7V et 12V. Cette tension doit être continue et peut par exemple être fournie par une pile 9V. Un régulateur se charge ensuite de réduire la tension à 5V pour le bon fonctionnement de la carte. Il faut respecter l’intervalle de 7V à 15V (même si le régulateur peut supporter plus).
Visualisation
Les trois « points blancs » entourés en rouge sont en fait des LED dont la taille est de l’ordre du millimètre. Ces LED servent à deux choses :
Une connectée à une broche du microcontrôleur et va servir pour tester le matériel.
Quand on branche la carte au PC, elle clignote quelques secondes.
Les autres LED du bas du cadre : servent à visualiser l’activité sur la voie série (une pour l’émission et l’autre pour la réception). Le téléchargement du programme dans le microcontrôleur se faisant par cette voie, on peut les voir clignoter lors du chargement.
Entrées analogiques
La carte Mega2560 dispose de 16 entrées analogiques, chacune pouvant fournir une mesure d’une résolution de 10 bits (càd sur 1024 niveaux soit de 0 à 1023) à l’aide de la très utile fonction (analogRead) du langage Arduino. Par défaut, ces broches mesurent entre le 0V (valeur 0) et le 5V (valeur 1023), mais il est possible de modifier la référence supérieure de la plage de mesure en utilisant la broche AREF et l’instruction (analogReference) du langage Arduino.
Entrées et sorties numériques
Chacune des 54 broches numériques de la carte Mega peut être utilisée soit comme une entrée numérique, soit comme une sortie numérique, en utilisant les instructions (pinMode), (digitalWrite) et (digitalRead) du langage Arduino. Ces broches fonctionnent en 5V. Chaque broche peut fournir ou recevoir un maximum de 40mA d’intensité et dispose d’une résistance interne de « rappel au plus » (pull-up) (déconnectée par défaut) de 20-50 KOhms. Cette résistance interne s’active sur une broche en entrée à l’aide de l’instruction digitalWrite(broche, HIGH).
Autres composants
Entre le microcontrôleur et le port USB, vous remarquez un petit rectangle argenté Aux coins arrondis. C’est le cristal oscillateur à quartz qui bat 16 millions de fois par Seconde. À chaque battement, le microcontrôleur réalise une opération élémentaire : Addition, soustraction, copie, et autres instructions machine.
Le logiciel
Le logiciel pour programmer l’Arduino est un logiciel gratuit et qui dispose d’une interface simple et lisible, C’est un logiciel de programmation par code, code qui contient une cinquantaine de commandes différentes. A l’ouverture, l’interface visuelle du logiciel ressemble à ceci: des boutons de commande en haut, une page blanche vierge, une bande noire en bas voir la figure(5) .
La carte Arduino nous permet de créer et éditer un programme (appelé sketch) qui sera compilé puis téléversé sur la carte Arduino. Ainsi, lorsque nous apportons des changements sur le code, ces changements ne seront effectifs qu’une fois le programme téléversé sur la carte. L’installation de l’interface de programmation Arduino est relativement simple et possible sur les plates-formes Windows, Mac OS X et Linux. L’environnement de programmation Arduino est écrit en Java et l’interface est inspirée de Processing, un compilateur avr-gcc (pour le processeur du microcontrôleur)
Ainsi que d’autres logiciels libres. Puisque Arduino s’appuie sur Java, il est nécessaire que la machine virtuelle Java soit installée sur votre système d’exploitation (ou mise à jour). Elle l’est normalement sur Mac OS X mais il est possible que sous Windows ou Linux, il soit demandé de l’installer au cours du processus d’installation d’Arduino.
La programmation en électronique
Premièrement il faut Télécharger l’environnement Arduino et Raccorder la carte à l’ordinateur La LED verte doit s’allumer. Âpres on Installe des pilotes du périphérique Série-USB – lors d’un premier raccordement d’une carte MEGA à l’ordinateur, ce dernier recherche automatiquement un pilote. Après le Windows va terminer l’installation des pilotes. Enfin on Lance l’application Arduino avec une Double -cliqué sur
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Table des matières
CHAPITRE 1 : Notions sur le Système nerveux
1-Introduction
2-Le cerveau
2.1-Structure
2.2-Lobes du cerveau
2.3-les neurones
3-L’électroencéphalographie
4-Rythme Cérébral
5-Les capteurs
6-Les montages
7-Utilisation d’EEG
8- Maladies cervicales
9-conclusion
CHAPITRE 2:Conception et réalisation d’un circuit électronique
1- Introduction
2- Configuration d’un système de détection
2.1- L’ Amplificateur d’instrumentation
2.2 – L’Amplificateur différentiel
2.3- Le Circuit électronique d’acquisition EEG
3- Alimentation
4- Conclusion
CHAPITRE 3:Le module ARDUINO
1-Introduction
2-Schéma bloc de l’acquisition numérique
3-Présentation d’Arduino
4-Historique sur Arduino
5-Définition d’ARDUINO
6-Les avantages
7-Caractéristique
8-Applications
9-Le système Arduino
10-Le matériel :(la carte)
11-Conclusions
Chapitre 4:Résultats et interprétations
1-Introduction
2-L’interface graphique
2.1-Principe de l’interaction avec la souris
3-Filtrage
3.1-La transformé de fourrier (spectre)
3.2-Transformée de Fourier Rapide TFR
3.3-Extraction des ondes Alpha
2-Conclusion
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