Développement du matériel
Description du projet par Sinuss
Le câblage extramince est à l’origine de limitations au niveau des possibilités de branchement, telles que la perte de signal de données et la limitation du courant d’alimentation à un maximum.
Les capteurs sont raccordés au câblage par le biais d’un convertisseur élévateur. En plaçant un convertisseur abaisseur de tension à côté du capteur, il est possible de générer une source d’alimentation de 3.3V, et d’environ 80mA. Cela est suffisant pour l’alimentation du capteur et d’un processeur économe en énergie.
Le capteur est lu par un processeur économe en énergie : l’Attiny86l. Ce dernier fonctionne avec une consommation de 750uA pour 3.3V à 1 MHz. Le capteur est lu par le biais, par exemple, de SPI ou 12 C. Les données sont traitées en fonction du capteur.
Les capteurs sont connectés séparément sur les ports de données de la platine principale. Cette dernière assure une alimentation de 12V. Les données sont amenées par le biais de dispositifs de décalage de niveau à 5V, afin de compenser la perte de signal dans le câble. Les deux fils de données sont utilisés comme suit :
- l’un des fils est utilisé comme signal d’horloge de la platine principale-maître ;
- l’autre fil est utilisé comme bus de données bidirectionnel.
En utilisant une horloge maître individuelle par capteur, le bus de données peut avoir des fréquences d’horloge différentes. De ce fait, d’autres processus peuvent avoir lieu simultanément sur la platine principale. La platine principale démarre l’horloge avec des données de démarrage, par quoi le capteur esclave répond avec un ID de capteur et des données pertinentes. Grâce à l’ID de capteur, chaque capteur peut fonctionner indépendamment sur chaque bus.
La base de la platine principale est un processeur ATMEGA2560. La platine principale lit périodiquement chaque capteur, traite les données et envoie le tout en un seul paquet par le biais d’une connexion non filaire (433 MHz, 100mW). Parce que le matériel de données est spécifique, les données ne sont pas utilisables pour des tiers. Cependant, est procédé, par le biais d’une clé, à un chiffrement. Les données sont reçues par un récepteur avec une plage déclarée de 1 à 1,5 km en terrain ouvert. Elles sont traitées dans une platine de réception et envoyées à un serveur par le biais d’une connexion GPRS-SSL à protocole JSON. Cet envoi peut avoir lieu environ toutes les 10 secondes. Chacun des envois est doté d’un horodatage d’une résolution d’une seconde. Cela signifie qu’un envoi relevant d’un capteur donné peut contenir plusieurs mesures.
L’unité principale portable est alimentée par une batterie LiPo. Si la platine est connectée à une alimentation en courant continu de 9-50Vdc, elle sera chargée de manière entièrement automatique. Le statut de la batterie est également envoyé à la platine de réception. La platine principale est dotée d’un récepteur GPS/GNNS. Ces données sont également périodiquement transmises. Les capteurs à utiliser sont les suivants :
- Capteur de la qualité de l’air
- Capteur de température extérieure
- GPS
- Capteur de la température corporelle (doit encore faire l’objet de recherche)
- Capteur de stress (doit encore faire l’objet de recherche)
- Capteur du rythme cardiaque (rejeté : ce capteur n’est pas portable)
- Alternative : un capteur de mouvement ?