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SimpleDuino à la MakerFaire Paris 2017

SimpleDuino à la Maker Faire Paris 2017

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Cette année encore, l’édition 2017 de la MakerFaire Paris s’annonce prometteuse. Cette fois-ci, les équipes MakerFaire Paris ont choisi de faire de cet évènement un grand rendez-vous des Maker en rassemblant une plus grande quantité de Maker à la cité des sciences où le bâtiment entier sera réservé à l’exposition de projets en tout genre.

Bien sûr, nous avons envoyé un dossier de participation aux organisateurs et nous avons reçu rapidement la confirmation de notre présence à l’édition 2017 de MakerFaire Paris. Au programme, nous présenterons notre projet de drone autonome, « Autonomous Drone System (AES) » mais aussi notre projet domotique SimpleDomo dont vous pouvez déjà découvrir les grandes lignes sur le site « simpledomo.simple-duino.com ». Enfin, nous devrions présenter en avant-première un projet inédit dont une présentation sur notre site sera publiée lors de l’été 2017.

MakerFaire Paris se déroulera du 9 au 11 Juin à la Cité des sciences de Paris. L’évènement sera ouvert au public durant les trois journées.

Alors, n’hésitez pas, venez découvrir notre équipe, certe diminuée à cause des horaires que nos études imposent, mais nous ferons de notre mieux pour assurer une présence continue. Ce sera d’ailleurs vraisemblablement le cas avec la présence de Thomas Aubret le vendredi 9 juin qui sera rejoint par Fabien Aubret le 10 juin aux alentours de midi. Vous pourrez, en plus, découvrir le projet Raybot où Alexis Thézier, son fondateur, et Grégoire Aubret, co-fondateur Raybot et SimpleDuino, prendrons plaisir à discuter avec vous de ce projet.

En espérant vous rencontrer lors de l’édition 2017 de MakerFaire Paris, l’équipe SimpleDuino entière vous souhaite une réussite pour vos projets et vos examens / concours si vous êtes encore étudiant. (Un peu de solidarité n’a jamais fait de mal)

 

A bientôt 😉

Illustration de l'article "Electronique, approche théorique"

Electronique, approche théorique

By | Intermédiaire Arduino, Intermédiaire Raspberry Pi | No Comments

I- Introduction

Ne vous êtes-vous jamais posé la question de savoir comment ou pourquoi le circuit que vous avez devant les yeux exécute réellement ce que vous lui demandez ? Non ? Parce que nous oui !
En fait, pour comprendre cette science de la théorie, il faut s’intéresser aux phénomènes physiques en jeu et, malheureusement (ou avec joie pour d’autre), il faudra s’intéresser aux outils mathématiques afin de comprendre pleinement ce à quoi nous sommes confrontés.
Si ce tutoriel présentera certaines lois classiques d’électronique comme les lois de Kirchhoff, nous nous intéresserons aussi en détail à l’analyse de l’évolution d’une tension dans un circuit RC (Résistance / Condensateur).
Bien sûr, dans ce tutoriel, finies les contraintes de la vraie vie, nous vivrons dans un monde sans pertes, sans dissipation, bref un monde idéal. En mathématiques ou en physique, on appelle ça un modèle et croyez nous, il vaut mieux pour que nous restions dans ce cadre…
Certaines notions abordées sont étudiées en classes préparatoires scientifiques (maths sup/ maths spé). Nous essaierons de vulgariser au maximum. C’est l’objet de ce tutoriel et nous ferons en sorte que le plus grand nombre puisse comprendre ce que nous expliquons. N’hésitez pas à poser des questions complémentaires en commentaire, ou à nous corriger si des coquilles se glissent dans nos présentations !

II- Lois de Kirchhoff

Avant d’aller plus loin, il nous sera nécessaire de nous baser sur deux principes « fondamentaux » en électronique et sur un principe qui, pour le coup, est considéré comme fondamental pour la physique toute entière. Le premier, c’est celui de la conservation de la charge, il caractérise le fait que dans un système fermé (sans transfert de matière avec l’extérieur), la charge se conserve dans l’ensemble du circuit.
Partant de cette constatation, Kirchhoff, physicien allemand, a établi deux lois majeures en électronique, la loi des nœuds et la loi des mailles.

Loi des noeuds

 

Loi des mailles

III- Quelques formules

Il nous faudra admettre quelques formules pour étudier un système électronique. Je vous propose d’étudier ici les caractéristiques d’un condensateur et d’une résistance (circuit RC). Voyons ensemble quelques formules qui pourraient bien nous être utiles:
  

Pour le condensateur:

q=\frac{di(t)}{dt}
q est la charge du condensateur, i(t) est l’intensité du courant qui le traverse à l’instant t

q=C.u(t)
q est encore la charge du condensateur, C est sa capacité en farad, u(t) la tension à ses bornes à l’instant t

  

Pour la résistance:

u(t)=R.i(t)
u(t) est la tension aux bornes de la résistance à l’instant t, R sa résistance en ohm et i le courant qui la traverse à l’instant t

  

Notion de dérivation mathématiques:

Un outil important qui nous servira tout au long de notre étude est l’utilisation des dérivées en mathématiques. Pour faire simple, c’est un outil qui nous permet d’étudier les variations d’une fonction. En fait, c’est un outil extrêmement puissant dont nous aurions du mal à nous passer en physique comme en mathématiques. Dans nos exemples, nous étudierons l’évolution de la tension aux bornes d’un dipôle et nous devrons donc faire appel aux dérivées. Si nous ne verrons pas vraiment ensemble comment dériver telle ou telle fonction, nous vous donnerons les dérivées dont nous aurons besoin. En réalité, il est nécessaire de connaitre un certain nombre de dérivées de fonctions usuelles et de fonctions composées lorsqu’on travaille dans le monde mathématico-physique. D’un point de vu des notations uniquement, vous devez savoir que les trois notations suivantes sont équivalentes:
\frac{dx}{dt} = \dot{x} = (x)'

Attention cependant, la dernière notation n’est absolument pas rigoureuse dans ce cadre, on symbolise plus régulièrement la dérivation d’une fonction de la manière suivante:
f'(x)

Nous utiliserons très régulièrement à première et la seconde notation, bien moins la dernière, plus utilisées en mathématiques cependant.
Posons donc les bases de notre étude, un petit schéma électronique…

IV- Présentation de l’étude

Présentation de l'étude mathématiques

Schéma du circuit RC étudié par l’approche mathématiques de l’électronique


Le condensateur, est initialement chargé d’une tension u_0

V- Début de l’étude

On a placé nos dipôles en convention générateur. On est face à un circuit RC-Série, le courant dans le circuit est donc constant et on peut écrire, grâce à la loi des mailles:
u_r(t) + u_c(t) = 0
Or, la loi d’Ohm nous donne:
u_r(t) = R.i(t)
Et les formules précédentes sur le condensateur donnent :
u_c(t) = \frac{q(t)}{C}
Alors, finalement il vient:
R.i(t) + \frac{q(t)}{C} = 0
\leftrightarrow \frac{dq}{dt} + \frac{1}{RC}.q(t) = 0

On pose arbitrairement
\tau = R.C
On obtient alors:
\frac{dq}{dt} + \frac{1}{\tau}.q = 0
Autrement dit:
\dot{q}+\frac{1}{\tau}.q = 0  (E)

Cette équation est qualifiée d’équation différentielle du premier ordre, linéaire, sans second membre (donc homogène) et à coefficients constants.
Ouhlaaaa, une grande et vaste notion vient d’être abordée, celle des équations différentielles. Lançons-nous dans la résolution de celle que nous avons ci-dessus. Pour simplifier, une équation différentielle est une équation qui, à la différence d’une équation « algébrique », admettra une solution sous la forme d’une fonction. Si vous n’avez jamais eu de formation scientifique sur ce point, la résolution que nous allons détailler ci-dessous pourra vous sembler un peu complexe. Nous allons essayer d’expliquer chaque point et de détailler chacune des décisions que nous prendrons pour arriver à la résolution. Heureusement pour nous, cette équation est dite homogène, c’est-à-dire que son second membre est nul, et vous ne le savez peut-être pas encore mais cela va largement nous simplifier le travail puisque la solution est simplement une formule, là encore à connaitre par cœur lorsque l’on est en étude scientifique…
En fait, les équations différentielles ne sont pas toutes aussi simples, on a parfois des membres doublements dérivés (équations différentielles du second ordre), avec second membres, ou mêmes les deux à la fois.

VI- Résolution de l’équation différentielle

Rappelons (E):
\dot{q}+\frac{1}{\tau}.q = 0  (E)
Comme nous l’avons vu, cette équation différentielle est plus simple à résoudre. C’est une équation dite « homogène » qui se résout par la simple application d’une formule à connaître si l’on souhaite pouvoir en résoudre soi-même plus tard. Cette formule implique l’utilisation de la fonction exponentielle, nul doute que vous ayez déjà entendu ce mot puisqu’il est largement utilisé pour caractériser une évolution rapide d’un paramètre quelconque. En effet, la courbe caractéristique de la fonction exponentielle est la suivante:

Représentation de la fonction exponentielle

Représentation graphique de la fonction exponentielle tracée à l’aide du logiciel GeoGebra


On comprend alors cette augmentation rapide. Je n’entrerai pas en détail dans l’étude de cette fonction, c’est une fonction très utile, qui est caractérisée par deux points:
\frac{d}{dx}(e^x) = e^x
e^0 = 1
Bien, il est temps de revenir à notre équation différentielle. Cette dernière admet donc comme solutions les fonctions de la forme:
q(t) = A.e^{\frac{-t}{\tau}} , A \in \mathbb{R}

q(t)=Ae^((-t)/τ) ,A∈R
Nous avons bien dit les fonctions car il y en a une infinité en théorie grâce à la constante « A ». Bien sûr, nous allons devoir définir cette constante afin qu’elle caractérise exactement le circuit que nous avons choisi au départ. Pour cela, je vous propose de réinjecter notre solution dans u_c(t). Souvenons-nous d’abord de l’expression de &latex u_c(t)&s=1&bg=f8f8f8$:
q = C.u(t)
\leftrightarrow u_c(t) = \frac{q}{C}
On remplace alors « q » par la solution déterminée ci-dessus, on a alors:
u_c(t) = \frac{A.e^{\frac{-t}{\tau}}}{C}
Maintenant, il faut déterminer « A », pour cela on va utiliser les conditions initiales, en effet, on avait spécifié qu’à t = 0, u_c(t) = u_0, on a alors:
u_c(t=0)=\frac{A}{C}
\leftrightarrow A = C.u_0
Voilà notre constante exprimée, remplaçons « A » dans la solution par cette valeur:
q(t) = C.u_0.e^{-\frac{t}{\tau}}
Voilà, on a désormais l’équation qui régit la variation de la charge dans notre circuit. Mais pour nous, le plus intéressant serait de connaître l’évolution de la tension aux bornes du condensateur. Pour cela, on reprend notre formule de la tension du condensateur:
u_c(t) = \frac{q}{C}
Et on injecte cette fois-ci notre solution finale de l’équation différentielle, on a alors:
u_c(t) = \frac{C.u_0.e^{-\frac{t}{\tau}}}{C}
En simplifiant, il vient:
u_c(t) = u_0.e^{-\frac{t}{\tau}} avec \tau = R.C

Ensuite, on peut rentrer cette formule dans un logiciel qui permet de tracer des courbes, comme Geogebra ou Excel et observer l’effet d’une résistance ou d’une capacité différente.
Pour notre part, avec une résistance de 850 ohms, une capacité de 0,04 Farads et une tension u_0 = 4V, on obtient la courbe suivante:

Evolution de la tension dans un circuit RC

Représentation graphique de l’évolution de la tension aux bornes d’un condensateur dans un circuit RC obtenue à l’aide du logiciel GeoGebra


Le temps, en secondes, est en abscisse et la tension aux bornes du condensateur, en volts, est en ordonnée.

VII- Conclusion

Si vous avez eu le courage de lire en intégralité ce tutoriel, félicitation !
Vous devriez maintenant être en mesure d’étudier d’une manière plus mathématique un circuit électronique relativement simple. Relisez le tutoriel, comprenez chaque étape, posez vos questions et entraînez-vous avec des circuits un poil plus complexe avec deux résistances ou deux condensateurs. Evidemment, dans ce cas, il faudra utiliser les formules pour retrouver la résistance équivalente de deux résistances en série ou de deux condensateurs en série.

Ce tutoriel a été écrit par Fabien Aubret, relu et vulgarisé par Thomas Aubret et Grégoire Aubret.
Une relecture a été effectuée par un professeur de physique diplômé de l’Ecole Normale Supérieure (ENS), un grand merci à lui.

Illustration de l'article "Raspberry Pi Zero W"

Sortie du Raspberry Pi 0 W

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Ca y est, nous l’attendions tous !
La Raspberry Pi 0 enfin porté dans sa version Wireless se voit attribuer un nom des plus séduisant: Raspberry Pi Zero W. Ce nouveau Raspberry, pas plus grand qu’une carte bancaire intègre dès maintenant le BLE (Bluetooth Low Energy) et la même puce Wifi que son frère cadet le Raspberry Pi 3. La fondation ajoute ainsi à sa plus petite carte les demandes des utilisateurs en matière de connexion Internet. Il faut bien rappeler que, jusqu’à présent, relier le Raspberry Pi Zero « classique » au réseau constituait un réel problème pour un non-initié, vous aurez d’ailleurs l’occasion de le découvrir dans un prochain article… Avec ce Raspberry Pi équipé de sa puce wifi/bluetooth CYW43438 par Cypress (ex-Broadcom) qui équipe aussi le modèle 3 de la firme, on pourra désormais connecter notre Pi Zero aussi aisément que son grand frère.

 

Raspberry Pi 0 w

Raspberry Pi 0 w

 

Vendu à 10$ outre-Atlantique (11€ chez nous), c’est à dire deux fois plus chère que sa version « wired », c’est à dire sans wifi et bluetooth, son avenir est immense ! Le Raspberry Pi 3 a du soucis à se faire, celui-ci, beaucoup plus petit risque d’être préféré pour la robotique et la miniaturisation des projets.

 

Nos futurs Raspberry Pi Zero W étant déjà en route vers nous, nous reviendrons beaucoup plus en détail lorsque nous les aurons reçu.

Restez connecté, nous vous dirons tout sur la façon dont l’utiliser.

 

Thomas A – Fabien A – Grégoire A

Image de une voeux 2017

SimpleDuino vous souhaite une bonne année 2017

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Voilà que 2017 s’annonce, une année pleine de promesses une fois de plus pour SimpleDuino. En effet, depuis début janvier, nous avons effectué une reconfiguration des systèmes SimpleDuino, ce que vous ne voyez pas finalement et ce pour deux raisons. La première, c’est que nous souhaitons un site plus rapide. La seconde c’est que nous devons nous forcer à rester à jour. Notre « corps de métier » c’est de transmettre des connaissances sur des produits / technologies qui n’ont rarement plus de deux ans d’existence (on parle souvent des produits dès leurs sorties). Il est alors dans la logique de garder tout notre site, toute notre infrastructure, entièrement à jour.

Concernant nos projets, nous n’avons rien arrêté et travaillons encore sur l’automatisation complète de notre drone mais surtout sur notre projet SimpleDomo. D’autres projets sont venus se créer, plus petit parfois, nous aurons l’occasion d’y revenir tout au long de cette année fabuleuse que sera sans nul doutes 2017.Voilà que 2017 s’annonce, une année pleine de promesses une fois de plus pour SimpleDuino. En effet, depuis début janvier, nous avons effectué une reconfiguration des systèmes SimpleDuino, ce que vous ne voyez pas finalement et ce pour deux raisons. La première, c’est que nous souhaitons un site plus rapide. La seconde c’est que nous devons nous forcer à rester à jour. Notre « corps de métier » c’est de transmettre des connaissances sur des produits / technologies qui n’ont rarement plus de deux ans d’existence (on parle souvent des produits dès leurs sorties). Il est alors dans la logique de garder tout notre site, toute notre infrastructure, entièrement à jour.

Mais il y a une chose importante que vous pouvez nous reprocher sur cette fin d’année 2016, le nombre plus faible de tutoriels mis en ligne. C’est là que nous devons aborder un sujet important avec vous. SimpleDuino fut à l’origine fondé pour partager nos connaissances sur l’électronique. Nous étions alors presque tous lycéens dans l’équipe et nous avions alors beaucoup de temps pour écrire et mettre en ligne des tutoriels. Ces dernières années, nous avons tous intégrés l’enseignement supérieur, tous vers des carrières d’ingénieurs et cela représente un certain temps à passer au travail. Si nous ne pouvons plus (pour l’instant, cela est bien entendu provisoire) être aussi actif qu’avant sur le site, nous nous efforçons (et toujours avec le sourire) de répondre aux questions posées sur le forum. Si nous prenons la peine d’expliciter ces absences ici, c’est que certaines personnes ont pu nous le reprocher d’une manière parfois involontaire mais on a aussi pu entendre dire que nous accordions trop de temps à nos études. Paradoxe lorsque l’on sait que certaines des connaissances que nous avons la chance d’acquérir pendant ces quelques années, nous les partagerons avec vous d’une manière simplifiée.

SimpleDomo ensuite, le système n’a pas connu de grands changements depuis quelques mois. Il nous reste à développer un « serveur » pour relier notre centrale à nos modules. Si ce travail semble bien dérisoire, il nécessite de nombreuses heures d’implications et vous comprendrez maintenant que nous ne pouvons pas nous permettre cela actuellement, nous serons certainement à plein temps sur le projet pendant les mois de juillet / août. Cependant, d’ici quelques semaines, nous devrions lancer un nouveau site au design épuré qui présentera les grandes lignes du projet. Vous pourrez alors voir quelques rendus (toujours provisoires) de ce grand travail, nous n’en dirons pas plus pour l’instant (surprise et patience donc).

Malgré tout, SimpleDuino reste là pour vous, nous sommes avant tout une équipe de passionnés, nous continuons à maintenir et à assumer le coût de nos infrastructures. Si vous souhaitez nous aider, le plus simple c’est de parler de nous autour de vous. Si vous vous sentez près à partager vos connaissances à travers des tutoriels, n’hésitez pas à nous contacter pour intégrer l’équipe et mettre en ligne vos tutoriels.

Finalement, toute l’équipe SimpleDuino se joint à cet article pour vous souhaiter une excellente année 2017 faites de beaux projets, de belles découvertes et de grandes innovations. Si nous continuons à nous investir autant pour vous, c’est que nous pensons profondément que les claviers et les écrans peuvent changer la manière dont nous voyons le monde. C’est aussi parce que nous restons persuadés que plus nous commencerons tôt à transmettre cette passion aux enfants, alors plus ces derniers sauront créer plus tard des applications toujours plus complexes et intéressantes. Nous en sommes au balbutiement de l’intelligence artificielle, nous terminerons donc cet article par une citation du Mathématiciens qu’est Cedric Villani :

Plus que jamais, l’école doit s’ouvrir au monde, inviter les jeunes à se frotter à des projets divers, à voyager.


 

SimpleDuino vous souhaite une excellente année 2017


Fabien Aubret – Thomas Aubret – Grégoire Aubret