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Micro:bit Projet

Simulation du fonctionnement des barrières des chemins de fer avec Micro:bit

Une barrière de chemin de fer est un dispositif de sécurité utilisé pour bloquer l’accès à une voie ferrée afin de protéger les personnes et les véhicules des trains en circulation. Les barrières de chemin de fer sont généralement placées à l’entrée des passages à niveau et sont actionnées par un système de détection de mouvement qui active les barrières lorsqu’un train approche.

Les barrières de chemin de fer sont généralement constituées d’un bras métallique qui s’abaisse pour bloquer l’accès à la voie ferrée. Elles peuvent être manuelles, c’est-à-dire actionnées par un opérateur, ou automatiques, c’est-à-dire actionnées par un système de détection de mouvement. Les barrières de chemin de fer sont souvent accompagnées de panneaux d’avertissement et de feux clignotants pour alertes les personnes de l’arrivée d’un train.

Les barrières de chemin de fer sont un élément important de la sécurité ferroviaire et sont utilisées dans de nombreux pays à travers le monde pour protéger les personnes et les véhicules des trains en circulation.

But de ce projet:

Dans ce projet, nous allons réaliser un système qui simulent le fonctionnement des barrières automatiques pour les chemins de fer des trains.

On va concevoir une barrière de chemin de fer pilotée par une carte Micro:bit, qui est une carte de développement électronique conçue pour l’apprentissage de la programmation et de l’électronique. La carte Micro:bit est dotée de plusieurs entrées/sorties (I/O), d’un processeur Arm Cortex M0, d’un module Bluetooth et d’un module radio.

Pour concevoir une barrière de chemin de fer pilotée par la carte Micro:bit, on va utiliser le servomoteur pour actionner le mécanisme de levage et de baisse de la barrière. On va également utiliser un capteur à ultrasons HC-SR04 pour détecter l’approche du train et déclencher l’ouverture ou la fermeture de la barrière.

Fonctionnement de la barrière contrôlée par Microbit:

Composants nécessaires

Carte Micro:bit

La carte Micro:bit est une carte de développement électronique de petite taille conçue pour l’apprentissage de la programmation et de l’électronique. Il est destiné aux élèves de l’école primaire et du collège et peut être utilisé pour créer des projets de robotique, de domotique et de développement de matériel électronique.

La carte Micro:bit mesure environ 5 cm x 4 cm et est dotée de plusieurs ports et connecteurs pour connecter des capteurs, des actionneurs et d’autres dispositifs électroniques. Elle comprend également un afficheur LED de 5 x 5, un haut-parleur, un accéléromètre et un gyroscope, ainsi qu’une connexion Bluetooth.

La carte Micro:bit peut être programmé en utilisant le langage de programmation Python ou en utilisant des blocs de programmation via un logiciel en ligne comme Microsoft MakeCode. Il est alimenté par une batterie ou par un câble USB et peut être utilisé en tant que dispositif autonome ou connecté à un ordinateur ou à un autre système de contrôle.

La carte Micro:bit est un outil pratique pour les éducateurs et les développeurs qui souhaitent enseigner la programmation et l’électronique de manière interactive et ludique.

2 Capteurs HC-SR04

Le capteur HC-SR04 est un capteur de distance à ultrasons qui peut être utilisé pour mesurer la distance entre l’objet et le capteur en envoyant une impulsion ultrasonore et en mesurant le temps qu’il faut pour qu’elle soit renvoyée. Le capteur HC-SR04 comprend deux éléments transducteurs ultrasonores, un émetteur et un récepteur. L’émetteur envoie une impulsion ultrasonore qui est renvoyée par l’objet lorsqu’elle heurte sa surface. Le récepteur reçoit l’impulsion renvoyée et le temps qui s’écoule entre l’envoi de l’impulsion et sa réception est mesuré. La distance de l’objet peut alors être déterminée en utilisant la vitesse de l’onde ultrasonore et le temps mesuré.

Le capteur HC-SR04 est largement utilisé dans les projets de robotique et de domotique car il est peu coûteux, facile à utiliser et fiable. Il peut être facilement connecté à un microcontrôleur ou à un ordinateur pour permettre la mesure de la distance et la prise de décision en conséquence.

2 servomoteurs

Un servomoteur est un moteur électrique qui peut être utilisé pour commander la position, la vitesse ou la force d’un système mécanique. Les servomoteurs sont souvent utilisés dans les applications de contrôle de mouvement précis, telles que les robots, les systèmes de positionnement et les machines-outils.

Un servomoteur comprend un moteur électrique, un réducteur et un dispositif de commande. Le moteur électrique est utilisé pour fournir la force de déplacement. Le réducteur est utilisé pour réduire la vitesse et augmenter la force du moteur. Le dispositif de commande est utilisé pour contrôler la position, la vitesse ou la force du servomoteur.

Il existe plusieurs types de servomoteurs, qui diffèrent principalement par leur méthode de commande et par leur capacité de déplacement. Les servomoteurs peuvent être commandés par impulsion, par tension ou par courant. Ils peuvent également être classés selon leur capacité de déplacement en servomoteurs linéaires et en servomoteurs rotatifs.

Carte GPIO driver moteur

Une carte GPIO driver (General Purpose Input/Output, ou entrée/sortie générale) est une carte de développement électronique qui permet de connecter des capteurs, des actionneurs et d’autres dispositifs de contrôle à un microcontrôleur ou à un ordinateur. Les cartes GPIO sont souvent utilisées pour créer des systèmes de contrôle automatique, des robots et d’autres dispositifs électroniques interactifs.

des LEDs

Une LED (Light Emitting Diode, ou diode électroluminescente) est un dispositif électronique qui émet de la lumière lorsqu’un courant électrique le traverse. Les LEDs sont souvent utilisées comme sources de lumière dans les équipements électroniques, les panneaux d’affichage et les éclairages, en raison de leur faible consommation d’énergie et de leur durée de vie relativement longue.

plaque d’essai

Une plaque d’essai est un type de carte de développement électronique qui permet aux développeurs de tester et de prototyper facilement des circuits électroniques. Elles sont souvent utilisées par les développeurs pour tester rapidement des idées et des conceptions avant de les intégrer à un projet plus important ou de les intégrer dans une carte de développement plus permanente.

Les plaques d’essai sont généralement basées sur un microcontrôleur, qui est un processeur facile à utiliser et à programmer qui peut être utilisé pour contrôler une variété de circuits électroniques. Les plaques d’essai incluent généralement des broches d’extension qui permettent de connecter facilement des composants électroniques tels que des capteurs, des afficheurs, des moteurs et d’autres composants.

fils de connexion

Les fils de connexion sont des fils électriques utilisés pour connecter des composants électroniques à une carte de développement ESP32. Ils sont généralement utilisés pour connecter des capteurs, des actionneurs, des afficheurs et d’autres composants à la carte ESP32 afin de créer des circuits électroniques.

Il existe deux types de fils de connexion: les fils de connexion mâle-mâle et les fils de connexion mâle-femelle. Les fils de connexion mâle-mâle sont utilisés pour connecter des composants qui ont tous deux des broches mâles, tandis que les fils de connexion mâle-femelle sont utilisés pour connecter des composants avec une broche mâle et une broche femelle.

Les fils de connexion sont généralement fabriqués en cuivre ou en alliage de cuivre et sont revêtus d’un isolant en plastique pour protéger les fils électriques et empêcher les courts-circuits. Ils sont disponibles dans une variété de couleurs pour aider à identifier et organiser les différents fils dans un circuit.

train jouet

Montage:

Pour faire le montage, on a connecté:

Pour le premier capteur sonore HC-SR04 :

  • la broche VCC  à la broche 3.3V du Micro:bit
  • la broche Trig  à la broche P12 du Micro:bit
  • la broche ECHO à la broche P13 du Micro:bit
  • la broche GND à la broche GND du Micro:bit

Pour le deuxième capteur sonore HC-SR04 :

  • la broche VCC  à la broche 3.3V du Micro:bit
  • la broche Trig  à la broche P14 du Micro:bit
  • la broche ECHO à la broche P15 du Micro:bit
  • la broche GND à la broche GND du Micro:bit

Pour le premier servomoteur:

  • fil rouge : fil de l’alimentation à relier à la borne 5V de la carte GPIO
  • fil marron : fil à relier à la broche GND du Micro:bit
  • Jaune : fil de signal de positionnement branché à la broche S1 du Micro:bit

Pour le deuxième servomoteur:

  • fil rouge : fil de l’alimentation à relier à la borne 5V de la carte GPIO
  • fil marron : fil à relier à la broche GND du Micro:bit
  • Jaune : fil de signal de positionnement branché à la broche S2 du Micro:bit

Pour les LEDs:

  • les bornes (-) des LEDs  à GND du Microbit
  • la borne(+) de premier LED rouge à P0
  • la borne(+) de premier LED verte à P1
  • la borne(+) de premier LED rouge à P2
  • la borne(+) de premier LED verte à P8

Programme makecode

Voici le programme makecode qui permet de :

  • calculer la distance entre le capteur HC-SR04 et l’objet détecté
  • faire élever ou baisser les barrières
  • allumer ou éteindre des LEDs



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