materiels:capteurs:angle:angle

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[Mise à jour le 18/6/2021]

En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts.
Dans son sens ancien, l'angle est une figure plane, portion de plan délimitée par deux demi-droites. C'est ainsi que l'on parle des angles d'un polygone. Cependant, l'usage est maintenant d'employer le terme « secteur angulaire » pour une telle figure. L'angle peut désigner également une portion de l'espace délimitée par deux plans (angle dièdre). La mesure de tels angles porte couramment, mais abusivement le nom d'angle, elle aussi. Wikipédia

Un capteur angulaire est un capteur servant à recueillir une image de l'angle mesuré. L'information angulaire peut être sous forme numérique ou analogique. Composant électronique


2.1 Potentiomètre

Module capteur rotatif Gravity DFRobot délivrant une valeur analogique en fonction de la position du potentiomètre. Il est livré avec un cordon 3 contacts pour le raccordement.

  • Caractéristiques
    • Alimentation: 3,3 à 5 Vcc
    • Rotation: 300°
    • Dimensions: 28 x 22 x 23 mm
  • Modèle
    • U' = x * U si (Rc » R)

  • Aide pour la simulation de la chaîne de mesure
    • Les équations de la chaîne de mesure sont téléchargeables A venir
    • Le modèle à simuler est téléchargeable A venir

Rapporteur cercle entier

  • Programmation d'une carte Arduino Uno R3
    • Bibliothèques à installer dans l'IDE : aucune
    • Connexion à un shield Tinkerkit v2
    • Un premier exemple
pot.cpp
/*
Titre : Montage potentiométrique 
Date : 18/6/2021
Objectif : afficher la position angulaire d'un potentiomètre
Matériels : capteur rotatif Gravity DFRobot, carte Arduino Uno, etc.
PlatformIO
- Répertoire : potentiometre
- Fichier : main.cpp
*/
void setup()
{
    Serial.begin(9600); // Débit binaire : 9600 bps
}
 
void loop()
{ 
    uint16_t N;
    double angle;
    // Lecture
    N=analogRead(A0);//LM35 connecté à Analog 0
    // Traitement
    // Sensibilité du capteur S = 5/300
    angle = (double) N * (3/(10.24)); 
    // Ecriture
    Serial.print("Angle:"); // Affiche l'angle sur le moniteur
    Serial.print(angle);
    Serial.println("°");
    delay(1000);
}

Télécharger le projet PlatformIO pour VSCode.

A venir


3.1 CMPS12

Module CMPS12 de 4ème génération basé sur un circuit Bosch BNO055 intégrant une boussole 3 axes, un gyroscope 3 axes et un accéléromètre 3 axes. La direction par rapport au nord est représentée par un nombre unique, soit en I²C ou par port série.
Le module délivre les informations suivantes :
  • La direction par rapport au nord :
    • sur 8 bits : 0 à 255
    • sur 16bits : 0 à 3599 (représente 0 à 359,9°)
  • Pitch : +/- 0 à 90° ou +/- 0 à 180°
  • Roll : +/- 0 à 90°

  • Caractéristiques
    • Alimentation: 3,3 ou 5 Vcc
    • Consommation: 18 mA
    • Résolution: 0,1°
    • Précision: 1 %
    • Interface
      • I²C (jusqu'à 400 kHz)
      • série (9600, 19200 et 38400 bps)
    • Dimensions: 25 x 18 x 3 mm
  • Programmation d'une carte Arduino Uno R3
    • Bibliothèques à installer dans l'IDE : aucune
    • Connexion à un shield Tinkerkit v2 monté sur une Arduino Uno.
    • Un premier exemple
*.cpp
/*****************************************
*     CMPS12 I2C example for Arduino     *
*        By James Henderson, 2014        * 
*****************************************/
 
#include <Wire.h>
 
#define CMPS12_ADDRESS 0x60  // Addresse du CMPS12 sur 7 bits
#define ANGLE_8  1           // Registre contenant la valeur de l'angle sur 8bits
                             // Sert de référence pour la lecture dans la table
 
unsigned char high_byte, low_byte, angle8;
char pitch, roll;
unsigned int angle16;
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);  // Port série
  Wire.begin();
}
 
void loop()
{
 
  Wire.beginTransmission(CMPS12_ADDRESS);  // Démarrage de la communication avec le CMPS12
  Wire.write(ANGLE_8);                     // Envoi du numéro du premier registre de la 
                                           // table à partir duquel on souhaite lire
  Wire.endTransmission();
 
  // On demande la lecture de 5 octet à partir du registre 0x01
  // afin d'obtenir l'angle sur 8bits, 
  // l'angle sur 16 bits, le pitch et le roll
  Wire.requestFrom(CMPS12_ADDRESS, 5);       
 
  while(Wire.available() < 5);        // On attend la fin de la transmission des 5 octets
 
  angle8 = Wire.read();               // Lecture des octets
  high_byte = Wire.read();
  low_byte = Wire.read();
  pitch = Wire.read();
  roll = Wire.read();
 
  angle16 = high_byte;                 // Calcul de l'angle sur 16bits
  angle16 <<= 8;
  angle16 += low_byte;
 
  Serial.print("roll: ");               // Affichage de roll
  Serial.print(roll, DEC);
 
  Serial.print("    pitch: ");          // Affichage de pitch
  Serial.print(pitch, DEC);
 
  Serial.print("    angle full: ");     // Affichage de l'angle codé sur 16 bits avec décimale
  Serial.print(angle16 / 10, DEC);
  Serial.print(".");
  Serial.print(angle16 % 10, DEC);
 
  Serial.print("    angle 8: ");        // Affichage de l'angle codé sur 8 bits
  Serial.println(angle8, DEC);
 
  delay(1000);                           // Attente entre deux mesures
}

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A venir

3.2 Module L3GD20H

Ce module gyroscope 3 axes de Pololu est basé sur le circuit L3GD20H et communique avec un microcontrôleur via un port I2C.
  • Caractéristiques
    • Alimentation: 2,5 à 5,5 Vcc
    • Consommation: environ 6 mA
    • Interface: I2C
    • Sortie I2C: lecture sur 16 bits par axe x, y, z
    • Plages de mesure: ±245, ±500 ou ±2000°/s
    • Dimensions: 23 x 13 x 11 mm

  • Documentation
    • Fichier Acrobat Reader à télécharger ici
  • Programmation d'une carte Arduino Uno R3
    • Bibliothèque à installer dans l'IDE
    • Connexion à un shield Tinkerkit v2.
    • Un premier exemple
Arduino Examples → Examples from Custom Libraries → L3G → Serial.ino

Exemple de résultat attendu

A venir


3.3 Module BNO055

Module Robot Electronics (Devantech)

Ce module est basé sur un BNO055 9 axes de Bosch comportant un accéléromètre, une boussole et un gyroscope. Ce capteur communique avec un microcontrôleur via une liaison série UART ou I2C.
  • Caractéristiques
    • Alimentation: 3,3 et 5 Vcc
    • Interface (sélectionnable via pontet à souder):
      • UART, 115200 bps par défaut
      • I2C , adresse 0x28 par défaut ou RS232
      • Plage de mesure:
        • gyroscope: ±125 °/s ou ±2000 °/s
        • accéléromètre: ±2, ±4, ±6, ±8 ou 16 g
        • boussole: ±1300 µT (axes x-,y-), ±2500 µT ( axe z-)
    • Dimensions: 20 x 20 x 3 mm

  • Documentation
    • Fichier Acrobat Reader à télécharger ici
    • Schéma du module Robot Electronics (Devantech) à télécharger ici
  • Programmation d'une carte Arduino Uno R3
    • Bibliothèques à installer dans l'IDE (I2C)
    • Connexion à un shield Tinkerkit v2.
    • Un premier exemple (I2C)
Arduino Examples → Examples from Custom Libraries → Adafruit_BNO055 → sensorapi.ino

Exemple de résultat attendu

A venir

  • materiels/capteurs/angle/angle.txt
  • Dernière modification: 2021/08/11 09:19
  • (modification externe)