Robot A Base D'andrroid.pdf

SIGNATURES

Signature Encadreur ESPRITEC Signature Département de langue

Robot à base d’Android

DEDICACES

Je dédie ce travail en témoignage de mon profond respect, mon grand amour et toute ma gratitude à :

Mes chers parents, Tous les membres de ma famille, Et tous mes amis.

Houssem Eddine LASSOUED i Dédicaces

Robot à base d’Android

REMERCIEMENTS

C’est avec un grand plaisir que je

tiens tout d’abord à exprimer toute ma

reconnaissance à mon cher encadrant à ESPRIT : Mr Imed AMRI, pour l'attention qu'il a apportée à mon projet tout au long de ses divers stades allant de l’idée à la réalisation et pour ces précieux conseils.

Je veux aussi, adresser mes remerciements à tous les membres de l’équipe ‘’ESPRIT MOBILE‘’ Sana, Salma, Wael, Hamza et Karray pour leurs soutien, appui et encouragement.

Je suis redevable à tous mes enseignants d’ESPRIT pour leurs efforts qui ont guidé mes pas tout au long de mes études universitaires.

Que tous ceux qui m'ont soutenu de près ou de loin, trouvent dans ce travail l’expression de ma reconnaissance infinie.

Je tiens enfin, à exprimer l'honneur que me font les membres du jury pour avoir accepté de me prêter leur attention et évaluer mon travail.

ii Remerciements

Robot à base d’Android

RESUM

Le travail présenté dans ce rapport, qui a été effectué au sein d’ESPRITEC, entre dans le cadre du projet de fin d’études pour l’obtention du diplôme national d’ingénieur en télécommunication. Il concerne la conception et la réalisation d’un ROBOT à base d’Android. Ce ROBOT assure un ensemble de fonctionnalités tels que l’exploration des milieux quotidiens, dangereux et inaccessibles, il assure la sécurité dans les milieux industriels, par la détection d’obstacles, détection de fuite de gaz, envoi d’alerte, par plusieurs moyens. Mots-clés: Android, Robot, Embarqué, IOIO, capteurs

ABSTRACT The work presented in this report, which was performed within ESPRITEC, is part of the graduation project for the National Diploma in telecom engineering, it concern the design and implementation of an Android Based ROBOT. This ROBOT ensures a variety of features such as the exploration of daily zones, dangerous and inaccessible; it provides security in industrial sectors, obstacle detection, detection of gas leakage, sending alarm by several methods Keywords: Android, Robot, Embedded, IOIO, sensors.

iii Résumé

Robot à base d’Android

TABLE DES MATIERES

SIGNATURES .................................................................................................... i DEDICACES ...................................................................................................... i REMERCIEMENTS ........................................................................................... ii RESUM ........................................................................................................ iii TABLE DES MATIERES .................................................................................... iv LISTE DES FIGURES ....................................................................................... viii LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................... x INTRODUCTION GENERALE ............................................................................ 1 1. PRESENTATION GENERALE ......................................................................... 3 Introduction ............................................................................................................................ 3 I.

Contexte du projet .......................................................................................................... 3

II.

Présentation de l’Organisme d’Accueil ........................................................................... 3

III.

Problématique du projet ............................................................................................. 4

IV.

Solution proposée........................................................................................................ 5

Conclusion .............................................................................................................................. 5

2. ETAT DE L’ART ............................................................................................ 6 Introduction ............................................................................................................................ 6 I.

Présentation des Solutions Existantes ............................................................................ 6 Choix de la solution ............................................................................................................. 7 Avantages de la carte IOIO.................................................................................................. 8

II.

La Carte IOIO ................................................................................................................... 9 1.

Présentation ................................................................................................................ 9

2.

Caractéristiques Techniques et capacités ................................................................. 10

3.

Plateforme de développement ................................................................................. 11 iv Table des matières

Robot à base d’Android Conclusion ............................................................................................................................ 13

3. SPECIFICATIONS ET ANALYSE DES BESOINS .............................................. 14 Introduction .......................................................................................................................... 14 I.

Gestion du projet ........................................................................................................ 14 1.

Approche Agile vs. Séquentielle ............................................................................ 15

2.

Choix de méthodologie .......................................................................................... 16

1.

Adaptative Software Development (ASD) ............................................................ 16

2.

Dynamic Software Development Method (DSDM)............................................. 16

3.

eXtreme Programming (XP) ................................................................................... 16

4.

Rapid Application Development (RAD) ................................................................ 17

5.

Scrum ........................................................................................................................ 17

3.

Choix de la méthodologie : Mobile D .................................................................. 17

II.

Identification des acteurs .............................................................................................. 19

III.

Spécification fonctionnelle ........................................................................................ 19

1.

Vision du produit ....................................................................................................... 19

2.

Besoin fonctionnels ................................................................................................. 20

3.

Besoin non fonctionnels ......................................................................................... 20

4.

Cas d’utilisation généraux ......................................................................................... 21

IV.

Cas d’utilisations Détaillés ...................................................................................... 23

1.

Le 1er Cas- Explorer un lieu .................................................................................... 23

2.

Le 2ème Cas- Récupérer le Streaming Vidéo ........................................................ 24

3.

Le 3ème Cas- Détecter un obstacle ........................................................................ 25

4.

Le 4ème Cas- Détecter une fuite de gaz ................................................................ 26

5.

Le 5ème Cas- Récupérer l’état du ROBOT.............................................................. 27

V. Diagramme de séquence système ............................................................................ 28 VI.

Diagrammes de Séquence détaillés...................................................................... 29

1.

Diagramme de séquence 1– Déplacer le ROBOT ............................................... 29

2.

Diagramme de séquence 2– Surveiller un lieu .................................................... 30

3.

Diagramme de séquence 3– Détecter un Obstacle ............................................ 31

4.

Diag.de séquence 4 – Détecter une fuite de Gaz .............................................. 32 v Table des matières

Robot à base d’Android VII.

Maquettes ................................................................................................................. 33

Conclusion ............................................................................................................................ 35

4. CONCEPTION ............................................................................................ 36 Introduction ........................................................................................................................ 36 I.

Diagramme de séquence objets ............................................................................... 36

II.

Diagramme d’activités................................................................................................... 37

III.

Diagramme de Classe ................................................................................................ 38

Conclusion ........................................................................................................................... 39

5. REALISATION ............................................................................................ 40 Introduction .......................................................................................................................... 40 I.

Réalisation Logicielle .................................................................................................. 40 1.

II.

Environnement de travail .......................................................................................... 40 Réalisation Matérielle ................................................................................................... 48

1.

Environnement de travail ....................................................................................... 48

3.

Construction matérielle .......................................................................................... 53

4.

Estimation du coût .................................................................................................. 55

5.

Produit final .............................................................................................................. 56

a.

Montage électronique Fritzing .................................................................................. 56

b.

Album Photos ............................................................................................................ 57

III.

Défis relevés............................................................................................................... 58

IV.

Perspective & Evolution ............................................................................................ 58

V.

Chronogramme ............................................................................................................. 59

CONCLUSION GENERALE .............................................................................. 60 BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................ 61 ANNEXE ........................................................................................................ 62 OpenAccessory et ADK ...................................................................................................... 62 OpenAccessory.................................................................................................................. 62 ADK .................................................................................................................................... 62 Spécification Huawei Gaga U8180 ................................................................................... 63 Capteur Ultrason – Dossier Technique ............................................................................ 64

vi Table des matières

Robot à base d’Android Motor Driver TB6612FNG .................................................................................................. 68 Capteur de Gaz (MQ5) ....................................................................................................... 72 1er Article sur Tunandroid.com ........................................................................................ 73 Participation à TUNIROBOTS2012 et premier prix ........................................................ 75 Participation à ComNet’2012 Supcom à Hammmet .................................................... 77 Participation à Droidcon Tunis 2012 (cité des sciences) ............................................... 78

vii Table des matières

Robot à base d’Android

LISTE DES FIGURES

Figure 1 - Android@Home ......................................................................................................... 1 Figure 2 - Logo ESPRIT Mobile .................................................................................................... 3 Figure 3 - Différents environnement du projet ......................................................................... 4 Figure 4 - ADK de Google............................................................................................................ 6 Figure 5 - Arduino Mega2560..................................................................................................... 7 Figure 6 - IOIO – Logo officiel ..................................................................................................... 9 Figure 7 - IOIO – Distributeur Sparkfun ...................................................................................... 9 Figure 8 - Montage de la carte IOIO ......................................................................................... 10 Figure 9 - Carte IOIO ................................................................................................................. 10 Figure 10 - Classification des Pins ............................................................................................ 11 Figure 11 - Montage de l'exemple Démo ................................................................................. 13 Figure 12 - Interface de l'application Démo ............................................................................. 13 Figure 14 - Cas d’utilisation généraux du projet ..................................................................... 21 Figure 15 – Cas d’utilisation - Explorer un lieu ......................................................................... 23 Figure 16 - cas d'utilisation - Récupérer le Streaming Vidéo ................................................... 24 Figure 17 - Cas d'utilisation – Détecter un obstacle ................................................................ 25 Figure 18 - Cas d'utilisation - Détecter une fuite de gaz .......................................................... 26 Figure 19 - Cas d'utilisation - Récupérer l’état du ROBOT ....................................................... 27 Figure 20 - Diagramme de séquence système ......................................................................... 28 Figure 21 - Diagramme de séquence – Déplacer le ROBOT ..................................................... 29 Figure 22 - Diagramme de séquence – Surveiller un lieu ........................................................ 30 Figure 23 - Diagramme de séquence – Détecter un Obstacle ................................................. 31 Figure 24 - Diagramme de séquence – Détecter une fuite de Gaz ......................................... 32 Figure 25 - Maquette du ROBOT .............................................................................................. 33 Figure 26 - Maquette de l’interface principale de l’application de commande ..................... 34 Figure 27 - Diagramme de séquence objets............................................................................. 36 Figure 28 - Diagramme d'activités............................................................................................ 37 Figure 29 - Diagramme de Classe ............................................................................................. 38 Figure 30 - Logo Eclipse ............................................................................................................ 40 Figure 31 - Logo Fritzing ........................................................................................................... 41 Figure 32 - Logo Photoshop...................................................................................................... 41 Figure 33 - Logo GIT.................................................................................................................. 41 Figure 34 - Dropbox logo .......................................................................................................... 41 viii Liste des figures

Robot à base d’Android Figure 35 - Interface de connexion .......................................................................................... 42 Figure 36 - Joystick de déplacement ........................................................................................ 42 Figure 37 - Zone d'affichage du streaming ............................................................................... 42 Figure 38 - SeekBars ................................................................................................................. 43 Figure 39 - Interface de détection de Gaz ................................................................................ 43 Figure 40 - Interface de détection de distance ........................................................................ 43 Figure 41 - Interface d'affichage d'état de Batterie ................................................................. 43 Figure 42 - Notification de connexion ...................................................................................... 44 Figure 43 - Tab d'orientation .................................................................................................... 44 Figure 44 - écran 1 - Interface de connexion ........................................................................... 44 Figure 45 - écran 2 - Interface de commande .......................................................................... 45 Figure 46 - Interface de l'application Daemon ......................................................................... 48 Figure 47 - Huawei Gaga .......................................................................................................... 49 Figure 48 - Carte IOIO ............................................................................................................... 50 Figure 49 - Plateforme de déplacement .................................................................................. 50 Figure 50 - Motor Driver........................................................................................................... 50 Figure 51 - Détecteur Ultrason ................................................................................................. 51 Figure 52 - Capteur de gaz........................................................................................................ 51 Figure 53 - Servo Moteur ......................................................................................................... 52 Figure 54 - Brackets .................................................................................................................. 52 Figure 55 - Montage du bras de la caméra .............................................................................. 52 Figure 56 - Batterie ................................................................................................................... 52 Figure 57 – Montage Carte IOIO - Smartphone ....................................................................... 53 Figure 58 – Montage électronique de la plateforme de déplacement .................................... 53 Figure 59 – Montage Carte IOIO et capteur de gaz ................................................................. 54 Figure 60 – Montage Carte IOIO et capteur ultrason .............................................................. 54 Figure 61 – Montage de la carte IOIO avec les servos moteurs .............................................. 55 Figure 62 - Estimation du coût du ROBOT................................................................................ 55 Figure 63 - Schéma électronique global ................................................................................... 56 Figure 64 - Le Robot dans sa première phase .......................................................................... 57 Figure 65 - Le Robot dans la phase intermédiaire ................................................................... 57 Figure 66 - Le Robot en phase finale ........................................................................................ 58 Figure 67 - Chronogramme général ......................................................................................... 59 Figure 68 - USB Host and Accessory Modes ............................................................................. 62

ix Liste des figures

Robot à base d’Android

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 Comparaison entre les différentes solutions ........................................................... 7 Tableau 2 - Comparatif entre approche agile et approche classique ..................................... 15 Tableau 3 - Caractéristiques du Mobile-D................................................................................ 18 Tableau 4 - Définition du problème ......................................................................................... 19 Tableau 5 - Position du produit ................................................................................................ 19 Tableau 6 - Description du cas d'utilisation Explorer un lieu ................................................... 23 Tableau 7 - Description du cas d'utilisation Récupérer le streaming vidéo ............................. 24 Tableau 8 - Description du cas d'utilisation Récupérer la distance ......................................... 25 Tableau 9 - Description du cas d'utilisation récupérer le niveau de gaz ................................. 26 Tableau 10 - Description du cas d'utilisation récupérer l'état du ROBOT ............................... 27 Tableau 11 – Commande des Moteurs .................................................................................... 46

x Liste tableaux

Robot à base d’Android

INTRODUCTION GENERALE Android est devenu de plus en plus intéressant pour le développement de matériel. Maintenant, on devrait bientôt pouvoir brancher des manettes de jeu, un matériel personnalisé, des capteurs et autres dispositifs et de faire une plate-forme AndroidAnywhere. Les nouvelles API1 de gestion de matériel permettront à tout le monde de développer des accessoires matériels pour Android, à partir d’amateurs individuels vers les grandes marques mondiales. On n’a pas à signer un NDA2, et vous n’avez pas besoin d’une licence de matériel spéciale, les aspects qui concernent la politique d’Apple n’existeront pas chez Android. On a toujours été en mesure de connecter un appareil Android à un ordinateur, mais jusqu'à quelques mois avant, il n'y avait aucun moyen pour les applications Android d’interagir avec un autre matériel via le port USB. Dans ce contexte, nous explorons un nouvel appui pour les périphériques d'entrée USB, ainsi que de nouvelles possibilités pour les applications de communiquer avec des périphériques via le port USB ou même la connectivité Bluetooth. L’une des annonces (1) les plus importantes du Google IO 20113, est l’arrivée du géant d’internet dans les systèmes domotiques et électroniques pour maison, office, industrie etc... Google devrait proposer un écosystème composé de plusieurs éléments Software et Hardware tournant autour d’Android, le tout disponible en open source. Pour satisfaire ce nouveau besoin, plusieurs sociétés ont commencé déjà des mois avant l’annonce de Google, à proposer différentes solutions, parmi lesquelles nous trouvons La carte IOIO, la solution de Ytai BEN TSVI (2) , un jeune ingénieur développeur et amateur d’électronique, qui a conçu cette carte dans son passe-temps sans savoir au préalable que son produit serait exploitable mondialement et adopté officiellement par Google (3). C’est dans ce cadre que notre projet s’inscrit : il s’agit de Concevoir, construire, développer un système embarqué intelligent basé sur

Figure 1 - Android@Home

1

Application Programming Interface Non-Disclosure Agreement 3 Google I/O est une conférence annuelle de deux jours, organisée par Google au Moscone Center de San Francisco, en Californie. 2

1 Introduction Générale

Robot à base d’Android Android, soit un Robot à base d’Android. Tout au long de ce rapport, nous exposerons les différentes étapes de réalisation de notre projet, en commençant par une présentation des notions fondamentales relatives à la compréhension de notre sujet, ensuite nous présenterons les différentes solutions existantes et finalement dans la dernière partie, on donnera une description détaillée de la solution formulée.

2 Introduction Générale

Robot à base d’Android

1. PRESENTATION GENERALE Introduction Nous présentons dans ce chapitre une étude préliminaire du projet. Dans un premier temps, nous présentons l’environnement du stage. Par la suite, nous décrivons la problématique, ainsi que les principaux objectifs du projet.

I. Contexte du projet Dans le cadre de la formation d’ingénieurs Télécommunications à l’École Supérieure Privée d’ingénierie et de Technologies (ESPRIT), nous avons eu l’occasion d’effectuer notre projet de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’ingénieur national en Télécommunications au sein du Laboratoire de Recherche et Développement EPRITEC attaché à ESPRIT précisément avec l’équipe ESPRIT Mobile, généralement ce projet vise à compléter notre formation universitaire acquise, durant trois ans, au sein de cet établissement, et de nous introduire dans la vie professionnelle grâce à une mise en pratique de nos connaissances, à l’utilisation des compétences acquises et à mettre en épreuve notre esprit d’ingénieur. Le projet consiste à concevoir et réaliser un ROBOT à base du système Android dans le but d’initier et d’améliorer la recherche dans le domaine Mobile/Embarqué à ESPRIT.

II. Présentation de l’Organisme d’Accueil Le projet a été réalisé au sein d’ESPRITEC, l’unité de Recherche-Développement-Innovation (RDI) de l’Ecole Supérieure Privé d’Ingénierie et de Technologies (ESPRIT) situé au pôle technologique El Ghazela. Cette unité s’oriente vers la «Recherche appliquée » et privilégie deux axes : – L’axe «Technologique» : pour la maitrise des technologies avancées. Elle nécessite la mise en place d’une plate-forme pour le développement des services et l’expérimentation des nouvelles applications et des nouvelles technologies. – L’axe «Application et service» : pour développer des prototypes, des nouveaux services et applications avancées pouvant avoir des retombées industrielles et/ou socio-économique. ESPRITEC partage ses activités entre plusieurs équipes : Figure 2 - Logo ESPRIT Mobile

3 Présentation générale

Robot à base d’Android - L’équipe ESPRIT Mobile1 réalise des Projets sur les différentes plateformes et systèmes mobile, comme Android, BlackBerry, iOS, WP7, et aussi sur la SMART TV, l’AR-Drone, ADK, Panda Board etc… – L’équipe M2M (Machine to Machine) spécialisé dans la technologie ambiante et le traitement d’image. – L’équipe Cloud travaille sur la mise en place des systèmes de Cloud Computing. – L’équipe E-GOV réalise des projets d’intégration et d’urbanisation des systèmes d’informations. Les projets entrepris mobilisent des équipes composées de plusieurs chercheurs, enseignants-chercheurs, ingénieurs et étudiants en projet de fin d’études (PFE) et projet de fin de l’année (PFA) sous la conduite d’un chef de projet. Des étudiants en PFE, Mastères ou Doctorats d’autres institutions sont aussi intégrés dans les équipes de projets dans le cadre de conventions de partenariat avec les laboratoires et unités de recherche des établissements publics. Notre projet, réalisé au sein de l’équipe ESPRIT Mobile entre également dans le cadre d’un grand projet pédagogique innovant à ESPRIT, vise à intégrer les toutes nouvelles tendances technologiques dans l’environnement pédagogique à travers des Workshops orientés, des Travaux Pratiques dirigés, et même des Produits finis à réalisés.

III. Problématique du projet Pour aboutir à un système embarqué intelligent basé sur Android et qui répond aux besoins demandés par ESPRITEC et par des différents clients potentiels (entreprises, personnes), il est important de se focaliser en premier lieu sur les problématiques du projet pour pouvoir s'organiser. De la sorte, on va déterminer le périmètre d'action et de faisabilité de ce projet. Comme il est illustré à la figure 3, le projet passe par plusieurs environnements, cela commence sur la machine du développeur, en passant par une phase de réalisation matérielle, vers l’environnement de test réel pour arriver finalement à l’environnent de production. De plus, le projet peut être Figure 3 - Différents environnement du projet transféré d’un environnement à un autre plusieurs fois avant qu’il soit finalisé. 1

http://www.espritmobile.com/

4 Présentation générale

Robot à base d’Android La migration et le déploiement du projet d’un environnement vers un autre ne se fait pas de la même façon et ne présente pas les mêmes degrés de complexité, puisque sur l’environnement de développement, une simple compilation suffira, mais le déploiement de la solution sur les autres environnements surtout la réalisation matérielle présente plusieurs contraintes et difficultés de plus si nous voulons transférer seulement un composant ou une fonctionnalité bien spécifique, sans toucher aux autres composants ce qui rend cette manipulation délicate et pénible d’où le besoin de concevoir une approche qui permet de réaliser cette tâche. Il y a aussi d’autres scénarios possible du système qui nous obligent de concevoir une solution polyvalente tel que :   

Système qui répond à des besoins spécifiques en termes de fonctionnalités. Système qui possède une marge d’évolutivité assez grande. Prouver la possibilité de fusionner l’intelligence d’Android avec le milieu quotidien

IV. Solution proposée La solution proposée comme système embarqué intelligent basée sur le OS Android, sera un ROBOT à base d’Android, équipé avec deux applications, la première aura comme rôle d’assurer le fonctionnement interne du Robot et l’interaction avec le milieu extérieur, la deuxième permet à l’utilisateur de commander et interagir avec le ROBOT en offrant une interface graphique dotée de plusieurs fonctionnalités avancées, et une interface de connexion sans fil.

Conclusion Ce chapitre nous a servi à mettre notre projet dans son cadre. En effet, notre projet de fin d’études est réalisé à ESPRITEC, et qui consiste à créer un robot intelligent basée sur Android, dans le but de suivre et accroître l’innovation technologique dans ce domaine et initier tout un nouvel horizon dans la création et l’exploitation des systèmes embarqués intelligents. Dans le chapitre suivant, nous introduirons les concepts nécessaires à la compréhension de ce projet à savoir : une présentation de la solution choisie comme concept et comme plateforme de développement logicielle et matérielle et les autres solutions existantes ainsi qu’une comparaison entre ces derniers pour mettre l’accent sur leurs points forts et faibles.

5 Présentation générale

Robot à base d’Android

2. ETAT DE L’ART Introduction Dans ce chapitre nous allons présenter quelques notions et technologies qui vont servir à mieux comprendre notre sujet, ce chapitre sera composé de cinq parties qui seront réparties comme suit. La première partie sera consacrer à la présentation du principe et concept des solutions existantes et leurs nouveaux enjeux avec une étude comparative entre les produits similaires du marché, la seconde partie présente la carte IOIO, son architecture physique et logique ainsi toutes ces composantes pour finir avec une brève présentation de sa plateforme de développement.

I. Présentation des Solutions Existantes Les systèmes embarqués ne sont pas particulièrement nouveaux, les premiers systèmes sont apparus au début des années 60. La première génération de ces systèmes a été construite sur des solutions lourdes et complexes à déployer en se basant essentiellement à la programmation bas-niveau et les résultats obtenus n’ont pas toujours été à la hauteur des espérances des utilisateurs. Il faut également ajouter que les systèmes embarqués classiques n’étaient pas suffisamment matures pour tenir véritablement les promesses de l’unification des interfaces de communications vis-à-vis l’utilisateur. Fort heureusement la situation a beaucoup changé ces derniers temps grâce à l’apparition du système mobile Open Source Android: de nouvelles plates-formes techniques embarquées plus simples et plus complètes telles que la carte IOIO, la carte Arduino (4), l’ADK de Google (5) , la PANDA BOARD et la Beagle BOARD sont apparues et le niveau de maturité des systèmes embarqués à base d’Android s’est considérablement accru. Il en résulte le début d’un grand retour des projets embarqués conçues à base d’ANDROID. Vu la présence de quelques produits exploitables sur le marché, le choix Figure 4 - ADK de Google d’une solution pour la création du ROBOT, se base sur plusieurs critères tel que le prix et les fonctionnalités offertes, la compatibilité avec les autres acteurs environnementaux tel que les composants électroniques, et surtout la réponse aux besoins demandés. 6 Etat de l’art

Robot à base d’Android Le tableau ci-dessous présente une étude comparative entre les principales solutions sur le marché. Critères de comparaison

Carte Arduino

Développement Compatibilité Versions Android Dimensions Compatibilité Bluetooth

JAVA, C++ Sketch

JAVA, C++ Sketch

JAVA (+IOIO Lib)

V1.5 with ADB 68 - 53mm Bluetooth Shield Non Oui 75$

V3.1 Or V2.3.4 86 - 53mm Bluetooth Shield

V1.5 and UP 70 - 30mm NATIVE (V.3) Plug & Play Oui (V.3) Oui 50$

Compatibilité OpenAccessory Connectivité USB Hôte Prix

Carte Google ADK

Oui Oui 80$ - 400$

Carte IOIO

Tableau 1 Comparaison entre les différentes solutions

D’après le comparatif ci-dessus nous constatons que la carte IOIO est la carte la plus adaptée à la création de ce système intelligent.

Choix de la solution : Les deux différences les plus significatives entre les 3 solutions sont les suivantes: ADK et ses clones ne fonctionnent que sur des appareils Android très spécifiques, tandis que la carte IOIO pourrait fonctionner sur presque n'importe quel appareil Android depuis Android 1.5. Avec ADK ou l’Arduino vous devriez écrire à la fois le côté Android (Java) et de côté carte (C++) du logiciel (Sketch (6)) et d'établir un protocole de communication (7) entre eux. Vous auriez à connaître les deux langages et deux IDE1 différents et, même si vous faites quelque chose de très trivial, il faudra une importante durée de temps pour obtenir quelque chose qui fonctionne de manière fiable. Avec IOIO, vous écrivez simplement le côté d'Android. Il suffit d’inclure une bibliothèque appelée IOIOLib dans l’application, ce qui fournit une API qui vous permet de contrôler les broches de la carte IOIO et ses fonctions comme s'ils étaient physiquement connectés à votre Android. Vous n'avez pas besoin de se soucier du fait qu'il y a un processeur distinct, des protocoles de communication, etc… Si vous vous en tenez un Dongle Bluetooth dans IOIO au lieu d'un câble USB à l'Android, il communiquera sans fil avec l’appareil. La bonne chose est que votre application n'a pas besoin de s'en soucier, et vous pourrez même revenir en arrière lorsque votre application est en cours d'exécution. IOIO Supporte officiellement le protocole OpenAcessory (ADK)2 de Google. Cette nouvelle fonctionnalité est actuellement réalisée en mode bêta. Les Informations techniques disponibles sur le wiki Figure 5 - Arduino Mega2560 1

Integrated Development Environment Le terme "ADK" Accessory Development Kit : est souvent utilisé comme synonyme de "OpenAccessory", lorsqu’on dit que cette carte supporte ADK ça veut dire qu'elle supporte le protocole OpenAccessory. 2

7 Etat de l’art

Robot à base d’Android IOIO. La façon dont cela fonctionne est que la carte IOIO sera capable de communiquer avec le périphérique Android via le protocole OpenAccessory. Lorsque ce n'est pas supporté, il sera parfaitement switcher à ADB1. Cela vous permet de connecter la même carte IOIO aux deux types de dispositifs, les nouveaux et les anciens. L’application peut très facilement être portée sur le nouveau mode, cela ne nécessite que quelques non-intrusive modifications aux métadonnées de l’application.

Avantages de la carte IOIO La carte IOIO Supporte toutes les versions Android - puisque elle fonctionne aussi bien avec OpenAccessory et l’ADB elle peut communiquer avec une très grande variété de dispositifs Android existants, en s'appuyant sur OpenAccessory quand elle existe et en tirant parti des fonctionnalités supplémentaires de l’ADB. D'autres cartes, qui ne prennent pas en charge de l’ADB, sont limitées à tous, sauf aux derniers appareils Android sur le marché. Fonctionnalité - IOIO est presque identique à Arduino Mega (figure 5) en termes de nombre de broches (pins) et de fonctions. La seule différence est le nombre de canaux PWM (IOIO-9, Mega-16) et les canaux de TWI (IOIO-3, Mega-1). Coût - à 50 $, IOIO semble actuellement être la carte la moins chère commercialisée et disponible sur le marché. Une alternative à proximité est une version DIY, ce qui coûte 55 $ et nécessite une certaine amélioration de plus. Développement de haut niveau - les autres cartes nécessite à la fois une application Android et un code intégré en C pour la carte, la conception de votre propre protocole de communication. IOIO fait tout cela automatiquement, il ne reste qu’écrire le code Android de l’application, En utilisant une API Java de haut niveau pour contrôler les fonctions de la carte. Support Forum et Wiki - IOIO a un groupe de discussion active et une extensive documentation wiki, qui continue de croître rapidement. Le projet IOIO est engagé aussi bien dans la communauté amateur que dans la communauté professionnelle Dimensions - IOIO est probablement la plus petite carte, presque aussi petit qu’on pourrait obtenir avec 48 broches E/S, des broches d'alimentation et d'un connecteur USB. Il est beaucoup plus petit que la carte ADK. Bootloader - firmware - IOIO comprend un chargeur de démarrage sécurisé, qui permet les mises à niveau à effectuer à travers un appareil Android. Alimentation - IOIO possède un commutateur-mode à 5V capable de délivrer jusqu'à 1,5 A. Cela permet de charger simultanément un appareil Android et alimenter deux servos moteurs standard sans problème. Quelques autres cartes nécessitent une alimentation de 5V externe pour soutenir ce cas d'utilisation. En outre, IOIO a un limiteur intégré qui permet de limiter le courant de charge d'Android. Ceci est très utile pour les configurations fonctionnant sur batterie, lorsque vous ne voulez pas l'appareil Android à vider votre 1

Android Debug Bridge

8 Etat de l’art

Robot à base d’Android batterie. Open-Source - Contrairement à certaines des autres solutions, le matériel de l'IOIO, le Firmware et le logiciel(les APIs) sont totalement open-source avec une licence FreeBSD (très permissive). Cette approche a été choisie parce que selon l’inventeur c'est ce qui marche le mieux pour la communauté des amateurs, et permet aux gens de personnaliser le produit pour leurs besoins, contribuer au projet, le comprendre mieux et concurrencer sur son prix. En conclusion, la carte IOIO est très compétitive avec les autres plates-formes compatibles OpenAccessory, d’où le choix d’utiliser cette carte lors de ce projet.

Figure 6 - IOIO – Logo officiel

II. La Carte IOIO 1. Présentation IOIO (prononcez: yo-yo) est un produit qui vous permet de connecter des circuits électroniques à un appareil Android et de les contrôler à partir d'une application Android. Il est composé d'une petite carte PCB (2.7x1.2 "= 7x3cm) spécialement conçu pour être piloté via un dispositif Android (avec version d'OS 1.5 et sup.) par le biais de son port USB Ce pilotage s'effectuera via des API JAVA™ simples et intuitives que vous utilisez dans votre application Android qui gère toutes les communications avec la carte sans avoir recours à une programmation embarquée bas Figure 7 - IOIO – Distributeur Sparkfun niveau, ni au moindre programmateur externe). Aucune modification de l'appareil Android est nécessaire - vous éviter la complication de la modification et l'annulation de la garantie. Dès lors le module IOIO permettra à votre système Android d'interagir avec le monde extérieur en lui permettant de disposer de ports d'entrée/sorties tout ou rien, de sortie PWM, d'entrée analogiques, de liaison SPI™, I2C™, UART...

9 Etat de l’art

Robot à base d’Android IOIO est disponible pour achat en ligne à partir du site officiel de SparkFun Electronics1. La totalité du logiciel et du matériel sont à 100% open-source sous une licence permissive.

2. Caractéristiques Techniques et capacités La carte électronique est construite autour d’un microcontrôleur PIC série 24F, qui dispose d’une connexion USB hôte. Il suffit donc de la relier à l’aide d’un câble USB à un périphérique Android (OS v1.5 minimum) pour que la carte IOIO interprète des commandes reçues par une application. Pour mieux comprendre c’est quoi la carte IOIO et comment utiliser au mieux ses caractéristiques, cette section prend une brève tournée à travers ce produit et fournit des introductions aux quelques-unes de ses caractéristiques et ses capacités.

Figure 9 - Carte IOIO Figure 8 - Montage de la carte IOIO

Pour les spécifications techniques, la carte IOIO se compose de : 1. Connecteur USB (type A) connecteur femelle: Permet de connecter l'appareil Android. 2. GND pins (9 pins): prise de terre. 3. VIN pins (3 pins): Utilisé pour l'alimentation à la carte. Tension entre 5V-15V doit être fournie. 4. 5V pins (3 pins): Normalement, utilisée comme sortie 5V lorsque la carte est alimentée à partir de VIN. Peut être utilisé comme entrée 5V en cas VIN n'est pas connecté. 5. 3.3V pins (3 pins): 3,3 V en sortie. 6. I/O pins (48 pins, numérotées 1-48): Des broches E/S. Certains ont des fonctions spéciales, voir ci-dessous:



1

48 pins d’entrées/sorties (peuvent fonctionner comme des entrées et sorties numériques.)

http://www.sparkfun.com/

10 Etat de l’art

Robot à base d’Android     

16 entrées analogiques (10-bits) Jusqu’à 9 sorties PWM Jusqu’à 4 liaisons séries UART Jusqu'à 3 canaux SPI. Jusqu’à 3 liaisons TWI (I2C-compatible)

7. LED d'alimentation: S'allume lorsque la carte IOIO est sous tension. 8. Stat LED: S'allume brièvement lors de la mise sous tension, puis devient sous le contrôle des applications. 9. MCLR pin: Non normalement utilisé. Son but est de programmer le Firmware nouveau Bootloader sur la carte IOIO. 10. Charge Current Trimmer (CHG): Permet de régler la quantité de courant de charge fourni sur la ligne VBUS de l'USB à l'appareil Android. Tourner dans le sens (+) augmente de courant de charge. 11. Régulateur de tension 5v - 1,5 A : Peut charger l'appareil Android ainsi que la puissance

d'un couple de petits moteurs. 12. Bootloader : intégré sur la carte, permettant la mise à niveau du Firmware en direct à partir d’une application sur l’appareil Android.

Figure 10 - Classification des Pins

3. Plateforme de développement Dans cette section, nous allons jeter un œil à l'architecture de la carte IOIO du point de vue d'un développeur. La carte IOIO offre un ensemble de logiciels et Firmware disponible en téléchargement via la page Github 1officielle du Développeur (8). 1

GitHub est un service web d'hébergement et de gestion de développement de logiciels, utilisant le programme Git

11 Etat de l’art

Robot à base d’Android Le pack se compose de :  IOIOLib (V3.23) : API JAVA officielle pour le développement sous Android  Image IOIO Bootloader (v3.23) : pour mettre à jour le Bootloader de la carte  Firmware Image (v2) : pour mettre à jour le Firmware de la carte IOIO  L’application IOIO Manager (9) : elle permet de gérer les images des applications ainsi que les images de Bootloader

IOIOLib – Principe de développement : IOIOLib est une bibliothèque Android, qui permet à votre application Android de contrôler la carte IOIO. Elle expose un ensemble d'interfaces Java, couvrant les différentes fonctions de la carte électronique. Lorsque vous générez votre application, IOIOLib se fait emballé dans votre fichier Apk, afin que votre application soit autonome et ne nécessite aucune installation supplémentaire sur l'appareil Android qui l'exécute. L'ensemble du code est pur Java, dépendant uniquement de la norme Android 1.5 (ou version ultérieure). IOIOLib est tout documenté au format Javadoc standard, et cette documentation est destinée à être complète et être utilisée comme référence pendant le codage. Dans ce qui suit, nous essayons de couvrir une utilisation de la bibliothèque à partir d'une approche commune de cas d'utilisation plutôt que d'être 100% formelle. La bibliothèque est organisée en plusieurs packages Java. Le package ioio.api contient toutes les APIs publiques pour contrôler la IOIO. Ceci est le package de notre application qui sera utilisé. Dedans, le paquet ioio.api.exception contient certaines exceptions levées par l'API IOIO. Le paquet ioio.impl contient la mise en œuvre de ces interfaces et n'est pas destinée à être utilisée directement. Le paquet ioio.util contient des utilitaires utiles qui peuvent vous rendre la vie un peu plus facile lors de l'écriture des applications ioio, mais ne fournissent pas les fonctionnalités de base. Ce paquet contient une classe, qui sert de classe de base pour notre application basée sur IOIO, qui gère automatiquement la bonne connexion / déconnexion à la carte IOIO en réponse à des événements d'application.

IOIOLib – Utilisation : (sous Eclipse) La dernière version de IOIOLib peut être téléchargée depuis la page Téléchargements (10).  

 

Extraire IOIOLib à un endroit où vous voulez normalement garder vos projets Android. L'importer dans Eclipse en utilisant Fichier> Importer ... > Général> Projets existants dans Workspace ..., puis choisissez le répertoire IOIOLib vous venez de créer et cliquez sur Terminer. Il référence de votre projet d'application, conformément à ces instructions Assurez-vous que votre application déclare android.permission.INTERNET. Cela peut se fait en ouvrant le fichier AndroidManifest.xml qui se trouve à la racine de votre projet, allez à l'onglet Permissions> Ajouter ... > Permissions Utilisateur> 12 Etat de l’art

Robot à base d’Android



Sélectionnez android.permission.INTERNET sous "Nom". Assurez-vous que vous avez activé le débogage USB sur votre appareil Android, en allant dans Paramètres> Applications> Développement> Activer le débogage USB.

Voici à quoi ressemble un exemple de HelloIOIO public class MainActivity extends IOIOActivity { ... class Looper extends BaseIOIOLooper { private DigitalOutput led_; @Override protected void setup() throws ConnectionLostException { led_ = ioio_.openDigitalOutput(0, true); } public void loop() throws ConnectionLostException { led_.write(!button_.isChecked()); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { } } } @Override protected IOIOLooper createIOIOLooper() { return new Looper(); } }

Cette Application permettra d’allumer la LED numéro 0 de la carte IOIO via un Bouton

Figure 13 Figure 12 - Interface de l'application Démo

Figure 11 - Montage de l'exemple Démo

Conclusion Dans ce chapitre, nous avons passé en revue les différentes notions nécessaires à la compréhension de notre sujet et nous avons mené une étude comparative entre les différentes approches et solutions disponibles pour réaliser un système embarqué basé sur Android. Puisque ce projet est notre premier contact avec le milieu Android embarqué, il nécessite beaucoup de recherche et dès le début nous savions que selon nos découvertes nous serons amenés à changer les spécifications, avec ces contraintes. 13 Etat de l’art

Robot à base d’Android

3. SPECIFICATIONS ET ANALYSE DES BESOINS Introduction Après avoir présenté le cadre général de notre projet, nous allons, dans ce chapitre, entamer la phase de spécification et d’analyse des besoins. En effet, tout au long de ce chapitre, nous allons identifier et préciser les besoins à satisfaire. Ces besoins représentent aussi les fonctionnalités à réaliser dans notre application, ce chapitre sera présenté sous forme de « User cases » et « Sequence Diagrams »- scénarios. Nous commençons ce chapitre avec une description de la gestion de notre projet Le choix d’une méthode agile est évident et après une comparaison entre les principales méthodes agiles, nous allons choisir la méthodologie la plus adéquate pour réaliser ce projet.

I. Gestion du projet Trop souvent, de bonnes idées de projet n’aboutissent pas, du fait d’une mauvaise organisation. Pour améliorer nos chances de réussite, nous devons choisir une méthode de développement de logiciels pour notre application. La discipline de gestion des projets comporte deux grandes branches de méthodologie, les méthodes classiques (ou Séquentielle) et les méthodes agiles. Nous allons dans cette partie présenter ces deux approches, faire une brève description des différentes méthodologies, et présenter la méthodologie que nous allons l’adaptée en spécifiant les avantages et la compatibilité avec notre cas de figure.

14 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

1. Approche Agile vs. Séquentielle Pour bien choisir notre type de méthodologie de travaille nous avons dressé le tableau 2-6 qui présente une comparaison entre les deux approches par thème. (11) Thème Cycle de vie

Planification

Documentation

Équipe

Qualité

Changement

Suivi de l’avancement

Gestion des risques

Mesureur succès

Approche Séquentielle En cascade ou en V, sans rétroaction possible, phases séquentielles. Prédictive, caractérisée par des plans plus ou moins détaillés sur la base d’un périmètre et d’exigences définies au début du projet. Produite en quantité importante comme support de communication, de validation et de contractualisation. Une équipe avec des ressources spécialisées, dirigées par un chef de projet.

Approche agile Itératif et incrémental.

Adaptative avec plusieurs niveaux de planification avec ajustements si nécessaires au fil de l’eau en fonction des changements survenus.

Réduite au strict nécessaire au profit d’incréments fonctionnels opérationnels pour obtenir le feedback du client. Une équipe responsabilisée où l’initiative et la communication sont privilégiées, soutenue par le chef de projet. Contrôle qualité à la fin du cycle Un contrôle qualité précoce et de développement. Le client permanent, au niveau du produit et du découvre le produit fini. processus. Le client visualise les résultats tôt et fréquemment. Résistance voire opposition au Accueil favorable au changement changement. inéluctable, intégré dans le processus. Processus lourds de gestion des changements acceptés. Mesure de la conformité aux Un seul indicateur d’avancement : le plans initiaux. nombre de fonctionnalités implémentées et le travail restant Analyse des écarts. affaire. Processus distinct, rigoureux, de Gestion des risques intégrée dans le gestion des risques. processus global, avec responsabilisation de chacun dans l’identification et la résolution des risques. Pilotage par les risques. Respect des engagements initiaux Satisfaction client par la livraison de en termes de coûts, de budget et valeur ajoutée. de niveau de qualité.

Tableau 2 - Comparatif entre approche agile et approche classique pour la gestion de projet

Maintenant que nous connaissons mieux les différences majeures entre approches traditionnelles et approches agiles à travers la comparaison faite ci-dessus nous avons opté 15 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android pour une approche agile pour gérer notre projet.

2. Choix de méthodologie Puisque nous avons choisie d’adopter une approche agile pour gérer notre projet nous allons maintenant choisir quelle méthode agile à suivre tout au long de la réalisation de notre Projet. Pour choisir une méthode nous citons, tout d’abord, quelque unes parmi les principales méthodes agiles, par ordre alphabétique, avec leurs caractéristiques principales.

1. Adaptative Software Development (ASD) Ses caractéristiques principales sont :      

Focaliser sur l’objectif. Se baser sur des composants. Itérer. Découper le temps et fixer des deadlines (timeboxing). Piloter le projet par les risques. Accepter le changement.

2. Dynamic Software Development Method (DSDM) DSDM se base sur neuf principes :         

Implication active des utilisateurs. Autonomie et pouvoir de décision des équipes. Livraisons fréquentes. Adéquation aux besoins des clients comme seul critère d’acceptation du produit. Développement itératif et incrémental. Modifications réversibles. Définition globale macroscopique des besoins. Intégration des tests dans tout le cycle de vie. Collaboration et coopération entre toutes les parties prenantes.

3. eXtreme Programming (XP) XP repose sur quatre valeurs : 





Communication : l’effort de communication entre les différents intervenants est indispensable pour atteindre l’objectif commun. Nous devons privilégie la communication directe, dans le recueil et la clarification des besoins, dans la planification des itérations, dans la répartition et l’exécution des travaux. Simplicité : la solution la plus simple est la meilleure pour atteindre les objectifs ; grâce à cette simplicité, l’application pourra évoluer facilement, si nécessaire. La simplicité est applicable au client dans la définition de ces besoins, dans le choix des outils et du processus. Feedback : le retour d’information est essentiel pour valider le fait que le projet est sur la bonne voie : tests unitaires pour valider le fonctionnement du code, intégration continue 16 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android



pour détecter des anomalies, tests fonctionnels pour valider la conformité aux besoins, livraisons fréquentes…, autant de pratiques qui rendent plus aisées les adaptations éventuelles, sans attendre le terme du projet. Courage : le courage est nécessaire aussi bien chez le client que chez les développeurs. Pour mener à bien un projet XP, le client doit avoir le courage de donner un ordre de priorité à ses exigences, de reconnaitre que certains de ses besoins ne sont pas toujours très claires. Le développeur doit aussi avoir le courage de modifier l’architecture même si le développent est déjà bien avancée, de jeter du code existant et d’accepter qu’il est parois plus rapide et efficace de réécrire une portion de code à zéro plutôt que de bricoler du code existant.

4. Rapid Application Development (RAD) RAD n’est pas à proprement parler une méthode agile, mais c’est une approche (semi)itérative incrémentale préconisant un usage intensif des techniques de communication facilitée.

5. Scrum Les valeurs mises en avant par Scrum sont les suivantes : 





Transparence : La transparence garantit que tous les indicateurs relatifs à l’état du développement sont visibles par tous ceux qui sont intéressés par le résultat du produit. Non seulement la transparence pousse à la visibilité mais ce qui est rendu visible doit être bien compris ; cela signifie que ce qui est vu est bien le reflet de la réalité. Par exemple, si un indicateur annonce que le produit est fini (ou une partie seulement du produit), cela doit être strictement équivalent à la signification de fini définie par l’équipe. Inspection : Les différentes facettes du développement doivent être inspectées suffisamment souvent pour que des variations excessives dans les indicateurs puissent être détectées à temps. Adaptation : Si l’inspection met en évidence que certains indicateurs sont en dehors des limites acceptables, il est probable que le produit résultant sera également inacceptable si on ne réagit pas ; le processus doit donc être ajusté rapidement pour minimiser les futures déviations.

Une étude de ces différentes méthodologies révèle qu’elles ont un tronc commun, mais elles se différencient par leur degré de formalisme, les revues, le rythme du projet, le nombre et la longueur des itérations et à la taille de projets. Après cette étude comparative notre choix s’est focaliser sur deux méthode Scrum et XP, mais nous avons choisi XP puisque la qualité principale de cette dernière est la simplicité de plus cette méthode privilégie une équipe autonome, malgré que nous n’avons pas respecté une caractéristique fondamentale de XP qui est le travail en binôme, ce qui n’est le cas avec notre projet, puisqu’il est réalisé par un seul développeur.

3. Choix de la méthodologie : Mobile D Tandis que beaucoup de méthodes agiles ont été présentées, aucune d’elles n’est 17 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android spécifiquement visée pour le développement mobile et surtout pour notre cas. Mobile-D est une approche agile pour l’équipement mobile qui est basé sur XP (eXtrême Programing), la méthodologie Crystal (Scalability) et Rational Unified Proces (Assurance de cycle de vie). Elle est conçue pour rencontrer les caractéristiques spécifiques de développement de l’application mobile et le standard de qualité de l’industrie. Le travail de développement est divisé en différentes phases qui sont l’exploration, initialisation, production, stabilisation, et test et correction du système. Il se dégage de ce qui précède que nous allons suivre la méthodologie XP (eXtreme Programing) qui est un processus de développement logiciel agile. XP propose un cycle de développement itératif incrémental, qui fusionne les trois phases de conception, de réalisation et de test pour chaque itération du logiciel à réaliser. En faisant la combinaison des avantages des trois méthodes, Mobile-D satisfait les caractéristiques du développement requis, Cela est représenté dans le tableau 3 suivant : Caractéristiques de Rational Mobile-D Changement élevée En raison du changement élevé des d’environnement exigences, on a besoin de l’approche de développement incrémental et itératif Petite équipe de Les petites équipes peuvent réagir développement plus rapidement, partager l’information, peu de documentation est nécessaire

Logiciel Mobile

Incertitude élevée, environnement dynamique: Centaines de nouveau de téléphones portables sont fabriqués chaque année Majorité de logiciel mobile sont développés par micro (<10) ou moyennes (<250) entreprises, La taille de l’équipe est souvent inférieure à 20 personnes Client identifiable Pour éviter le malentendu Nombre potentiellement illimité d’affaires d’utilisateur. Client d’affaires plus facile à identifier, par exemple distributeur Environnement de Flexible, extensive, etc… Utilise souvent Java et C++ développement d’objet orienté Non sécurité Les échecs ne causent pas la perte Majorités de logiciel mobile existant critique des vies sont pour le but de divertissement. Les équipement mobiles sont non fiables Logiciel de niveau Les grands systèmes embarqués Tandis que les systèmes mobiles sont d’application exigent la communication étendue complexes et fortement dépendants, les et mécanismes de vérification. applications mobiles peuvent être applications autonomes Petit système Moins de conception d’Up front La taille des applications mobiles varie, requise mais généralement elles sont moins que 10.000 lignes de code Cycle de Pour les buts de la rétroaction Les cycles de développement varient. En développement rapide général, les applications mobiles court peuvent être développés de 1 à 6 mois Tableau 3 - Caractéristiques du Mobile-D

18 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

II. Identification des acteurs L’acteur de notre Système Intelligent (Robot) s’intercale entre 3 types d’utilisateurs selon l’environnement d’exploitation, soit les entreprises (principalement industrielles) ou les personnes physiques pour des besoins personnelles, ou les établissements de Recherche (Universités, Laboratoires,…). Ces utilisateurs jouent presque le même rôle ce qui nous permet de dire que notre application n’a qu’un seul acteur qu’on l’appelle dorénavant UTILISATEUR.

III. Spécification fonctionnelle Nous commençons par présenter la vision et le use case général de notre projet puis nous découpons le projet sous forme de scénarios.

1. Vision du produit Pendant les premières réunions avec le responsable à ESPRITEC (Equipe ESPRIT Mobile) nous avons discuté les différents côtés de notre projet ce qui nous a permis de définir l’énoncé du problème, l’impact de la problématique, ce que permet le produit, et la position du produit à réaliser dans son environnement et par rapport à l’existant, comme montré dans les deux tableaux suivants: Le problème Affecte L’impact du problème est Une solution réussite permettrait

d’intégration de solutions intelligentes dans le monde réel en utilisant l’intelligence logicielle disponible(Android). les milieux domotiques, industriels, … manipulation délicate et trop de temps perdu pour interagir avec le milieu quotidien d’une façon automatisée une manipulation plus raffiné des fonctionnalités à assurer par le système intelligent, une interaction efficace avec le monde extérieur Tableau 4 - Définition du problème

Pour Type de produit Qui permet A la différence de

ESPRITEC ROBOT(Hardware) + 2 applications mobiles. d’assurer différentes types de fonctionnalités comme l’exploration, la sécurité, la surveillance, la réaction intelligente. les systèmes embarqués existants, Limité en fonctionnalités, Programmables généralement en langage bas niveau, et ne communique pas avec les moyens disponibles pour tout le monde (Smartphone, Tablet, Navigateur Web). Tableau 5 - Position du produit

19 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

2. Besoin fonctionnels a. Explorer un lieu Le ROBOT doit être explorateur, il doit être doté de capacités de déplacement, dans les différentes directions y inclut les rotations à gauche et à droite, l’utilisateur doit être capable de le faire déplacer à volonté et à distance.

b. Récupérer le Streaming Vidéo L’application de commande doit récupérer le streaming vidéo à partir de la caméra du ROBOT, pour permettre à l’utilisateur de le visualiser directement.

c. Détecter un obstacle Le ROBOT doit être capable de détecter un obstacle à une portée définie, et de l’éviter, en donnant en temps réel des indications sur la distance qui le sépare de cet obstacle.

d. Détecter une fuite de gaz Le ROBOT doit être capable de détecter le niveau de gaz (type à définir après) dans l’air, et de lancer une alarme lorsqu’il détecte une fuite et un niveau élevé.

e. Lancer une Alerte en cas d’urgence Le ROBOT doit être capable d’activer une alerte et d’envoyer des notifications par les moyens disponibles (Email/SMS) en cas d’urgence.

f. Avoir l’état du Robot L’utilisateur sera capable de récupérer un ensemble d’information concernant l’état actuel du ROBOT, soit le niveau du signal wifi, le niveau de batterie, les 3 axes du ROBOT dans l’espace pour détecter les inclinaisons, la géolocalisation etc...

3. Besoin non fonctionnels a. Ergonomie L’application de commande doit respecter les standards de l’interfaçage Homme-Machine, en offrant à l’utilisateur une interface ergonomique et une bonne expérience d’utilisation. L’apparence de cette interface est principalement caractérisée par des composants, des formes, des couleurs et la disposition des éléments.

b. Contraintes techniques et matérielles La partie technique et matérielle du ROBOT doit être adaptée aux besoins du projet et doit être totalement contrôlable et gérable via la partie logicielle et d’une façon transparente à l’utilisateur. 20 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

c. Contraintes d’utilisation L’interface utilisateur doit être simple et facile à comprendre pour que l’utilisateur puisse bénéficier des fonctionnalités du système.

d. Contraintes de performance Le temps de réponse de tout le système doit être acceptable pour une utilisation en temps réel. Le système doit être stable et sûr.

e. Automatisation partielle Le système doit être d’une façon partielle automatisé, dans la communication ROBOT-Utilisateur et inversement, et dans les différentes parties de détection.

f. Maintenabilité Les différents modules développés du système doivent être faciles à maintenir. Pour cela, le code doit être lisible et bien structuré. Nous devons respecter les standards de codage concernant par exemple les noms des attributs et des variables, les noms des méthodes ainsi que la disposition des commentaires.

4. Cas d’utilisation généraux Pour avoir une vue globale sur les grandes lignes de notre système, les spécifications générales sont synthétisées sous la forme du diagramme UML des cas d’utilisation de la figure 3-17 : ce schéma résume les actions que peut effectuer l’utilisateur du projet.

Figure 14 - Cas d’utilisation généraux du projet

21 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

Cas d’utilisation 1: Explorer un lieu L’utilisateur sera capable de déplacer le ROBOT à distance, directement à travers une interface dédiée équipée avec les composants nécessaires, une certaine communication avec le ROBOT sera établie au préalable, puis les commandes de déplacements seront envoyés instantanément au ROBOT, qui se charge de la réception des commandes, du traitement, et de l’exécution des ordres. La possibilité d’orienter la caméra du ROBOT pour visionner une certaine zone précise aussi entre dans cette idée d’explorer des lieux.

Cas d’utilisation 2 : Récupérer le Streaming Vidéo Le ROBOT se charge d’enregistrer en temps réel une partie du flux vidéo depuis la caméra, l’envoyé à l’application de commande, et ainsi de suite.

Cas d’utilisation 3 : Récupérer la distance à un obstacle L’utilisateur doit avoir la possibilité de récupérer à tout moment la distance à l’obstacle le plus proche directement sur l’interface de commande. Le ROBOT se charge d’activer, stabiliser le capteur et d’exécuter à tout moment cette fonctionnalité, une possibilité de prendre une décision si la distance calculée est moins d’une certaine valeur.

Cas d’utilisation 4 : Afficher le niveau de gaz L’utilisateur doit avoir la possibilité de récupérer à tout moment le niveau de gaz directement sur l’interface de commande. Le ROBOT se charge d’activer, stabiliser le capteur et d’exécuter à tout moment cette fonctionnalité, et d’être en mode écoute s’il y aura un changement dans le niveau de gaz.

Cas d’utilisation 5 : Activer une Alerte Email/SMS En cas d’urgence le ROBOT peut envoyer des alertes SMS/Email à un correspondant et lancer une alerte sonore

Cas d’utilisation 6 : Récupérer l’état du ROBOT L’utilisateur peut recevoir un ensemble d’information depuis le ROBOT : Afficher l’orientation du ROBOT : cette information est obtenu directement depuis l’accéléromètre intégré dans le Smartphone du ROBOT, cette information nous donne une indication sur l’inclinaison du ROBOT, l’activation de la géolocalisation sera aussi disponible en OUTDOOR. Afficher l’état du signal WIFI : cette information est primordiale pour l’utilisateur pour garder la connectivité au ROBOT, une fois le signal est faible, une alerte sera affichée à l’écran directement et avant la coupure de connexion. 22 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android Afficher l’état de la batterie : elle permet à l’utilisateur de connaitre le pourcentage de batterie du ROBOT et de savoir une approximation du temps restant avant l’alimenter.

IV. Cas d’utilisations Détaillés Cette section sera consacrée à la présentation des cas d’utilisations principales.

1. Le 1er Cas- Explorer un lieu

Figure 15 – Cas d’utilisation - Explorer un lieu

Ce diagramme représente les différents aspects de ce que nous appelons exploration des lieux, que nous présentons dans ce tableau : Cas d’utilisation n°

001

Nom

Explorer un lieu

Acteur

Utilisateur Permettre de déplacer librement le Robot et explorer un lieu bien déterminé.

Description Pré-Conditions

Post-Conditions



ROBOT alimenté et activé,



connexion avec la partie commande établie

1.

Commander le ROBOT à distance pour le faire déplacer en avant/arrière, le faire tourner à gauche/droite

N/A

Scénario nominal

Scénario Alternatif

N/A

Exception

Erreur de connexion : 

Le système s’arrête

Tableau 6 - Description du cas d'utilisation Explorer un lieu

23 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

2. Le 2ème Cas- Récupérer le Streaming Vidéo

Figure 16 - cas d'utilisation - Récupérer le Streaming Vidéo

Ce diagramme représente la fonctionnalité responsable de la récupération du streaming vidéo, le ROBOT sera équipé d’une caméra pour l’enregistrement vidéo, l’utilisateur doit avoir la possibilité de récupérer le streaming directement sur l’interface de commande et savoir exactement ce que le ROBOT filme en temps réel, ci-dessous la description : Cas d’utilisation n°

002

Nom

Récupérer le streaming vidéo

Acteur

Utilisateur

Description

Permettre de recevoir le streaming vidéo en temps réel depuis le ROBOT.

Pré-Conditions Post-Conditions



ROBOT alimenté et activé,



connexion avec la partie commande établie

1.

Activer la caméra du ROBOT, et l’envoi du streaming

2.

Activer la réception du streaming directement sur l’application de commande

N/A

Scénario nominal

Scénario Alternatif

N/A

Exception

Erreur de connexion : 

Le système s’arrête

Faible bande passante :  Temps de latence plus grand Tableau 7 - Description du cas d'utilisation Récupérer le streaming vidéo

24 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

3. Le 3ème Cas- Détecter un obstacle

Figure 17 - Cas d'utilisation – Détecter un obstacle

Ce diagramme représente la fonctionnalité de détecter un obstacle à proximité et calculer la distance qui le sépare au ROBOT, on trouve une description de ce cas ci-dessous : Cas d’utilisation n°

003

Nom

Récupérer la distance

Acteur

Utilisateur

Description

Permettre à l’utilisateur d’afficher la distance qui sépare le robot à un obstacle.

Pré-Conditions Post-Conditions



ROBOT alimenté et activé,



Capteur bien fonctionnel

1.

Détecter l’obstacle

2.

Mesurer la distance

3.

Eviter l’obstacle à une distance déterminée

N/A

Scénario nominal

Scénario Alternatif

N/A

Exception

Erreur de connexion :  Pas de récupération de valeur Tableau 8 - Description du cas d'utilisation Récupérer la distance

25 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

4. Le 4ème Cas- Détecter une fuite de gaz

Figure 18 - Cas d'utilisation - Détecter une fuite de gaz

Ce diagramme représente la fonctionnalité de calculer le niveau de Gaz dans l’air autours du ROBOT et détecter s’il y a une fuite ou non, ci-dessous une description détaillée : Cas d’utilisation n°

004

Nom

Récupérer le niveau de gaz

Acteur

Utilisateur

Description

Permettre à l’utilisateur d’afficher le niveau de gaz autour détecté par le ROBOT.

Pré-Conditions Post-Conditions



ROBOT alimenté et activé,



Capteur bien fonctionnel

1.

Détecter le niveau de Gaz

2.

Envoyer le niveau de gaz à l’application de commande

3.

Lancer une Alerte en cas d’urgence

N/A

Scénario nominal

Scénario Alternatif

N/A

Exception

Erreur de connexion :  Pas de récupération de valeur Tableau 9 - Description du cas d'utilisation récupérer le niveau de gaz

26 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

5. Le 5ème Cas- Récupérer l’état du ROBOT

Figure 19 - Cas d'utilisation - Récupérer l’état du ROBOT

Ce diagramme présente la fonctionnalité de récupérer un ensemble d’informations et d’indicateurs qui nous donne plus de détail sur l’état du ROBOT lorsqu’il est actif, ci-dessous une description détaillé de ce cas: Cas d’utilisation n°

005

Nom

Récupérer l’état du ROBOT

Acteur

Utilisateur

Description

Récupérer un ensemble d’information qui représente les caractéristiques actuelles du ROBOT comme le niveau du signal, le niveau de batterie etc.

Pré-Conditions Post-Conditions



ROBOT alimenté et activé,



Détection de gaz activée

1.

Récupérer automatiquement toutes les informations sur l’interface utilisateur.

N/A

Scénario nominal Scénario Alternatif

N/A

Exception

Pas de service GPS/internet disponible:

 Pas d’envoi d’information Tableau 10 - Description du cas d'utilisation récupérer l'état du ROBOT

27 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

V. Diagramme de séquence système Pour avoir une vue séquentielle globale sur les principales fonctionnalités de notre système, on présente de diagramme de séquence système dans la figure 15 :

Figure 20 - Diagramme de séquence système

Ce diagramme montre l’interaction de façon séquentielle entre l’acteur et le système. Une première connexion doit être établie, une fois la connexion est effectuée, l’utilisateur peut sélectionner une action à faire, lorsqu’il aura l’interface principale. La fonctionnalité explorer un lieu consiste à faire déplacer le ROBOT dans les directions voulues librement que ce soit en avant, arrière ou en tournant à gauche et droite, les commandes seront envoyées à l’objet Daemon qui va exécuter ces taches directement sur le ROBOT. La fonctionnalité de surveiller une zone se base essentiellement sur le fait que l’utilisateur peut recevoir le streaming vidéo directement sur l’application de commande. Récupérer la distance à l’obstacle et le niveau de Gaz constituent aussi des fonctionnalités prêtes à utilisés via des interfaces utilisateurs ou celui-ci peut recevoir la distance au obstacle ainsi que le niveau de gaz en air, une action sera effectuée si le niveau de gaz ou la distance atteint un niveau prédéfini.

28 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

VI. Diagrammes de Séquence détaillés Dans cette partie nous présentons une étude dynamique du projet en se basant sur les diagrammes de séquence détaillés

1. Diagramme de séquence 1– Déplacer le ROBOT

Figure 21 - Diagramme de séquence – Déplacer le ROBOT

Ce diagramme de séquence représente les différentes étapes établies afin de mettre le ROBOT en mouvement, le système sera divisé en modules actives comme suit : 

Application 1 : elle représente l’application de commande qui représente l’interface utilisateur d’une part et le lien sans fil avec le ROBOT d’autre part.  Application 2 : elle représente l’application résidente qui contrôlera le ROBOT réellement elle fait le lien entre l’application de commande et la carte IOIO  Carte IOIO : elle représente l’interface entre l’application Android 2 et tous les composants électroniques, dans ce cas les moteurs DC et les circuits associés qui seront détaillés dans le chapitre réalisation  Moteurs DC : représentent les composants électroniques qui seront activés/désactivés via la carte IOIO L’utilisateur doit entrer l’adresse IP du ROBOT pour pouvoir se connecter, l’application 1 tente d’établir la connexion avec l’application 2, une fois la connexion est établie, il y aura l’activation de la carte IOIO, et l’interface de commande principale sera affichée à l’utilisateur. 29 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android L’utilisateur sera capable de commander le ROBOT à l’aide d’un Joystick, le faite de bouger le Joystick va générer un ensemble de commandes suivant le sens, qui seront envoyées à l’application 2 qui reçoit ces commandes, les traites, puis les transformer en commandes compréhensibles par la Carte IOIO, une fois les données sont envoyés à cette carte, elle se charge de générer des signaux de commandes vers les différents moteurs. Lorsque l’utilisateur relâche le Joystick, l’application 1 envoi une commande spéciale d’arrêt à l’application 2 qui envoi de même une commande à la carte IOIO pour arrêter immédiatement les moteurs.

2. Diagramme de séquence 2– Surveiller un lieu

Figure 22 - Diagramme de séquence – Surveiller un lieu

Ce diagramme de séquence représente les différentes étapes et possibilités pour assurer la fonctionnalité de surveiller un lieu, le système sera divisé en modules actives de la même façon comme dans le diagramme précédent. La partie connexion est nécessaire pour pouvoir établir la suite des actions. L’utilisateur sera capable d’activer la caméra du Smartphone situé dans le ROBOT, suite à cette action l’application 2 se charge de lancer la caméra et d’envoyé le streaming en retour 30 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android à l’application 1 dans laquelle l’utilisateur peut visualiser ce flux directement dans l’interface de commande. L’utilisateur peut aussi orienter la caméra suivant deux axes, Pan(gauche/droite) et Tilt(haut/bas), ces deux fonctions seront bien accessible à tout moment via l’interface de commande à l’aide de deux composants sous forme de ‘SeekBar’ qui seront détaillés dans le chapitre réalisation, la manipulation de ses deux composants génèrent des commandes qui seront envoyés à l’application 2 qui à son tour traite ces commandes et l’état actuel de la caméra et décide ou non et avec quel angle de changer l’orientation de la caméra. Le changement de l’orientation de la caméra peut s’effectué aussi bien dans le cas où le ROBOT est en arrêt que lorsqu’il est en mouvement. Comme option l’utilisateur peut prendre des snapshots directement via la caméra du ROBOT, et ces photos seront sauvegardées dans un emplacement spécifique dans le Smartphone 2.

3. Diagramme de séquence 3– Détecter un Obstacle

Figure 23 - Diagramme de séquence – Détecter un Obstacle

Ce diagramme de séquence montre le déroulement de la détection d’obstacle assurée par le ROBOT, le système sera divisé en modules actives de la même façon comme dans le diagramme précédent. 31 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android La partie connexion est nécessaire pour pouvoir établir la suite des actions. L’utilisateur aura la possibilité d’afficher la distance qui sépare le ROBOT au premier obstacle sur son chemin, une commande sera envoyé à l’application 2 qui se chargera d’activer le capteur de proximité utilisé via la carte IOIO, le capteur donc va être en fonction il va envoyer les informations sur la distance calculée à la carte IOIO qui va à son tour traiter et envoyer ces informations à l’application 2. Au niveau de l’application 2, elle va envoyer ces informations à l’application 1 qui va visualiser des valeurs compréhensibles pour l’utilisateur, selon les valeurs reçues par l’application 2 un certain traitement va s’effectuer pour décider si elle va réagir ou non, dans le cas où ces valeurs sont dans une certaine portée qui sera détaillée dans le chapitre réalisation, elle va ordonner à la carte IOIO pour exécuter une ou un ensemble d’action pour éviter un choc avec l’obstacle, les moteurs vont changer la direction vers la droite ou gauche. Le type de capteur de proximité et son fonctionnement vont être détaillés dans le chapitre réalisation.

4. Diag.de séquence 4 – Détecter une fuite de Gaz

Figure 24 - Diagramme de séquence – Détecter une fuite de Gaz

Ce diagramme de séquence montre le déroulement de la détection d’une fuite de gaz assurée par le ROBOT, le système sera divisé en modules actives de la même façon comme dans le diagramme précédent. 32 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android La partie connexion est nécessaire pour pouvoir établir la suite des actions. L’utilisateur aura la possibilité d’afficher le niveau de gaz dans l’air dans la pièce où se situe le ROBOT, une commande sera envoyé à l’application 2 qui se chargera d’activer le détecteur de gaz via la carte IOIO, le détecteur donc va être en fonction il va envoyer les informations sur la concentration du gaz calculée dans l’air à la carte IOIO qui va à son tour traiter et envoyer ces informations à l’application 2. Au niveau de l’application 2, elle va envoyer ces informations à l’application 1 qui va visualiser des valeurs compréhensibles pour l’utilisateur, selon les valeurs reçues par l’application 2 un certain traitement va s’effectuer pour décider si elle va réagir ou non, dans le cas où ces valeurs sont au-delà de la valeur normale et présentent un danger, elle va ordonner à la carte IOIO pour exécuter une Alerte qui sera envoyé directement à l’utilisateur. Le type de gaz et le fonctionnement du détecteur vont être détaillés dans le chapitre réalisation.

VII. Maquettes 1. Maquette du ROBOT

Figure 25 - Maquette du ROBOT

Suivant notre besoin essentiel et notre vision sur le produit à réaliser, nous dessinons grossièrement une maquette du futur ROBOT. Pour ce faire nous modélisons deux vues pour aboutir à la figure 16. Ces deux vues présentent la squelette générale du ROBOT, composée d’une tête qui va 33 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android contenir essentiellement un Smartphone Android équipé d’une caméra, une connectivité Wifi, un accéléromètre, un dispositif GPS, et qui constitue le cerveau du ROBOT et la partie intelligente contenant la deuxième application qui assure la réception des commandes issues de l’application de commande, et assure aussi l’interfaçage avec tous ce qui est électronique pour exécuter ces commandes convenablement, l’application est responsable de la capture vidéo à partir de la caméra, la capture des différentes signaux à partir des différents composants du ROBOT, le traitement de ces informations et l’exécution des actions appropriés. La tête du ROBOT est liée au corps via un mécanisme mobile qui permettra un certain degré de rotation et d’inclinaison qu’on détaillera dans le chapitre Réalisation. Le corps du ROBOT est composé d’une plateforme de déplacement composée essentiellement de 4 roues avec deux chaines, une partie électronique qui va contenir la carte IOIO, les capteurs, l’alimentation et les autres circuits nécessaires.

2. Maquette de l’application de commande

Figure 26 - Maquette de l’interface principale de l’application de commande

L’application de commande se présente sous la forme d’une interface principale, avec des widgets, boutons et autres contrôles découpée en cinq zones organisées comme suit : 

En haut un menu qui contient 4 Tabs représentants un Tab pour le niveau de batterie, un Tab pour la distance au premier obstacle, un Tab qui affiche le niveau de gaz et un autre Tab pour afficher les coordonnées d’orientation du ROBOT dans l’espace. 34 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android 

 



À gauche deux bulles qui permettent à l’utilisateur de savoir le niveau du signal et le niveau de la luminosité si elle est disponible, un Pad/Joystick principal de commande qui va permettre de déplacer le ROBOT. Au milieu une grande interface qui représente un afficheur du streaming Vidéo reçu à partir du ROBOT. À droite, deux éléments qui affichent les alertes qui correspondent à la faiblesse du signal Wifi ou à une erreur de connexion avec le ROBOT, un Widget qui donne une indication sur la vitesse du ROBOT. En bas, un ensemble de commande pour activer/désactiver le Streaming vidéo, le déplacement de la caméra, le flux audio

Pour donner un aspect familier à notre application de commande nous avons choisi d’adopter le « look and fée» d’une sorte d’interface de jeu ou d’un tableau de bord ou panneau de commande unique qui va contenir la quasi-totalité des fonctionnalités.

Conclusion La spécification des besoins nous a permis d’avoir une vision plus claire du sujet et une compréhension plus profonde des tâches à réaliser. Elle mène également à prévoir les problèmes à rencontrer et chercher les solutions permettant de les contourner. Nous avons essayé tout au long de ce chapitre de bien présenter les besoins fonctionnels et non fonctionnels du sujet et les différents scenarios d’utilisation de l’application. Ces scenarios vont être la base sur laquelle nous allons concevoir et réaliser notre projet, ces deux phases seront détaillées dans les deux chapitres qui suivent.

35 Spécifications et analyse des besoins

Robot à base d’Android

4. CONCEPTION Introduction Nous consacrons ce chapitre à la présentation de l’architecture et de la conception de notre projet. Nous commençons par décrire l’architecture de notre application principale à travers les différentes vues dynamiques à travers le diagramme de séquence objets, ainsi qu’un diagramme d’activités global et un diagramme de de classe qui va jeter un coup d’œil sur les différentes entités du projet. Ensuite, nous décrivons la conception de la structure technique du ROBOT, par plusieurs schémas explicatifs, représentant les différents composants matériels qui seront choisis et bien détaillés dans le chapitre suivant.

I. Diagramme de séquence objets Pour avoir une vue séquentielle globale sur les principales fonctionnalités de notre système, on présente de diagramme de séquence système dans la figure 27 :

Figure 27 - Diagramme de séquence objets

36 Conception

Robot à base d’Android Ce diagramme montre l’interaction de façon séquentielle entre les 6 Objets principaux du scénario et l’acteur, ces objets représentent les classes principales de l’application de commande et les classes principales de l’application Daemon coté ROBOT. Une première connexion doit être établie entre les deux applications, pour que l’utilisateur puisse sélectionner une action à faire via l’interface qui sera affichée.

II. Diagramme d’activités Dans cette partie nous présentons le diagramme d’activité lié à tout le système

Figure 28 - Diagramme d'activités

Selon ce diagramme on remarque que notre système est multitâche, il offre un ensemble de possibilités qui sont tous accessible via une seule interface principale de commande, qui est le moyen de communication entre l’utilisateur et le ROBOT. L’interface de commande est toujours en action que ce soit lors de réception des données ou lors d’envoi des commandes ou même lorsque elle est en écoute car à tout moment elle assure la connectivité au ROBOT et reste prête à n’importe quel action ou notification L’utilisateur sera capable de commander le ROBOT à l’aide d’un Joystick, le faite de bouger le Joystick va générer un ensemble de commandes suivant le sens, qui seront envoyées à l’application 2.

37 Conception

Robot à base d’Android

III. Diagramme de Classe On présente ici le diagramme de classe du système développé :

Figure 29 - Diagramme de Classe

Le diagramme de classes est un schéma statique. Il représente le point de vue statique d'une application, il est non seulement utilisée pour visualiser, décrire et documenter les différents aspects d'un système, mais aussi pour la construction de code exécutable de l'application logicielle. Il décrit les attributs et les opérations d'une classe et aussi les contraintes imposées au système. Le diagramme de classe de notre projet montre deux grandes parties qui représentent chacune une application séparée. La première application nommée application de commande est celle qui va être disponible pour l’utilisateur pour commander et gérer le ROBOT, une de ses classes importantes est la classe Client_Thread qui va se charger d’établir et de maintenir la connectivité avec sa correspondante dans la deuxième application Server_Thread. La deuxième application nommée Application Daemon pour dire qu’elle est résidente dans le ROBOT et elle fonctionne sans intervention humaine directe, elle fonctionne en 38 Conception

Robot à base d’Android permanence dès que le ROBOT est mis sous tension. Elle se compose d’un nombre plus grand de classes parmi lesquelles on cite la classe IOIO_Thread_Connection qui se charge de la communication avec la carte IOIO en utilisant la bibliothèque IOIO Lib.

Conclusion La conception détaillée nous a permis d’avoir une vision plus précise sur le sujet et une compréhension plus profonde des tâches à réaliser. Elle mène également à prévoir les besoins matérielles et logicielles nécessaires pour atteindre l’objectif. Nous avons essayé tout au long de ce chapitre de bien présenter les différents diagrammes conceptuels du projet. Ces diagrammes vont être la base sur laquelle nous allons réaliser notre projet, cette phase sera détaillée dans le chapitre suivant.

39 Conception

Robot à base d’Android

5. REALISATION Introduction Ce chapitre constitue le dernier volet du rapport de notre projet de fin d'études. Il a pour objectif d'exposer le travail achevé. Pour ce faire, nous avons divisons la réalisation en deux grandes parties, la réalisation logicielle qui va contenir tous le travail effectué au niveau de développement des deux applications, la deuxième partie est la réalisation matérielle qui va décrire les différentes phases de construction du ROBOT. Enfin, nous clôturons ce chapitre par la présentation du chronogramme des taches réalisées et des défis relevés.

I. Réalisation Logicielle Dans cette partie nous allons présenter l’environnement du travail, les différentes phases de développement des applications, et le résultat obtenu.

1. Environnement de travail Chaque développeur doit choisir un environnement de développement constitué généralement par un IDE, et quelques autres outils et logicielles.

1. Eclipse Eclipse est un environnement multi-langage de développement comprenant un environnement de développement intégré (IDE) et un plug-in extensible système. Il est écrit principalement en Java et peut être utilisé pour développer des applications en Java et, par le biais de divers plug-ins, autres langages de programmation, y compris Ada, C, C + +, COBOL, Perl, PHP, Python, Ruby.

2. SDK Android Android SDK est indispensable pour développer sous Android, c’est un kit de développement crée pour être intégré dans un IDE, il offre un ensemble d’outils nécessaire pour le développement et le test comme le ADT, le compilateur, l’émulateur, le DDSM …

Figure 30 - Logo Eclipse

1. IOIO Lib IOIO Lib est une bibliothèque Android spéciale crée par le constructeur de la carte IOIO, qui permet à l’application Android de contrôler la carte IOIO. Elle expose un ensemble d'interfaces Java, couvrant les différentes fonctions de la carte. Elle offre un ensemble de 40 Réalisation

Robot à base d’Android classes et méthodes qui servent à communiquer avec les différents pins de la carte, d’autres méthodes servent à changer la fréquence ou la pulsation d’un tel pin. Lorsqu’on génère l’application, IOIOLib s’intègre dans la cible .apk, afin que l’application soit autonome et ne nécessite aucune installation supplémentaire sur le Smartphone Android qui l'exécute.

2. Fritzing1 Fritzing est un logiciel libre d'édition de circuit électronique ou circuit imprimé. Il est possible de compléter sa bibliothèque de composants. Chaque composant est défini à l'aide de 3 éléments : l'image du composant, qui peut être réalisée à partir d'une image, le symbole du composant et la représentation du composant sur le circuit imprimé (nombre et position Figure 31 - Logo Fritzing des pistes). Tout en étant un logiciel d'apparence simpliste, il possède malgré tous des fonctions d'exportation vers Eagle et Gerber, ainsi que les typon au format PDF et SVG. On va l’utiliser pour schématiser les différents montages du projet, ainsi que le montage complet de tout le ROBOT.

3. Photoshop CS5 Photoshop est un logiciel de retouche, de traitement et de dessin assisté par ordinateur édité par Adobe. Il est principalement utilisé pour le traitement de photographies numériques, mais sert également à la création d’images et de design. On l’utilise énormément dans notre application de Figure 32 - Logo Photoshop commande, pour créer presque tous les éléments graphiques allant du Joystick, les Tab personnalisés, les éléments flottant jusqu’au design général de l’interface et des bordures ainsi les autres besoins comme le SplashScreen et l’icône.

4. EGit (plugin) 2 Git est un logiciel de gestion de versions décentralisé. C'est un logiciel libre créé par Linus Torvalds, et distribué selon les termes de la licence publique générale GNU version 2. EGit est une interface écrite en Java, puis une extension git pour Eclipse, elle permet toutes les opérations de SVN.

5. Dropbox 3

Figure 33 - Logo GIT

Dropbox est un service, sécurisé, de stockage et de partage de fichiers dans le Cloud.

2. Développement

Figure 34 - Dropbox logo

On va diviser cette section en deux parties chacune corresponde à une application, on va 1

http://fritzing.org/ http://www.eclipse.org/egit/ 3 http://www.dropbox.com/ 2

41 Réalisation

Robot à base d’Android détailler les phases de développement de chacune élément par élément étape par étape.

1. Application de commande Cette Application représente l’interface de commande principale pour l’utilisateur, à travers elle il peut contrôler et gérer le ROBOT.

 Phase 1 – Interface de connexion Cette interface représente le moyen avec lequel l’utilisateur peut insérer l’IP du ROBOT ainsi qu’un mot de passe en cas ou le ROBOT est sécurisé, une fois les paramètres sont insérer un clic sur le bouton OK va créer une socket réseaux de type TCP qui va tenter de trouver cette IP, une fois l’IP est trouvée et les trames sont envoyées l’autre application va traiter le mot de passe s’il Figure 35 - Interface de connexion est validé elle va ouvrir un canal de communication sur le port 81, et elle va répondre par un message de confirmation, ce message va permettre d’afficher l’interface de commande à l’utilisateur et le laisser contrôler le ROBOT. Dans l’autre cas la fenêtre de connexion s’affiche une autre fois pour signaler que les paramètres sont incorrects.

 Phase 2 – Système de déplacement Cette fonctionnalité de base est assurée à l’aide d’un Joystick conçu spécialement pour cette tâche, il est composé d’un élément mobile qui sera sensible à la touche, cet élément peut varié dans un rayon limité par rapport au centre fixe, le centre de cet élément est repéré par un point, chaque point est caractérisé par un x et un y, ils représentent deux coordonnées par rapport au centre, selon leurs valeurs, une variable qui s’appelle commande Figure 36 - Joystick de déplacement initialisé à STOP va contenir une certaine chaine de caractères de cette liste : NORD, NORD-EST, EST, SUD-EST, SUD, SUD-OUEST, OUEST, NORD-OUEST et STOP. Une fois la variable change de valeur elle sera immédiatement envoyée via un canal UDP à l’application au côté ROBOT.

 Phase 3 – Streaming de la caméra Dans l’interface principale au milieu on trouve une grande zone dédiée pour l’affichage du flux vidéo issu de la caméra du ROBOT, le principe est plutôt compliqué, l’application situé au niveau du ROBOT lance la caméra en mode visualisation et pas enregistrement, une fois la caméra est en fonction, l’application fais une capture successive d’images et Figure 37 - Zone d'affichage du streaming

42 Réalisation

Robot à base d’Android enregistre cet ensemble d’images dans un "buffer" comme le cas d’une vidéo classique, pour envoyer tous ces images d’une manière fluide et pour ne pas encombré le canal déjà établie entre les deux partie, on a trouvé une solution qui se résume dans la création d’un petit serveur Web au niveau de l’application Daemon, ce serveur va fonctionner sur le port 80 pour ne pas augmenter le débit sur l’autre port déjà ouvert, il assure la disponibilité d’une page contenant une image pris chaque 0.2 sec à partir du buffer, et de l’autre part l’application de commande va récupérer cette image du serveur et rafraichir la zone d’affichage avec une fréquence supérieure à la fréquence d’envoi, avec cette méthode en gagne en bande passante , aussi on gagne au niveau de la rapidité d’exécution des commandes sans avoir penser à la taille du flux reçu.

 Phase 4 – Mécanisme d’orientation de la caméra Cette fonctionnalité permet de tourner la caméra (Smartphone) à gauche ou à droite, l’incliner en haut ou en bas, l’application de commande comporte 2 SeekBars, une horizontale située en bas de la zone de streaming, et une verticale située à droite de la même zone, elles sont directement opérationnelles par l’utilisateur qui peut déplacer sont doit directement pour Figure 38 - SeekBars tourner la caméra dans la direction voulue, une fois la valeur de l’un des SeekBars change, une commande sera directement envoyée au ROBOT en indiquant la valeur de changement selon cette valeur le résultat sera un mouvement angulaire de la caméra.

 Phase 5 – Niveau de Gaz Pour avoir le niveau de gaz actuel, nous avons développé cette interface qui reçoit d’une façon continue les valeurs depuis le capteur de gaz situé dans le ROBOT et à travers l’application Daemon et la carte IOIO, les valeurs sont comprises entre 0 et 700 ppi, un indicateur du niveau dangereux indique si la valeur actuelle est acceptable ou non.

Figure 39 - Interface de détection de Gaz

 Phase 6 – Distance à l’obstacle Pour avoir la distance qui sépare le ROBOT au premier obstacle, nous avons développé cette interface qui reçoit d’une façon continue les valeurs depuis le détecteur de proximité situé dans le ROBOT et à travers l’application Daemon et la carte IOIO, la distance est affichée en centimètre.

 Phase 7 – Pourcentage de la batterie

Figure 40 - Interface de détection de distance

Cette fonctionnalité est réalisée à travers un circuit qui va calculer le pourcentage de la batterie restant ainsi que la valeur de la batterie du Smartphone situé dans le ROBOT, et ces valeurs sont reçues et affichées dans l’application de commande, on trouve aussi une estimation sur la durée restante.

Figure 41 - Interface d'affichage d'état de Batterie

43 Réalisation

Robot à base d’Android

 Phase 8 – Notifications de connexion Une fois on récupère l’état du signal wifi du ROBOT, on peut juger est ce que ce signal est bien acceptable pour maintenir la connexion ou non, dans le cas où ce signal devient faible une notification d’alerte s’affiche en indiquant un Warning, dans le cas où l’application détecte que la connexion wifi avec le ROBOT est coupée, une nouvelle alerte s’affiche indiquant une erreur, ces fonctions sont réalisées à travers des Thread qui tourne en Figure 42 - Notification de Background d’une façon continue. connexion

 Phase 9 – Orientation L’orientation du ROBOT est effectuée en recevant les 3 indicateurs de l’accéléromètre du Smartphone du ROBOT, un certain calcul se fait et on aura exactement ces valeurs, on peut juger sur la stabilité du ROBOT, ou l’inclinaison du terrain à travers ces indicateurs.

 Phase 10 – Caméra Move / ROBOT Speak

Figure 43 - Tab d'orientation

Caméra Move est une fonctionnalité optionnelle qui permet une deuxième méthode pour orienter la caméra du ROBOT directement à travers les indicateurs accéléromètre du Smartphone de commande, elle est encore en phase bêta mais elle peut servir pour les tests. ROBOT Speak est une fonctionnalité optionnelle, elle est une sorte de Talkie-Walkie entre le Smartphone de l’utilisateur et le ROBOT, une fois activée l’utilisateur peut parler directement au Smartphone, ce dernier à l’aide du microphone va récupérer la parole et l’application va envoyer ce flux audio vers l’autre application, un Haut-parleur au niveau du ROBOT servira pour diffuser le son.

 Phase finale – Application Complète Ci-dessous les interfaces finales de l’application de commande :

Figure 44 - écran 1 - Interface de connexion

44 Réalisation

Robot à base d’Android

Figure 45 - écran 2 - Interface de commande

2. Application Daemon (démon) Cette Application représente la partie intelligente du ROBOT, elle offre tout un système autonome de contrôle, basée généralement sur des activités héritées de Thread, et d’autres hérités de Runnable, ce qui l’application prête à n’importe que action que ce soit provenant de la partie commande via des trame TCP ou UDP ou de la part des composants électroniques via la carte IOIO, nous détaillons ci-dessous les différentes phases de réalisation de cette application.

 Phase 1 –connexion C’est la deuxième partie de la même fonctionnalité de l’application 1, dès la mise sous tension du ROBOT l’application affiche son adresse IP, et ouvre un canal réseau d’écoute pour attendre l’autre application. Une fois la requête de demande de connexion arrive, l’application vérifie le mot de passe, et répond par une requête de confirmation, et ouvre un nouveau canal de communication dédié à la réception des commandes sur le Port spécifique 81, toutes les commandes reçues sont envoyées à une unité qui valide, traite et achemine les actions.

 Phase 2 – Streaming vidéo Nous avons déjà expliqué cette partie dans la première application, il reste à indiquer que cette application détecte les qualités disponible des images prises par la caméra, et affecte une qualité minimale mais pas inférieur à 320x480, pour que le traitement et le transfert sera un peu rapide et on aura un minimum de temps de latence sans avoir une différence niveau qualité d’affichage. Pour le serveur Web attribué dans l’application, il ouvre un canal de communication accessible depuis n’importe quel adresse du réseau, donc si on possède l’adresse IP du ROBOT, on peut suivre le streaming tout comme la personne qui commande le ROBOT. 45 Réalisation

Robot à base d’Android Les images successives sauvegardées dans un Buffer auront une taille maximale de 1024 Ko soit à peu près 10 images compressées de type JPEG, une fois le Buffer est plein il y aura automatiquement un écrasement de l’image la plus ancienne et ainsi de suite.

 Phase 3 – Déplacement du ROBOT Une fois l’utilisateur déplace le joystick dans une direction, l’application daemon reçoit une commande spécifique, cette commande est traitée pour distinguer est ce que il s’agit d’un mouvement vers l’avant (NORD) ou vers la droite (EST) ou autre … une fois la commande est identifiée, une suite d’action seront attribuées à chacun des 4 moteurs, suivant ce tableau : Moteur 1 Moteur 2 Moteur 3 Moteur 4 (avant -droit) (avant -gauche) (arrière -droit) (arrière - gauche) NORD Sens direct Sens direct Sens direct Sens direct NORD-EST STOP Sens direct STOP Sens direct EST Sens Inverse Sens direct Sens Inverse Sens direct SUD-EST STOP Sens Inverse STOP Sens Inverse SUD Sens Inverse Sens Inverse Sens Inverse Sens Inverse SUD-OUEST Sens Inverse STOP Sens Inverse STOP OUEST Sens Inverse Sens direct Sens Inverse Sens direct NORD-OUEST Sens direct STOP Sens direct STOP Tableau 11 – Commande des Moteurs

Pour ce faire l’application passe ces nouvelles commandes à une unité qui va les transformer en des ordres compréhensibles par la carte IOIO, du genre : activer tel Pin avec tel courant etc... RQ : suivant le tableau résultant et suivant des tests effectués, on peut utiliser juste deux moteurs pour déplacer le ROBOT, le M1 et le M2, on aura le même résultat mais une petite baisse de vitesse, par contre on gagne dans la consommation d’énergie, ça reste un choix pour le client final d’utiliser tant de moteurs qu’il en a besoin.

 Phase 4 –Orientation de la caméra Ce mécanisme est assuré par deux Servos Moteurs avec un bras constitué de deux ‘Braquets’ (supports métalliques), un pour assurer le PAN (panorama) et l’autre le TILT(inclinaison), une fois que l’application reçoit la commande elle traite la valeur, et la change en fréquence qu’elle l’envoi à la carte IOIO pour pouvoir commander le Servo Moteur voulu avec la valeur adéquate. Le premier Servo Moteur possède un angle d’action égale à 200° ce qui nous permet d’effectué une orientation de gauche à droite facilement, même on peut tourner avec un angle de 20° vers l’arrière. Le 2ème Servo Moteur possède un angle d’action plus limité de 120°, vu qu’il y aura des contraintes mécaniques dans son mouvement, il nous permet de s’orienter vers le Haut, vers l’avant (position par défaut) et une petite inclinaison vers le bas de 20°.

 Phase 5 – Détection de gaz La détection du Gaz s’effectue à l’aide d’un module qu’on a développé spécialement pour ça, il s’occupe de l’écoute active du Pin de la carte IOIO attaché au détecteur de Gaz, aussi il se 46 Réalisation

Robot à base d’Android charge de gérer la stabilité du capteur lors du démarrage, une fois le capteur détecte un niveau de gaz supérieur à la normale, il génère un signal électrique analogique, qu’il se passe par la carte IOIO, et selon sa puissance l’application traite cette information et donne directement les bonnes valeurs à la partie d’envoi qui se charge d’envoyer ces valeurs à l’application de commande où il seront directement visible dans la zone dédiée pour ça.

 Phase 6 – Détection d’obstacles La détection d’un obstacle s’effectue aussi à l’aide d’un module développé spécialement pour ça, il fait de l’écoute active du Pin de la carte IOIO attaché au capteur de proximité, le capteur choisit est un capteur Ultra-son il envoi et reçoit un signal ultrasonique chaque période (de l’ordre de 20 ms), selon la rapidité de la réception il estime avec une précision de 1 cm la distance qu’il le sépare à l’obstacle, il génère un signal électrique analogique, qu’il l’envoi à la carte IOIO, l’application traite cette information et donne directement des valeurs compréhensibles à la partie d’envoi qui se charge d’envoyer ces valeurs à l’application de commande où il seront directement visible dans la zone dédiée pour ça. Une fois la distance détectée est inférieure à une valeur prédéfinie (10 cm), le ROBOT s’arrête et change de direction vers la droite/gauche, ce mécanisme intelligent permet d’éviter les obstacles proches. On peut bien entendu exécuter n’importe quel action de type lancer une alarme ou suivre un certain trajet etc…

 Phase 7 – Récupération d’état de Batterie Pour récupérer l’état de la batterie du ROBOT, on a recourt à un circuit spécial qui détecte le pourcentage restant vis-à-vis la capacité totale, cette valeur est envoyé à la carte IOIO est sera lu à partir de l’application Daemon chaque intervalle de temps (5 min) on ajoute à cette valeur la valeur de la batterie du Smartphone, puis on envoie les deux à l’application de commande qui se charge de les afficher et d’estimer la durée restante.

 Phase 8 – Orientation du ROBOT On récupère les valeurs données par l’accéléromètre et la boussole (si elle est disponible) puis l’application traite ces informations avant de les envoyées à l’application de commande

 Phase 9 – Envoi d’alertes Dans le cas où on détecte un niveau de gaz élevé, l’application se charge de lancer une nouveau module, ce dernier il effectue une procédure pour lancer une alerte, il envoie un SMS spécial/Mail qui contient un message prédéfini alertant l’utilisateur qu’il y a une fuite de gaz, et il le propose d’appeler l’un des numéros d’urgence, une alerte SONORE sera aussi déclenchée.

 Phase finale – Application Complète Après assemblage de tous ces fonctions nous aurons une application complète prête à opérer, cette application ne nécessite pas une interface conviviale avec des beau design vu qu’elle interagit avec un ROBOT est une autre application à distance, mais au minimum elle doit être compréhensible.

47 Réalisation

Robot à base d’Android

Figure 46 - Interface de l'application Daemon

II. Réalisation Matérielle La réalisation matérielle du ROBOT comporte plusieurs phases, on va commencer par présenter un peu l’environnement, le matériel requis et les outils utilisés, puis on détaille tous les phases de construction jusqu’au aboutir à un résultat final.

1. Environnement de travail Pour construire un ROBOT on doit avoir un ensemble d’outils et on aura besoin d’un endroit adéquat pour le faire, pour ce faire on liste ci-dessous ces différents nécessités.

 Atelier : nous avons utilisé pendant les premières phases le laboratoire d’électromécanique d’ESPRIT, où on a trouvé les équipements et les outils pour pouvoir commencer nos tests, après on a décidé de changer la stratégie et d’avoir nos propres outils et équipements et migrer vers le Labo ESPRIT-Mobile.

 Outils & équipements : puisque notre ROBOT se compose d’une partie électronique donc on aura besoin des outils de base pour l’assemblage, soudure, la connexion filaire, les différentes tests électriques, voici une liste complète : Fer à souder, multimètre, Transformateur de courant, un cutter, des piles, des connecteurs (pin strip), des fils conducteurs, maquette de test, des diodes de test, des résistances, toile isolante, …

2. Composants matériels Notre ROBOT a besoin d’un ensemble de composants pour pouvoir voir le jour, on liste ici tous les composants principaux pour construire le ROBOT, leurs spécification technique:

48 Réalisation

Robot à base d’Android  Un Smartphone Android (Huawei GAGA) La première chose indispensable à avoir pour construire ce ROBOT, est un Smartphone, sur lequel il y aura l’OS Android qui sera notre milieu d’exploitation et de développement de l’application qui va gérer tout le ROBOT, aussi on va exploiter tous les autres composants du Smartphone comme suit : o La carte WIFI jouera le rôle de connectivité sans fil du ROBOT o La connectique Bluetooth, sera un autre moyen exploitable pour se connecter au ROBOT o La carte d’acquisition GSM + puce : nous les exploitant en envoyant les SMS d’alerte à n’importe que numéro, on peut aussi avoir la possibilité d’appeler ou d’envoyer des commandes SMS pour commander le ROBOT o La carte 3G : on peut connecter le ROBOT à Internet directement, on doit ainsi penser au temps de latence, et la bande passante o L’écran : il servira d’interface pour afficher des notifications visuelles, ou autre informations o Microphone : Le ROBOT sera capable d’écouter son entourage, enregistrer est diffuser, on peut avoir un ROBOT détecteur de son, ou même un ROBOT qui réagit à des commandes vocales. o Haut-parleur : il servira comme une sortie sonore du ROBOT, un tas de possibilités existe o L’accéléromètre : nous l’utilisant dans la récupération de l’orientation du ROBOT dans l’espace o La Boussole : servira à indiquer l’orientation selon le Nord du ROBOT o GPS : est nécessaire pour avoir la localisation de notre ROBOT o La carte SD/le stockage interne : servira énormément pour la sauvegarde des données volumineuses comme les photos, vidéos, son et toute autre information générée ou traitée par le ROBOT Nous avons choisi d’utiliser le Huawei GAGA, il tourne sous Android 2.2, il comporte toutes les spécifications requises pour le projet ainsi qu’il possède deux avantages majeures, le poids et les dimensions sont les plus faibles, aussi le prix il est le moins cher du marché (environ 199 DT soit 130 $) – [voir annexe pour les spécifications techniques complètes]

Figure 47 - Huawei Gaga

49 Réalisation

Robot à base d’Android  Une carte IOIO La carte IOIO est notre grand secret, elle est la relation entre l’OS Android (SOFT) et l’électronique (HARD) (voir Chapitre 2.II)

Figure 48 - Carte IOIO

 Moteurs + Roues (ROVER5) Pour pouvoir se déplacer le ROBOT a besoin de 4 Moteurs + 4 Roues, après une recherche dans les constructeurs robotique nous avons trouvé ce modèle qui s’appelle ROVER5 c’est un châssis équipé de 4 moteur DC avec deux chaines en plastiques qui couvre les 4 bases de Roues, il servira comme base du ROBOT

Figure 49 - Plateforme de déplacement

CARACTÉRISTIQUES Tension nominale moteur: 7,2 V Blocage du moteur actuel: 2.5A Couple de sortie d'axe: 10Kg/cm Rapport Boîte de vitesse: 86.8:1 Type de codeur: Quadrature Résolution du codeur: 1000 changements d'état par 3 tours de roue Vitesse: 1Km/h

 Motor Driver (TB6612FNG) C’est un petit circuit imprimé qui est nécessaire pour pouvoir commander les 4 Moteurs DC simultanément et via la même source d’alimentation

Figure 50 - Motor Driver

50 Réalisation

Robot à base d’Android CARACTERISTIQUES Tension d'alimentation: VM = 15V max, VCC = 2.7-5.5V Courant de sortie: Iout = 1,2 (en moyenne) / 3.2A (crête) Le contrôle Standby pour économiser l'énergie CW / CCW / court freinage / arrêt /modes de commande de moteur Built-in circuit de coupure thermique et le circuit de détection de basse tension Toutes les broches de la TB6612FNG espacées de 0,1 " Condensateurs de filtrage sur les lignes d'approvisionnement

 Capteur Ultrason(SEN10737P) Comme capteur de proximité on a choisi d’utiliser le capteur ultrason SEN10737P, Ce capteur Grove-ultrasons est un module sans contact de mesure de distance qui est compatible avec le système Grove. Il est conçu pour une utilisation facile dans les projets modulaire avec la performance industrielle.

Figure 51 - Détecteur Ultrason

CARACTERISTIQUES Plage de détection: 3cm-4m, meilleur résultat en angle de 30 degrés. Interface Grove Précision : ~ 1 cm Alimentation 5V DC

 Capteur de Gaz(SEN90512P) Le capteur de gaz choisi est le SEN90512P c’est un capteur de gaz (MQ2) ce module est utile pour détecter les fuites de gaz (dans la maison et de l'industrie). Il peut détecter GPL, l'i-butane, le méthane, l'alcool, l'hydrogène, la fumée et ainsi de suite. S'appuyant sur son temps de réponse rapide. Les mesures peuvent être prises dès que possible. Également la sensibilité peut être ajustée par le potentiomètre.

Figure 52 - Capteur de gaz

CARACTÉRISTIQUES Haute sensibilité au GPL, le gaz naturel, gaz de ville Faible sensibilité à l'alcool, la fumée. Réponse rapide Stable et durable Circuit de pilotage simple MQ-5: gaz de ville, l'hydrogène, 100 ppm à 3,000 ppm

51 Réalisation

Robot à base d’Android  Servos Moteur + accessoires Pour pouvoir orienter la caméra et la faire tourner à gauche/droite et en haut/bas, nous avons choisi d’utiliser un mécanisme qui se compose de deux Servos Moteurs et les accessoires en relations comme les ‘Brackets’.

Figure 53 - Servo Moteur

Figure 54 - Brackets

Un montage est requis pour avoir le résultat ci-dessous : CARACTERISTIQUES Nom de marque: EMax Item: ES08A Tension de fonctionnement: 4.2-6V Vitesse de fonctionnement: 0.10sec/60degree (4.8v) Couple de blocage: 1.8kg/cm Plage de température: -55 ℃ 0 ℃ Dimension: 32 (notamment l'oreille cas servo) x11.5x24mm Poids: 9g Kit comprend: Servos Horns x3 & Vis x3

Liste des éléments du Paquet 9g Servo Bracket: Support x2 Yoke x1 Rivet plastique (3X5.5) x4 Rivet plastique (2X5.6) x8 Rondelle plastique x2 Visses x8



Figure 55 - Montage du bras de la caméra

Batterie

Pour assurer une alimentation à tous les composants du ROBOT, nous avons choisi d’utiliser une alimentation centralisée par le biais d’une seule batterie 12 V, 2.2 AH /20HR, avec un prix de 27 $. Figure 56 - Batterie

52 Réalisation

Robot à base d’Android

3. Construction matérielle Dans cette partie nous allons présenter tous les schémas et montages électroniques effectués afin d’avoir une vue détaillée et profonde sur chaque élément construit.

1. Smartphone et carte IOIO

Figure 57 – Montage Carte IOIO - Smartphone

Le Smartphone doit être connecté à la carte IOIO via le port USB comme le montre la figure ci-dessus, l’alimentation de la carte IOIO est séparée donc on doit connecter les pins Vin et GND à +VCC et GND de la batterie. Une fois connectée et alimentée la carte IOIO peut communique avec le Smartphone à travers notre application. Le mode débogage doit être activé dans le Smartphone.

2. Plateforme de déplacement

Figure 58 – Montage électronique de la plateforme de déplacement

53 Réalisation

Robot à base d’Android La figure montre le montage de deux Moteurs DC avec le Motor Driver cité avant, le Motor Driver doit être connecté à la carte IOIO du côté montré dans le schéma, les Pins attribués doivent être les mêmes utilisés dans l’application. Chaque Motor Driver peut faire fonctionner deux moteurs, donc on aura besoin de refaire ce montage en changeant bien évidement les pins de 4-11, le Motor Driver est alimenté avec 3.3 V via la carte IOIO, et il alimente les moteurs par 9v via la batterie. Chaque Moteur possède deux pins pour le commander, faire circuler le courant dans un sens ou un dans l’autre sens permet d’inverser le sens de rotation du Moteur.

3. Capteur de gaz

Figure 59 – Montage Carte IOIO et capteur de gaz

Le capteur de gaz comporte 3 pins, on connecte le pin Signal à la carte IOIO (fil bleu), par une entrée analogique, par exemple le PIN 34, ce même nombre va être utilisé dans l’application pour faire l’écoute du signal analogique généré lorsque il y aura une fuite de gaz. Les deux autres fils sont pour l’alimentation et la masse, ce capteur ne nécessite pas plus de 5 V donc on peut l’alimenter directement par le PIN 5v de la carte IOIO.

4. Capteur Ultrason

Figure 60 – Montage Carte IOIO et capteur ultrason

Le capteur Ultrasonique se connecte à la carte IOIO via une sortie analogique connecté ici au PIN 6(fil jaune) jouant le rôle du SIGNAL, elle génère un signal analogique au fur et à mesure qu’il détecte un obstacle, la deuxième sortie (fil orange) sert comme stabilisateur du 54 Réalisation

Robot à base d’Android capteur, elle est toujours à 1, les deux autres fils sont pour l’alimentation el la masse, le capteur ultrason a besoin de moins de 5 v donc il peut prendre sa tension de la carte IOIO.

5. Servos Moteurs

Figure 61 – Montage de la carte IOIO avec les servos moteurs

Le mécanisme d’orientation de la caméra nécessite deux servos moteurs, ils sont branchés comme suit, la sortie en jaune représente le SIGNAL analogique (PWM) d’entrée qui va commander le servos moteur pour le faire tourner d’un tel angle. Ils sont liés ici aux pins 3 et 6, les autres sorties sont pour l’alimentation (5v) et la masse.

4. Estimation du coût On présente ici une estimation du coût du ROBOT : Produit Smartphone Huawei Gaga Carte IOIO Rover5 Motor Driver Capteur Ultrason Capteur de Gaz Servos Moteurs Brackets Batterie Autres TOTAL

Prix 130 $ 50 $ 55 $ 8.95 $ x 2 15 $ 6.90 $ 9.90 $ x 2 9.90 $ x2 27 $ 40 $ 381 $ Figure 62 - Estimation du coût du ROBOT

55 Réalisation

Robot à base d’Android

5. Produit final On présente ici le produit final réalisé, pendant la partie de mettre tous les composants ensemble nous avons la possibilité de changer quelques PINS suivant les contraintes techniques rencontrés.

a. Montage électronique Fritzing

Figure 63 - Schéma électronique global

Ce montage Global montre presque tous les composants électroniques du ROBOT, on aura toujours la possibilité d’ajouter d’autres composants et d’avoir de nouvelles fonctionnalités tant qu’il reste des PINS vides dans la carte IOIO, nous parleront des nouvelles possibilités dans la section perspectives.

56 Réalisation

Robot à base d’Android

b. Album Photos On présente ici un ensemble de photos du ROBOT depuis les premières phases jusqu’à la phase finale.

Figure 64 - Le Robot dans sa première phase

Figure 65 - Le Robot dans la phase intermédiaire

Ces Photos sont prises dans des dates différentes, elles montrent l’évolution du Robot pendant les 2 premiers mois, où le grand travail été sur le développement des applications et comment gérer la connectivité entre eux.

57 Réalisation

Robot à base d’Android

Figure 66 - Le Robot en phase finale

Ces Photos présente un produit final et bien fonctionnel, avec lequel nous avons participé à plusieurs évènements (voir annexes)

III. Défis relevés Après avoir achevé ce projet, nous pouvons citer les différents problèmes rencontrés que nous avons pu résoudre tout au long de son réalisation :       

Problème de consommation en énergie, et l’effet auto-drain rencontré avec le Motor Driver. Le temps énorme que nous avons pris pour nous documenter sur la carte IOIO et l’utilisation de matériel. Le Problème du temps de latence du ROBOT. Le problème de synchronisation entre deux applications Android distantes. Le problème de la bande passante limité. Les blocages techniques lors du montage de quelques circuits électroniques. Le problème du non disponibilité de la quasi-totalité des composants électroniques en Tunisie.

IV. Perspective & Evolution D’après les paragraphes qui précèdent nous pouvons dire qu’il reste des points à optimiser dans notre projet tel que l’optimisation de la réception du streaming vidéo, la gestion des cas d’urgence lors des incidents, l’amélioration de la partie traitement d’information, ce manque est dû à des contraintes techniques puisque ce projet est notre première 58 Réalisation

Robot à base d’Android expérience avec le Matériel géré par Android. Comme perspective, nous pouvons rendre notre projet plus polyvalent en ajoutons des capteurs de température, d’humidité, de magnitude, de couleurs, de courant, de force, de pression, infrarouges, téléphonique, "de chocs", d’autres types de gaz, d'inclinaison, de niveau, Humidistances, Transducteurs à ultrasons etc… Ces composants nous ouvrent l’esprit à d’autres idées réalisables à travers un système embarqué basé sur Android, nous citant ci-dessous quelques idées de projets:  Robot suiveur de ligne  Robot détecteur de mines (métaux)  Robot autonome de surveillance  Robot spécialisé dans la détection des différents types de gaz (milieux industriels, plateformes pétrolières)  Robot explorateur de zones inaccessibles pour humains (catastrophes naturelles)  Système d’éclairage basé sur Android  Système d’alarme basé sur Android  Appareil de détection de niveau d’alcohol (Breath Analyser)  Système de notification pour boite aux lettres  Système de verrouillage intelligent  Système d’aide à la décision pour voiture  Système intégré pour réfrigérateur basé sur Android  Quadricoptère volante basée sur Android

V. Chronogramme

Figure 67 - Chronogramme général

On remarque que la réalisation de ce projet été bien distribué au niveau de plusieurs environnements en parallèle et sur une période de 6 mois. 59 Réalisation

Robot à base d’Android

CONCLUSION GENERALE Ce projet de fin d’études, qui s’est déroulé à ESPRITEC, avait pour but la conception et la réalisation d’un ROBOT intelligent à Base du système Android pour des buts divers comme la sécurité, la surveillance, l’exploration etc... « Android Based ROBOT » offre une multitude de fonctionnalités dont, les essentielles sont :  Visualisation du Streaming Vidéo directement sur le Smartphone de l’utilisateur.  Déplacement avancé et exploration d’endroits inaccessibles.  Détection d’obstacles et réaction automatisée.  Détection de fuite de Gaz,...  La gestion des Alertes suite à des évènements précises. Notre projet a couvert au bout du compte la majeure partie des fonctionnalités qui nous ont été demandées au début, mais opportunités d’améliorations de ce projet sont multiples. D’une part, nous pourrons améliorer l’application pour rendre l’interactivité plus souple et complète avec l’utilisateur, aussi on peut évoluer même le ROBOT en lui intégrants de multiples nouveaux capteurs et détecteurs, et circuits diverses pour le rendre encore plus complet et automatisée. D’autre part, nous pourrons penser à lui ajouter des modules pour qu’il puisse gérer non seulement les situations déjà programmées mais aussi de nouvelles situations où il peut apprendre tout seul à l’aide d’algorithmes d’apprentissage et d’intelligence artificielle, qu’on peut modéliser facilement au niveau de l’application Android. D'un point de vue personnel, tout au long de ce projet, nous avons eu l’occasion de mettre en pratique nos connaissances acquises au sein de l’école ESPRIT, aussi bien en programmation et développement qu’en électronique, embarquées et en matières Télécom et nous avons également eu l’opportunité de travailler avec de nouveaux outils, matériels, et méthodologies. Cette expérience a été très enrichissante et importante car elle a marqué la fin de ce cycle d’ingénieur et nous a permis d’être confrontés aux responsabilités qui sont celles d’un ingénieur : faire face aux délais, au stress et aux contraintes du travail dans un milieu de recherche et d’innovation.

60 Conclusion

Robot à base d’Android

BIBLIOGRAPHIE

1. Mike Lockwood, Erik Gilling, Jeff Brown. Google I/O 2011: Android Open Accessory API and Development Kit (ADK). Youtube.com. [Online] 05 11, 2011. [Cited: 01 01, 2012.] http://www.youtube.com/watch?v=s7szcpXf2rE. 2. TSVI, Ytai Ben. Profil Google+. Plus.Google.com. [En ligne] [Citation : 15 04 2012.] https://plus.google.com/113760481226159480550/about. 3. FELLER, SAM. An Interview with Ytai Ben-Tsvi, Inventor of the IOIO. Engineer Blogs. [Online] 03 21, 2012. [Cited: 03 24, 2012.] http://engineerblogs.org/2012/03/an-interviewwith-ytai-ben-tsvi-inventor-of-the-ioio/. 4. Site officiel ARDUINO. Arduino.cc. [En ligne] [Citation : 03 01 2012.] http://arduino.cc/. 5. Google. Android Open Accessory Development Kit. Developer.android.com. [En ligne] [Citation : 01 04 2012.] http://developer.android.com/guide/topics/connectivity/usb/adk.html. 6. First Sketch. Arduino.cc. [En ligne] [Citation : 15 02 2012.] http://arduino.cc/en/Tutorial/Sketch. 7. Two steps communication protocol. arduino.cc. [En ligne] [Citation : 19 02 2012.] http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1292733514. 8. Tsvi, Ytai Ben. Github ytai / ioio. Github.com. [En ligne] https://github.com/ytai/ioio. 9. —. The IOIO Manager ApplicationNew Page Edit Page Page History. Github.com. [En ligne] https://github.com/ytai/ioio/wiki/The-IOIO-Manager-Application. 10. Android Software and IOIO Application Firmware Images. github.com. [En ligne] https://github.com/ytai/ioio/wiki/Downloads. 11. Rota, Véronique Messager. Gestion de projet agile avec Scrum, Lean, eXtreme Programming... 3e édition. s.l. : Eyrolles.

61 Bibliographie

Robot à base d’Android

ANNEXE

OpenAccessory et ADK OpenAccessory OpenAccessory est une nouvelle fonctionnalité pour Android, qui permet de connecter des périphériques externes à un appareil Android via une connexion USB. Cette fonctionnalité expose une interface standardisée sur le bus USB, ainsi que d'une API Java permettant une application Android à communiquer avec l'accessoire sur l'autre extrémité. Cette fonctionnalité est supportée sur Android 2.3.4 et supérieur. Le protocole OpenAccessory permet à l'appareil Android à agir comme un hôte ou d'un périphérique sur le bus USB (le mode hôte est pris en charge uniquement sur Android 3.x et supérieur, et seulement sur certains appareils). OpenAccessory est un protocole de bas niveau: il dispose d'un seul canal de communication full-duplex entre l'appareil Android et l'accessoire, sur laquelle des octets arbitraires peuvent être envoyés dans les deux sens - un peu comme une connexion UART. Il laisse au concepteur d'accessoires pour concevoir le protocole de niveau supérieur, c'est à dire quels sont les messages à envoyer et à ce que leur sens est de l'application Android et de l'accessoire.

ADK Le kit de développement de l'accessoire (ADK) est une implémentation de référence des cartes OpenAccessory enabled, développé par Google et a annoncé conjointement avec OpenAccessory. Cette carte est essentiellement un Arduino Mega avec un Shield à bord d'hôte USB. Il est livré avec une bibliothèque C ++ de côté Arduino qui implémente le protocole. Suite à Google, plusieurs constructeurs ont publiés des cartes compatibles.

Figure 68 USB Host and Accessory Modes

62 Annexe

Robot à base d’Android

Spécification Huawei Gaga U8180 General Information Brand

Huawei

Model

Gaga U8180

Weight

Memory Internal Memory

Yes, Internal Memory : 256MB RAM + 512MB Flash

100 G

External Memory

Yes, Up to 16GB

Form Factor

Touch Bar

Memory Slot

Yes, Micro SD Card

Dimensions

104x56x13 MM

Message

Operating Freq

GSM 850 / 900 / 1800 / 1900 / UMTS 900 / 2100 MHz

SMS

Yes

Touch Screen

Yes, Capacitive Touch Screen

MMS

Yes

Display Color

2.8 inches QVGA, TFT Capacitive Touchscreen, 262K Colors

Email

Yes

Social Networking Services

Google Maps, Google Search, Gmail

Display Size

Huawei Gaga U8180 has a display size of 240 x 30 px

Sensors

G-sensor for Auto-Rotate UI

Music Ring Tone

Vibration, Polyphonic, MP3

FM

N/A

Music

Yes, Music Formats : MP3, AAC+, eAAC with 3.5mm Audio Jack

Yes, QVGA (240x320 Pixels) at 24fps

Speaker

Yes

Yes, Video Formats : MP4, H.263, H.264, 15fps VGA / 30fps WQVGA

Headset

Yes

Camera

Yes, 3.2 Mega Pixels Camera with Focus

Camera Res.

2048 x 1536 Pixels

Zoom

Yes, Digital Zoom

Video Video Player

Data

Software Games

Yes

Browser

Yes, WAP 2.0/HTML

Operating System

Android OS, v2.2 (Froyo)

Call Records

GPRS

Yes

Bluetooth

Yes, v2.1 with A2DP

Wirless Protocol

Yes, Wi-Fi 802.11 b/g/n

Port

Yes, Micro USB (High Speed USB)

Phone Book

Practically Unlimited

Edge

N/A

Received Calls

Practically unlimited

Infra Red

No

Dialed Calls

Practically unlimited

3G

Yes

GPS

Yes, with A-GPS support

CPU

Yes, Qualcomm MSM7225 528MHz Processor

Salespack

Handset, Battery, Charger, Earphone, USB Cable, User Manual, Warranty Card

Battery Stand-By Time

N/A

Talk Time

N/A

Li-ion

1200 mAH

63 Annexe

Robot à base d’Android

Capteur Ultrason – Dossier Technique Spécification Supply voltage

5V

Global Current Consumption 15 mA Ultrasonic Frequency

40k Hz

Maximal Range

400 cm

Minimal Range

3 cm

Resolution

1 cm

Trigger Pulse Width

10 μs

Outline Dimension

43x20x15 mm

Dimensions Mécaniques

M

64 Annexe

Robot à base d’Android

Utilisation Installation Matérielle

Une brève impulsion ultrasonique est transmise à l'instant 0, réfléchie par un objet. Le seigneur reçoit ce signal et le convertit en un signal électrique. L'impulsion suivante peut être transmis lors de l'écho est disparu. Cette période est appelée période de cycle. La durée du cycle recommandent devrait pas être inférieur à 50ms. Si une impulsion largeur 10μs de déclenchement est envoyé à la broche de signal, le module à ultrasons se produire huit signal de 40 kHz à ultrasons et à détecter l'écho de retour. La distance mesurée est proportionnelle à la largeur d'impulsion d'écho et peut être calculée par la formule ci-dessus. Si aucun obstacle n'est détecté, la broche de sortie donne un signal de niveau haut 38ms.

Programmation

/* Ping))) Sensor This sketch reads a PING))) ultrasonic rangefinder and returns the distance to the closest object in range. To do this, it sends a pulse to the sensor to initiate a reading, then listens for a pulse to return. The length of the returning pulse is proportional to the distance of the object from the sensor. The circuit: * +V connection of the PING))) attached to +5V * GND connection of the PING))) attached to ground * SIG connection of the PING))) attached to digital pin 7 created 3 Nov 2011 by David A. Mellis modified 30 Jan 2012 by Tom Igoe This example code is in the public domain. */

65 Annexe

Robot à base d’Android

// this constant won't change. // of the sensor's output: const int pingPin = 7;

It's the pin number

void setup() { // initialize serial communication: Serial.begin(9600); } void loop() { // establish variables for duration of the ping, // and the distance result in inches and centimeters: long duration, inches, cm; // The PING))) is triggered by a HIGH pulse of 2 or more microseconds. // Give a short LOW pulse beforehand to ensure a clean HIGH pulse: pinMode(pingPin, OUTPUT); digitalWrite(pingPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(pingPin, HIGH); delayMicroseconds(5); digitalWrite(pingPin, LOW); // The same pin is used to read the signal from the PING))): a HIGH // pulse whose duration is the time (in microseconds) from the sending // of the ping to the reception of its echo off of an object. pinMode(pingPin, INPUT); duration = pulseIn(pingPin, HIGH); // convert the time into a distance inches = microsecondsToInches(duration); cm = microsecondsToCentimeters(duration); Serial.print(inches); Serial.print("in, "); Serial.print(cm); Serial.print("cm"); Serial.println(); delay(100); } long { // // //

microsecondsToInches(long microseconds) According to Parallax's datasheet for the PING))), there are 73.746 microseconds per inch (i.e. sound travels at 1130 feet per second). This gives the distance travelled by the ping, outbound

66 Annexe

Robot à base d’Android // and return, so we divide by 2 to get the distance of the obstacle. // See: http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf return microseconds / 74 / 2; } long microsecondsToCentimeters(long microseconds) { // The speed of sound is 340 m/s or 29 microseconds per centimeter. // The ping travels out and back, so to find the distance of the // object we take half of the distance travelled. return microseconds / 29 / 2; }

67 Annexe

Robot à base d’Android

Motor Driver TB6612FNG Block Diagram

Fonctions des PINS

68 Annexe

Robot à base d’Android

Operation Range

Fonction H-SW de contrôle

Description Opérationnelle H-SW 69 Annexe

Robot à base d’Android

Caractéristiques visées

Caractéristiques électriques 70 Annexe

Robot à base d’Android

Diagramme d’application Typique

71 Annexe

Robot à base d’Android

Capteur de Gaz (MQ5) Caractéristiques électroniques Parameter name

Min

Type

Max

Unit

VCC

Working Voltage

4.9

5

5.1

V

PH

Heating consumption

0.5

-

800

mW

RL

Load resistance

RH

Heater resistance

-

33

-

Ω

Rs

Sensing Resistance

3

-

30

kΩ

Items System Characteristics

can adjust

Installation Matérielle Connectez ce module à la broche analogique de Grove. Vous pouvez gagner la tension présente à travers la broche SIG. Plus la concentration du gaz, plus la tension de sortie de la broche SIG. La sensibilité peut être réglée en tournant le potentiomètre. S'il vous plaît noter le meilleur temps de préchauffage de la sonde est d'environ 24 heures.

Programmation Connectez le module avec l'aide Grove Bouclier A0 comme sur la photo ci-dessus. Utilisez le programme ci-dessous pour obtenir la tension. Vous pouvez voir la tension ira plus élevé si la concentration des incréments de gaz. void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { float vol; int sensorValue = analogRead(A0); vol=(float)sensorValue/1024*5.0; Serial.println(vol,1); }

72 Annexe

Robot à base d’Android

1er Article sur Tunandroid.com

TUNANDROID.COM La Communauté Android en Tunisie « Android Based ROBOT » – Un Robot Tunisien avec un cerveau Android1 PAR HO USSEM EDD INE L ASSO UED , LE 6 FÉVRIE R 2012

Avec ses premiers pas, le Robot à bien pris une forme et peut être déclaré comme une Version Alpha du projet de Réalisation d’un ROBOT Basée sur le OS Mobile ANDROID, dans le cadre d’un Projet de fin d’études à ESPRIT (Ecole Supérieure Privée d’Ingénierie et de Technologie) en TUNISIE. L’idée de base de ce projet été comment Transformer un smartphone Android en un Robot! Connecter le monde Android(Soft) au monde électronique(Hard) est bien évidement possible maintenant, quelques solutions de faire communiquer ces deux mondes existent, citant la carte IOIO(utilisé dans ce Robot),la carte Arduino, la Google ADK Board,… un choix est possible selon les besoins du projet et les caractéristiques de chaque plateforme, je vous propose quelques comparaisons entre ces solutions: Google ADK vs Arduino ADK vs Sparkfun IOIO vs ADK Shield IOIO over OpenAccessory (ADK) The IOIO and Android Based Hardware The Buzz at the Google I/O 2011 Android est devenu de plus en plus intéressant pour le développement de matériel. Maintenant, vous devriez bientôt pouvoir brancher manettes de jeu, matériel personnalisé, des capteurs et autres dispositifs et de faire une plate-forme Android-Anywhere. Les nouvelles API de gestion de matériel permettra à tout le monde de développer des accessoires matériels pour Android, à partir d’amateur individuels vers les grandes marques mondiales. Vous n’avez pas à signer un NDA, et vous n’avez pas besoin d’une licence de matériel spécial, les aspects qui concerne la politique d’Apple n’existera pas chez Android. N’importe qui peut le faire. Revenant à ce Robot, comme c’est une première expérience à ESPRIT, il sera destiné pour le Test, la sécurité et la recherche dans le domaine Android Embarqué, la domotique avec Android, la notion de Maison Intelligente etc…

1

Lien : http://www.tunandroid.com/content/2012/02/06/android-based-robot-un-robot-tunisien-avec-uncerveau-android/

73 Annexe

Robot à base d’Android Il sera doté d’un ensemble de capacités et il assurera pas mal de fonctionnalités, je vous liste ici quelques-unes: -Déplacement dans les 4 directions (inclut les rotations) avec 2 niveaux de vitesses. -Commandé à distance via un Smartphone Android(wifi)/ via un Navigateur Web -Capture vidéo et envoi du Streaming en direct vers l’application de commande -Un système de détection d’obstacles/de distances -Un module de géolocalisation GPS (OUTDOOR) -Détection de mouvement (motion Detection)/d’obscurité -Détection de fuite de Gaz/Mesure de Température -Fonctionnalité d’Alarme en cas d’urgence -Notification Automatique par SMS / E-mail -Signalisation en cas de problèmes (Alimentation faible, déséquilibre, wifi hors portée) -Récupération des mesures sur l’alimentation du Robot et la qualité de signal -Module de Commandes Vocales -… (de nouvelles idées tous les jours) Le projet est encore dans sa première phase, en attendant l’avancement au fur et à mesure, nos encouragement pour toute l’équipe qui travaille dessus, on espère qu’on voit d’autres projets innovants en Tunisie, il faut juste avoir confiance en soi. “Trust yourself. You know more than you think you do.” Quelques Photos:

FÉVRIER 6TH, 2012 | TAGS : AND RO ID , AND RO ID BASED RO BO T , DO MO TIQ UE , ESPRIT , ESPRIT MO BILE , IO IO , IO IO AND RO ID , MO BILE PHO NE , RO BO T , RO BO T AND RO ID , RO BO TIQ UE , TUNISIA ,TUNIS IE | CATÉGO RIE : D ÉVELO PPEMENT , NO UVEAUTÉS , SMARTPHO NES

74 Annexe

Robot à base d’Android

Participation à TUNIROBOTS2012 et premier prix

TUNANDROID.COM La Communauté Android en Tunisie Un ROBOT Android élu comme Meilleur Exposition à TUNIROBOTS-20121 PAR HO USSEM EDD INE L ASSO UED , LE 22 AVRIL 2012

L’Institut National des Sciences Appliquées et de la Technologie (INSAT) a organisé le dimanche 22 avril 2012 à partir de 9 h la journée nationale de la robotique, baptisée Tunirobots’12.

Une action menée en grande partie par les étudiants bénévoles de l’institut qui ont composés des équipes bien organisées afin d’assurer la réussite de cette journée. Les expositions des différents robots construits par les étudiants leur a permis de démontrer encore une fois l’ingéniosité des jeunes tunisiens en matière de robotique et de technologie, et seront le trait d’union entre eux et les différentes entreprises qui assisteront à cet évènement qui promet de belles réalisations. Android été bien évidement présent lors de cette journée, et oui... nos jeunes tunisiens ont bien pensé cette année d’entrer à Tunirobots avec des robots plus intelligents et moins classique, des robots avec un cerveau ANDROID ! C’est à ce propos que nous parlons de la participation d’un jeune élève ingénieur de l’école ESPRIT, Mr. Houssem Eddine Lassoued qui a participé avec son Projet de fin d’étude en cours de réalisation, un Robot à base d’Android, nous avons bel et bien parlé de ce projet avant, ici.

Pour résumer la journée, « l’Android Based Robot » a eu beaucoup de succès auprès de l’audience présente tout au long de la journée, des étudiants de différentes institutions des amateurs, des professionnels, et des médias ont profité de l’occasion pour faire quelques interviews avec l’exposant du Robot, il y avait aussi un nombre de jurys indépendants appartenant à des différentes universités et « labos », leurs rôle était de visiter chaque exposant et juger son Robot sur différentes critères, dont les plus importantes sont l’originalité, les fonctionnalités, la réalisation et les perspectives du projet qui doivent être bien expliquées par l’exposant. 1

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Robot à base d’Android

Le résultat est annoncé vers la fin de la journée, et une victoire pour le Robot à Base Android qui a remporté le prix de la meilleure exposition ) un grand Bravo pour Houssem Eddine, Félicitation pour toute l’équipe Mobile d’ESPRIT, et c’est une victoire aussi pour la Communauté Tunandroid;) le prix attribué au vainqueur est une Tablette ARCHOS 70 IT, une certification de participation, et une jolie médaille pour garder le souvenir.

AVRIL 22ND , 2012 | T AGS : 12, AND RO ID , ESPRIT , EXPO SANT , HO USSEM ED INE LASSO U ED , INSAT ,IO IO AND RO ID , MO BILE , PRIX, RO BOT , TUNIRO BOTS , TUNISIE | CATÉGO RIE : ARCHO S, EMBARQ UÉ ,EVENTS , NATIO NAL , NO UVEAUTÉS

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Robot à base d’Android

Article Tekiano.com 1: Un peu plus loin, nous retrouvons cette fois le stand du Club Esprit. Houssem Eddine Lassoued, étudiant en 5ème année télécommunication nous présente un robot commandé à base du système d'exploitation Google Android. «Ce robot est constitué de quatre moteurs, d'une carte électronique IOIO, d'une webcam, d'un capteur à ultra-son et d'un détecteur de gaz. Il est capable s'introduire dans divers endroits restreints et effectuer des tâches variées comme la surveillance d'un domicile, ou d'un entrepôt » Souligne le concepteur qui au passage, précise que l'avantage de ce système embarqué est le fait de pouvoir contrôler ce robot directement depuis son Smartphone, grâce à une application qui renseignera l'utilisateur sur les distances d'un tel objet ou obstacle ou encore du taux de gaz présent dans une pièce...

Participation à ComNet’2012 Supcom à Hammmet 2 On a participé avec le robot à la la troisième Conférence Internationale sur les Communications et Réseaux (ComNet'2012), qui se tiendra le 1er avril 2012, à Hammamet.

Cette conférence internationale réunit des chercheurs des TIC des pays du Nord et du Sud dans le but de se rencontrer, d'échanger leurs idées et leur expertise, d'initier et de renforcer leur coopération sur des sujets liés aux communications réseaux. Il se positionne comme une plate-forme pour les chercheurs et les praticiens à la fois du milieu universitaire et de l'industrie pour se rencontrer et partager la recherche de pointe et le développement dans ces domaines. ComNet'2012 fournira une excellente tribune internationale pour le partage des connaissances et des résultats de recherche dans les théories, les méthodologies et les applications dans différents sujets liés à la communication et au réseau (filaires et sans fil). 1

http://www.tekiano.com/tek/science/5177-tunirobots-2012-bataille-de-robots-et-premiere-fusee-tunisienne.html 2 http://www.supcom.mincom.tn/ComNet2012/

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Robot à base d’Android

Participation à Droidcon Tunis 2012 (cité des sciences)1 La Cité des sciences de Tunis a accueilli pour la première fois en Tunisie, le 12 et 13 Mai 2012, «le Droidcon Tunis 2012 », un événement majeur tournant autour du système d’exploitation mobile Android.

Ces

deux

jours

sont

constitués

de

conférences, de débats, d’ateliers d’initiation, d’un espace d’expositions gratuit, de démonstrations, d’un Barcamp et même d’un Hackathon, sorte de marathon pour développeurs. . Durant deux jours de Droidcon Tunis, plus de 350 participants ont pris part à une aventure à la fois originale et exceptionnellement enrichissante. Durant le premier jour, un barcamp a été organisé en parallèle à une succession de formations d’initiations donné par les membres de Tunandroid et une conférence donné par Tunisiana. Dans le grand auditorium, un challenge d’application a eu lieu, ou chaque participant, qui souhaite participer au challenge, a 3 minutes pour présenter son application. Le gagnant par vote à main levée, a eu un smartphone Alcatel One Touch. Parmi la participation d’ESPRIT, été notre projet le Robot à Base d’Android

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droidcon.tn

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