Le radar de distance à capteur GP2D12 monté sur servomoteur et affichage sur écran couleur S65 est un système innovant qui permet de mesurer la distance entre un objet et un capteur. Il est capable de détecter des objets à une distance allant jusqu’à 30 cm et peut être utilisé pour des applications telles que la surveillance, la navigation et le contrôle de la distance. Ce système est très précis et peut être facilement intégré à des systèmes existants. Dans cet article, nous allons examiner en détail le fonctionnement du radar de distance à capteur GP2D12 monté sur servomoteur et affichage sur écran couleur S65 et discuter de ses avantages et de ses applications.
« Radar » de distance à capteur GP2D12 monté sur servomoteur et affichage sur écran couleur S65
1. Présentation
Ce programme réalise un radar de détection d’objet présent entre 10 et 80cm à l’aide d’un capteur GP2D12 monté sur un servomoteur avec affichage sur écran couleur TFT 132×176 pixels (module S65 shield). Le servomoteur parcourt successivement les positions entre 0° et 180° : pour chaque angle, une mesure de distance est effectuée grâce au capteur GP2D12 et le résultat est affiché sous forme graphique sur l’écran couleur d’un module S65 shield.
Ce programme utilise les fonctionnalités suivantes :
- Utilise un afficheur TFT 65536 couleurs Graphique 132×176 type S65
- la conversion analogique numérique 10bits sur les voies analogiques analog 0,
- un ou plusieurs servomoteurs
2. Matériel Nécessaire
2.1 L’espace de développement Arduino
- … pour éditer, compiler le programme et programmer la carte Arduino.

2.2 Le matériel suivant pour réaliser le montage associé
- des straps,

- un servomoteur type S3003 de Futaba ou équivalent

- un module avec afficheur couleur TFT 176×132

Acheté ici ( 35 Euros TTC seulement !) : http://www.watterott.com/en/Arduino-S65-Shield
Documentation ici : Module d’affichage à écran couleur Arduino S65 shield
Librairie pour afficheur TFT couleur S65
- un kit de dédoublement des broches de la carte Arduino avec borniers à vis

Acheté ici (8 Euros TTC env.) : http://www.watterott.com/en/Arduino-Screw-Shield
- un capteur de distance analogique GP2D12
3. Instructions de montage
Le module S65 Shield est à enficher directement broche à broche sur la carte Arduino réalisant ainsi les connexions suivantes :
Ecran graphique S65 TFT contrôlé par 5 broches :
- broche S65_DAT du module sur la broche 11 de la carte Arduino
- broche S65_CLK du module sur la broche 13 de la carte Arduino
- broche S65_RS du module sur la broche 4 de la carte Arduino
- broche S65_RST du module sur la broche 17 de la carte Arduino
- broche S65_CS du module sur la broche 16 de la carte Arduino
* Broche Analog 0 (=broche 14) en entrée Analogique : connecter la sortie analogique du capteur de distance GP2D12
* Connecter sur la broche 15 (configurée en sortie) la broche de commande du servomoteur
4. Le schéma théorique du montage

Le schéma théorique du montage
5. Le circuit du montage

Le schéma du montage à réaliser
6. Explication du programme
6.1 Structure globale du programme
Ce programme simple comprend :
- une entête déclarative
- une partie « configuration » qui ne sera exécutée qu’une fois (fonction setup( ) )
- une partie constituée d’une boucle sans fin que le programme répètera à l’infini ( fonction loop( ) ) : c’est le coeur du programme.
6.2 Déroulement du programme
Le programme se déroule de la façon suivante :
- Après avoir pris en compte les instructions de la partie déclarative,
- puis après avoir exécuté la partie configuration ( fonction setup( ) ),
- le programme bouclera sans fin ( fonction loop ( ) ), exécutant de façon répétée le code compris dans la boucle sans fin.

Le déroulement du programme
7. Au niveau de la partie déclarative :
Inclusion des librairies utilisées
- On inclut les librairies des fonctionnalités utilisées :
- Inclusion de la librairie pour l’afficheur TFT couleur S65 :
-
- Inclusion de la librairie pour les servomoteurs :
Déclaration de constantes utiles
- On déclare les constantes utiles dans le programme :
- Déclaration des constantes utiles pour les servomoteurs :
// POS_MIN=550 pour futaba S3003
const int POS_MAX=2330; // largeur impulsion pour position 180° servomoteur
// POS_MAS=2330 pour futaba s3003
Déclaration des constantes de broches
- Déclaration des constantes pour les broches utilisées dans le programme :
const int SERVO_GP2D12=15; //declaration constante de broche
Déclaration des variables globales
- Déclaration des variables globales utiles pour le capteur GP2D12 :
int mesure_brute=0;// Variable pour acquisition résultat brut de conversion analogique numérique
float mesuref=0.0;// Variable pour calcul résultat décimal de conversion analogique numérique
int nombre_mesure=100; // nombre de mesure à réaliser pour le moyennage
int cumul=0; // variable pour cumul des mesures
int moyenne; // variable calcul de la moyenne
int distance; // distance référence
//— tableau de valeurs en millivolts pour distance de 5 en 5cm de 10 à 80 cm pour le capteur GP2D12
// 1ère valeur a l’index 0
int calibrage[]={
2370, // 10 cm – index 0
1700, // 15 cm – index 1
1300, // 20 cm – index 2
1100, // 25 cm – index 3
950, // 30 cm – index 4
830, // 35 cm – index 5
720, // 40 cm – index 6
650, // 45 cm – index 7
580, // 50 cm – index 8
540, // 55 cm – index 9
500, // 60 cm – index 10
480, // 65 cm – index 11
450, // 70 cm – index 12
430, // 75 cm – index 13
410, // 80 cm – index 14
400, // au delà 80cm – index 15
}; // fin du tableau
- Déclaration des variables globales utiles pour le servomoteur :
- Déclaration des variables globales utiles pour le tracé graphique :
float anglef=0.0; // variable angle tracé rayon courant
float rayonf=80.0; // rayon du cercle
int xo=87; // abscisse point référence
int yo=20; // ordonnée point référence
float xf=0.0; // abscisse point calculé à virgule
float yf=0.0; // ordonnée point calculé à virgule
int x=0; // abscisse point calculé
int y=0; // ordonnée point calculé
int couleur=vert; // variable couleur tracé
Déclarations des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées
- Déclaration des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées :
- Déclaration d’un objet afficheur TFT couleur S65 :
-
- Déclaration d’un objet servomoteur
8. Au niveau de la fonction d’initialisation setup( ) :
Initialisation des fonctionnalités utilisées :
- On initialise les différentes fonctionnalités utilisées :
- Initialisation de l’afficheur TFT couleur S65
// test de l’afficheur
lcd.clear(RGB(255,0,0)); // efface ecran en rouge
delay (1000); // pause
lcd.clear(RGB(0,255,0)); // efface ecran en vert
delay (1000); // pause
lcd.clear(RGB(0,0,255)); // efface ecran en bleu
delay (1000); // pause
lcd.clear(noir); // efface ecran en noir
-
- Initialisation du servomoteur
mon_servo.attach(SERVO_GP2D12, POS_MIN, POS_MAX);
9. Au niveau de la boucle principale, la fonction loop ( ) :
- Au sein d’une boucle principale, on assure le défilement des angles de 0° à 180°
- Pour chaque angle, on réalise une mesure de la distance en moyennant 100 mesures successives
- On affiche pour l’angle courant le résultat sous forme graphique : la longueur du rayon tracé est proportionnel à la distance mesurée.
- Le programme recommence en boucle les instructions de la fonction loop( ).
Se reporter aux commentaires présents dans le programme pour plus de détails.
10. Mise en oeuvre du programme
10.1 Préparation du montage et programmation de la carte Arduino :
- Commencer par réaliser le montage indiqué sur plaque d’expérimentation
- Ensuite, programmer la carte Arduino avec ce programme (en bas de page) selon la procédure habituelle
10.2 Fonctionnement
- Le servomoteur positionne le capteur GP2D12 successivement dans les positions allant de 0° à 180°.
- L’écran affiche un demi-cercle coloré correspondant à ce que le capteur de distance « voit » réalisant un mini-radar de distance.
11. Le programme complet en langage Arduino – version 1 :
A copier/coller directement dans l’éditeur Arduino
// Copyright X. HINAULT – Créé le 02/05/2010
// www.mon-club-elec.fr
// Code sous licence GNU GPL :
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or any later version.
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
// GNU General Public License for more details.
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
//
// — Que fait ce programme ? —
/* radar de détection d’objet présent entre 10 et 80cm
à l’aide d’un capteur GP2D12 monté sur un servomoteur
avec affichage sur écran couleur S65 */
// — Fonctionnalités utilisées —
// Utilise un afficheur TFT 65536 couleurs Graphique 132×176 type S65
// Utilise la conversion analogique numérique 10bits sur les voies analogiques analog 0,
// Utilise un ou plusieurs servomoteurs
// — Circuit à réaliser —
// Le module S65 Shield est à enficher directement broche à broche
// sur la carte Arduino réalisant ainsi les connexions suivantes :
// Ecran graphique S65 TFT contrôlé par 5 broches :
// > broche S65_DAT du module sur la broche 11 de la carte Arduino
// > broche S65_CLK du module sur la broche 13 de la carte Arduino
// > broche S65_RS du module sur la broche 4 de la carte Arduino
// > broche S65_RST du module sur la broche 17 de la carte Arduino
// > broche S65_CS du module sur la broche 16 de la carte Arduino
// Broche Analog 0 (=broche 14) en entrée Analogique : connecter la sortie analogique du capteur de distance GP2D12
// Connecter sur la broche 15 (configurée en sortie) la broche de commande du servomoteur
//**************** Entête déclarative *******
// A ce niveau sont déclarées les librairies incluses, les constantes, les variables…
// — Inclusion des librairies utilisées —
#include <S65Display.h> // Inclusion de la librairie pour afficheur TFT couleur S65
#include <Servo.h> // librairie pour servomoteur
// — Déclaration des constantes —
//——— constantes pour le servomteur ———-
const int POS_MIN=500; // largeur impulsion pour position 0° servomoteur
// POS_MIN=550 pour futaba S3003
const int POS_MAX=2400; // largeur impulsion pour position 180° servomoteur
// POS_MAS=2330 pour futaba s3003
// — constantes des broches —
const int GP2D12=0; //declaration constante de broche analogique
const int SERVO_GP2D12=15; //declaration constante de broche
// — Déclaration des variables globales —
//——- variables globales pour le capteur distance ——-
int mesure_brute=0;// Variable pour acquisition résultat brut de conversion analogique numérique
float mesuref=0.0;// Variable pour calcul résultat décimal de conversion analogique numérique
int nombre_mesure=100; // nombre de mesure à réaliser pour le moyennage
int cumul=0; // variable pour cumul des mesures
int moyenne; // variable calcul de la moyenne
int distance; // distance référence
//— tableau de valeurs en millivolts pour distance de 5 en 5cm de 10 à 80 cm pour le capteur GP2D12
// 1ère valeur a l’index 0
int calibrage[]={
2370, // 10 cm – index 0
1700, // 15 cm – index 1
1300, // 20 cm – index 2
1100, // 25 cm – index 3
950, // 30 cm – index 4
830, // 35 cm – index 5
720, // 40 cm – index 6
650, // 45 cm – index 7
580, // 50 cm – index 8
540, // 55 cm – index 9
500, // 60 cm – index 10
480, // 65 cm – index 11
450, // 70 cm – index 12
430, // 75 cm – index 13
410, // 80 cm – index 14
400, // au delà 80cm – index 15
}; // fin du tableau
//——— variables globales servomoteur ————–
int angle_servo=0; // variable pour angle du servomoteur
//——— variables globales tracé radar ————-
float anglef=0.0; // variable angle tracé rayon courant
float rayonf=80.0; // rayon du cercle
int xo=87; // abscisse point référence
int yo=20; // ordonnée point référence
float xf=0.0; // abscisse point calculé à virgule
float yf=0.0; // ordonnée point calculé à virgule
int x=0; // abscisse point calculé
int y=0; // ordonnée point calculé
int couleur=vert; // variable couleur tracé
// — Déclaration des objets utiles pour les fonctionnalités utilisées —
S65Display lcd; // Création d’un objet afficheur S65 appelé lcd
Servo mon_servo; // crée un objet servo pour contrôler le servomoteur
//**************** FONCTION SETUP = Code d’initialisation *****
// La fonction setup() est exécutée en premier et 1 seule fois, au démarrage du programme
void setup() { // debut de la fonction setup()
// — ici instructions à exécuter au démarrage —
lcd.init(4); // initialise l’afficheur TFT couleur S65 avec communication SPI à Fosc/4 = 4 Mhz
// test de l’afficheur
lcd.clear(RGB(255,0,0)); // efface ecran en rouge
delay (1000); // pause
lcd.clear(RGB(0,255,0)); // efface ecran en vert
delay (1000); // pause
lcd.clear(RGB(0,0,255)); // efface ecran en bleu
delay (1000); // pause
lcd.clear(noir); // efface ecran en noir
// ——- Broches en sortie ——-
// attache l’objet servo à la broche de commande du servomoteur
mon_servo.attach(SERVO_GP2D12, POS_MIN, POS_MAX);
// ——- Broches en entrée ——-
// ——- Activation du rappel au + interne des broches en entrée si nécessaire ——-
} // fin de la fonction setup()
// ********************************************************************************
//*************** FONCTION LOOP = Boucle sans fin = coeur du programme *************
// la fonction loop() s’exécute sans fin en boucle aussi longtemps que l’Arduino est sous tension
void loop(){ // debut de la fonction loop()
// — ici instructions à exécuter par le programme principal —
//—- initialise position du servomteur et efface écran ——-
lcd.clear(noir); // efface ecran en noir
mon_servo.write(0); // positionne le servo à la position 0
delay(1000); // temps suffisant pour retour
//——- défilement des angles et mesure distance + tracé ——-
for (angle_servo=0; angle_servo<=180;angle_servo++) { //défilement des degrés
//— positionnement servomoteur
mon_servo.write(angle_servo); // positionne le servo à l’angle voulu
delay(10);
//—– mesure de la distance ——–
//—– calcul d’une moyenne de plusieurs mesures ——-
for (int i=0; i<nombre_mesure; i++) // répète la mesure
{
mesure_brute=analogRead(GP2D12);
cumul=cumul+mesure_brute;
}
//Serial.print(« cumul= »), Serial.println(cumul);
// calcul moyenne des mesures
moyenne=cumul/nombre_mesure;
cumul=0; //RAZ cumul…
//Serial.print(« moyenne= »), Serial.println(moyenne);
// mesure tension correspondante en mV
mesuref=float(moyenne);
mesuref=mesuref*5000.0;
mesuref=mesuref/1023.0;
//Serial.print(« tension= »), Serial.println(mesuref);
// ——- détermination de la distance à partir du tableau de reference
//distance=0; // RAZ distance
for (int j=0; j<=14; j++) { // teste les valeurs de calibrage
if ((int(mesuref)<=calibrage[j]) && (int(mesuref)>calibrage[j+1])) { // si la mesure comprise entre 2 valeurs
distance=10+(j*5); // calcule de la distance en cm à partir de l’index courant
}
} // fin boucle test calibrage
//—– prise en compte du résultat ——–
rayonf=float(distance);
//—– tracé rayon sur écran couleur —
// calcul de l’angle en radians
anglef = float(angle_servo);
anglef=anglef*3.14159;
anglef=anglef/180.0;
//— calcul x
xf= cos(anglef);
xf=rayonf*xf;
x=int(xf);
//— calcul y
yf= sin(anglef);
yf=rayonf*yf;
y=int(yf);
lcd.drawLine(xo,131–yo, xo+x, 131–yo–y, couleur); // trace la ligne du rayon pour angle courant
} //—- fin boucle angle —
} // fin de la fonction loop() – le programme recommence au début de la fonction loop sans fin
// ********************************************************************************
//*************** Autres Fonctions du programme *************
// — Fin programme —
Articles similaires:
- Contrôle de 3 servomoteurs à l’aide de 3 résistances variables.
- Positionner un servomoteur à l’aide d’une résistance variable
- Mesure de distance à l’aide d’un capteur GP2D12 et affichage dans moniteur série
- Controler la rotation un servomoteur à l’aide d’un shield Joystick
- Capteur de distance analogique GP2D12 (+10cm à +80cm)
Articles Liés
- Mesure d'une intensité à l'aide du capteur de courant +/-5A ACS714 (affichage graphique Processing)
La mesure d'une intensité est une tâche importante pour de nombreuses applications industrielles et domestiques.…
- Visualiser dans une interface Processing 3D la réponse d'un capteur accéléromètre analogique ADXL335 (+/-3g, 3 axes).
L'utilisation de la technologie 3D est devenue de plus en plus populaire ces dernières années,…
- Ethernet en mode serveur : Serveur réseau de datalogging avec stockage dans une SD-Card et accès distant dans une interface Processing
L'Ethernet en mode serveur est une technologie révolutionnaire qui permet aux utilisateurs de créer un…