Atelier Android Robotique L’équipement hardware embarqué dans les Androphones Capteurs & périphériques

Introduction Depuis 2008 , Les téléphones Android gagnent en popularité et en maturité, en fait un smartphone vendu sur trois est un androphone. Ils ont en bonne partie révolutionné la façon de manier les interfaces sur les mobiles et ouvrent de nouveaux horizons, à commencer par les aspects ludiques. La présence d'un nombre grandissant de capteurs embarqués dans les smartphones sera l'ingrédient de base de l'évolution des interfaces utilisateur de prochaine génération ,les analystes notent ainsi que d'ici 2013, 85% des smartphones embarqueront un module GPS tandis que plus de 50% intégreront des accéléromètres et près de 50% disposeront d'un gyroscope.Coupler accéléromètre et gyroscope permet de doter le smartphone d'une sensibilité au mouvement sur six axes.

Quelques exemples de capteurs et périphériques

GPS

Qu’est ce qu’un GPS? Gps=Global Position system Le capteur GPS est un capteur qui a révolutionné l’utilisation de nos smartphones. Ce capteur permet de trouver notre position Géographique.

Le fonctionnement d’un GPS Pour obtenir une couverture mondiale, les 24 satellites actifs évoluent en orbite autour de la terre. Ainsi, en un point donné, un récepteur peut "voir" 12 satellites simultanément, au maximun. Ce sont des équipements passifs, qui émettent un signal en continu.Celui-ci contient différentes informations comme la référence du satellite, l'heure d'émission et l'éphéméride( Calendrier ). Le recepteur calcule alors le temps mis par les signaux pour arriver sur la terre et en déduit une position. I faut trois signaux pour calculer une position sur un plan en 2D et quatre pour obtenir une altitude en 3D.

L’utilité d un GPS Dans le domaine robotique le GPS permet au robot de se localiser

Le Baromètre

Le fonctionnement d’un Baromètre L augmentation de la pression provoque la rotation de la barre autour du pivot ce qui entraine une force d appui sur le quartz qui génère une tension proportionnelle a la pression d ou le principe :la piézo-électricité.

L’utilité d’un baromètre Vous le savez, le baromètre est utilisé pour déterminer la pression de l’air, et cette dernière est affectée par la hauteur où nous nous trouvons par rapport au niveau de la mer, laquelle nous donne notre altitude. Étant donné qu’un GPS a besoin de notre latitude, longitude et altitude, avoir un baromètre intégré permettra un repérage GPS plus rapide et plus précis. car ce capteur pourrait également détecter l’altitude, ce qui serait pratique en situation montagneuse. La formule liant la pression a l altitude Patm = z x (m/v) x g Avec z :altitude du lieu en mètres

Le Galaxy Nexus est le premier téléphone sous Android à posséder ce capteur.

Le fonctionnement d’un accéléromètre Un accéléromètre est un capteur qui sert à calculer ,comme son nom l’indique ,l’accélération d’un objet se déplaçant linéairement.

Le fonctionnement d’un accéléromètre Pour les nouvelles technologies on utilise l’accéléromètre a lame vibrante. Les output d’un accéléromètre sont:

L utilité d’un accéléromètre Dans les smartphone on utilise l’accéléromètre généralement dans les jeux et la navigation GPS On a sur chaque axe un accéléromètre pour avoir un maximum de précision et couvrir tous les mouvements. Georgia Institute of Technology a fait une étude et elle a montré qu’on peut reconnaitre tous les textes tapés sur votre smartphone grâce à l’accéléromètre car chaque touche a sa propre vibration. Dans le domaine de la robotique l accéléromètre peut être utilisé comme un avertisseur de choc, quand la vitesse décroit brutalement.

gyroscope

L utilité d’un gyroscope Le capteur gyroscopique de l’appareil assure la fluidité des jeux lorsque le smartphone est incliné verticalement ou latéralement. lorsque vous faites pivoter le GSM vers le haut, le bas, la gauche ou la droite Le système Android se voit supporter nativement le gyroscope pour les téléphones qui l’embarquent. Un gyroscope à trois axes est un capteur de position angulaire, qui offrira dans le futur de meilleures intégrations dans les applications et jeux quant à la maniabilité et l’ergonomie.

L utilité d’un gyroscope

L utilité d’un gyroscope Dans le domaine robotique le gyroscope aide les robot balanceurs et les Homanoid à se stabiliser et pour calculer les déviations indésirables du robot causées par des facteurs externes, d'ou corriger le mouvement

Les périphériques

Les écrans tactiles amir

Les écrans tactiles résistifs Les systèmes résistifs sont constitués d’une plaque de verre dont la surface est conductrice (résistive:ITO). Celle-ci est recouverte par un film plastique dont la sourface est conductrice (résistive:ITO). Ces 2 couches sont tenues distantes par de microscopiques cales d’espacement; de plus, une couche additionnelle est ajoutée en surface pour éviter les égratignures (par exemple par les pointes de stylets). Un courant électrique est induit dans les 2 faces conductrices Pendant l’opération.

Les écrans tactiles résistifs Lorsque l’usager touche avec la pointe d'un stylet (ou d'un doigt), la pression exercée amorce un contact entre les 2 faces électrifiées. La variation dans les champs électriques de ces deux faces conductrices permet de déterminer les coordonnées du point de contact. Une fois les coordonnées déterminées, le traitement logiciel par le système s'établit.

Les écrans tactiles capacitifs Les systèmes capacitifs sont constitués par surface solide de type verre, laquelle est parcourue par une grille électriquement chargée et presque invisible à l’oeil nu. L’accumulation de charges électriques sur la plaque de verre lors du contact des doigts de l’utilisateur transfère une partie de ces charges dans les doigts, ce qui provoque un déficit qu’il suffit ensuite de localiser pour traiter l’information.

Les écrans tactiles capacitifs

La caméra IMAGE CAMéRA EMBARQU2 DANS UN ANDROPHONE

La caméra Les critères de choix d’une caméra Résolution, définition et qualité de l’image numérique: elle détermine la taille maximum des images que vous pourrez imprimer. Elle se mesure en pixels. Plus il y a de pixels, plus la résolution est élevée, plus l'image sera précise et détaillée, et plus vous pourrez imprimer vos photos en grand format. L’optique: il définit les angles de vision , la luminosité, l’utilisation jour et nuit et la qualité de la définition. La distance focale de la lentille et la distance qui la sépare de la surface photosensible.

Robotique&caméra Traitement d’image :la robotique et le traitement de l'image permet une fabrication ainsi qu'une assurance qualité irréprochables, rapides, fiables et économiques de produits les plus divers. Exemple d’application intégrant la robotique et le traitement d’image: _ Reconnaissance de la forme d'objets _ Reconnaissance du positionnement d'objets _ Applications «Pick&Place» la photographie :un robot doté d’un capteur camera pou prendre des photo ,on en voit des centaine de nos jour que ça soit pour les envoyer en espace et prendre des photos ou pour détecter la présence de quelque chose et lui prendre une photo.la coopération robotique photographie est surtout utile dans le domaine de surveillance et d’espionnage.

Robotique&caméra Reconnaissance faciale : le capteur camera est capable de prendre une image 2D d’une personne est de reconnaitre le visage de cette personne chaque fois qu’il pointe devant la camera c’est plutôt utilisé dans les système de sécurité. Elle comporte deux phases : _ la phase de détection de visage dans le champ de vision du robot _ la phase d'identification du visage

MICROPHONE Image

Le fonctionnement d’un MICROPHONE

L utilité du MICROPHONE exemple d’application à reconnaissance vocale : Voice Actions , c'est le nom de l'application, vous permettra de réaliser des actions sur votre smartphone sans toucher le clavier comme par exemple : _ composer un SMS  _ contacter un restaurant sans en connaître son numéro, il vous suffit de prononcer son nom  _ commander un robot Voice Actions est déjà installé sur les téléphones mobiles Motorola Droid 2  mais fonctionne seulement pour les terminaux tournant sous la version 2.2 d'Android .