Image de couverture par \enquote{oomlout}, sous licence Creative Commons Attribution-Share like 2.0 Generic (CC BY-SA 2.0)
\tableofcontents
\chapter{Introduction}
\section{Motivations}
J'ai décidé de faire mon travaille de maturité sur ce sujet car je suis passionné de robotique depuis tout petit. J'ai commencé en participant à un atelier de soudures à la Maison Picson\footnote{Établissement servant de cantine proposant aussi des activités à Blonay}. Je suis aussi allé à la première édition du Festival de Robotique à l'EPFL en 2008 et ai participé à deux ateliers (introduction à la programmation de microcontrôleur et soudure d'un robot DIDEL).
Je suis aussi passionné par l'informatique en général, la programmation ainsi que les logiciels libres.
\section{Présentation du travail}
TODO
\section{Les principes du logiciel libre}
Un logiciel libre est un logiciel qui respecte quatre libertés fondamentales~:
\begin{enumerate}
\item la liberté d'utiliser le logiciel
\item la liberté de copier le logiciel
\item la liberté d'étudier le logiciel
\item la liberté de modifier le logiciel et de redistribuer les versions modifiées
On retrouve aussi le terme \enquote{\emph{open source}}, mais celui-ci est ambigu : celui-ci pouvant désigner un logiciel des les sources sont disponibles mais non réutilisables ou redistribuable ou désigner un logiciel libre (comme définit par \gls{OSI}).
Les sources du logiciels sont soumis à des licences spécifiques garantissant ces libertés. Les plus connues sont la \gls{GPL}, la \gls{BSD} ou la MIT (une copie de cette dernière est disponible à l'annexe \ref{app:mit}).
Ce \gls{TM} est donc entièrement articulé autour de logiciels et matériels libres : \LaTeX et vim pour l'écriture de ce rapport, Arduino comme plate-forme, CMake et gcc pour la \gls{compilation}. Tout le code produit est donc placé sous licence MIT.
Les mots en \textbf{gras} sont des mots expliqués dans le glossaire ou des acronymes.
Les textes écrits avec \verb|cette police d'écriture| sont des extraits de code.
\chapter{Le matériel}
\section{Le choix de la plate-forme}
Il existe de nombreuse \gls{plate-forme} en robotique~: par exemple, le Boe-Bot de Parallax, utilisé dans les cours facultatifs de robotique de M. \textsc{Gardon}. J'ai fait le choix d'un Arduino car cette un plate-forme de plus en plus répandue, peu chère (20 € pour une carte programmable) et puissante. On trouve de nombreux exemples de \gls{DIY}, elle est programmable en \gls{C++} (donc il est possible d'utiliser des \glspl{bibliotheque}) et c'est du \gls{materiel libre}.
Il a été décidé de faire une station météo. Nous avons donc besoin d'un thermomètre (figure \ref{fig:BMP085}), d'un hygromètre (figure \ref{fig:BMP085} aussi), d'un baromètre (figure \ref{fig:TSL2561}) et d'un capteur de luminosité (figure \ref{fig:DHT22}). J'ai ajouté une horloge (figure \ref{fig:ChronoDot}) qui nous permettra d'avoir l'heure à laquelle les mesures ont été prises. Tous les capteurs ont été commandé sur le site d'Adafruit. L'hygromètre ne se connecte malheureusement pas en I²C, aucun capteur de ce type n'étant disponible.
J'ai vite été confronté a quelques limitations : la mémoire de l'Arduino ne peux contenir seulement 32256 octets de code compilé. Il ne peux donc pas contenir en même temps les \glspl{bibliotheque} pour utiliser les capteurs en I²C, utiliser le port RJ45 et utiliser la carte SD. La solution a été de couper le programme en deux : il y a donc un code pour afficher les mesures en direct à travers un navigateur web et un code pour prendre des mesures de manière régulière et les enregistrer.
Les deux programmes sont composés de deux fonctions principales. La fonction \verb|setup()| qui s'exécute une fois au démarrage du programme et la fonction \verb|loop()| qui est exécutée en boucle. La première sert donc à initialiser et configurer les capteurs et les puces. La deuxième sert à traiter les informations.
Plusieurs \glspl{bibliotheque} sont utilisées. Comme bibliothèques tierces, sont utilisés : \verb|BMP085| pour le capteur de température et de pression, \verb|Chronodot| pour l'horloge, \verb|DHT| pour le capteur d'humidité, \verb|TSL2561| pour le capteur de luminosité et, pour finir, \verb|WebServer| pour servir les pages web. Comme bibliothèques internes (fournie avec l'Arduino), sont utilisés : \verb|Ethernet| pour la puce de contrôle du port RJ45, \verb|SD| ainsi que \verb|SPI| pour la carte SD et \verb|Wire| pour l'I²C.
\section{L'enregistreur}
Un copie des sources est disponible à l'annexe \ref{app:logger}.
La fonction \verb|setup()| commence par initialiser la carte SD puis initialise les différents capteurs. Il configure ensuite le capteur de luminosité et finit par vérifier si le fichier DATA.TSV existe, le crée si il n'existe pas et y enregistre les en-tête (un exemple de se fichier est disponible à l'annexe \ref{app:data}).
La fonction \verb|loop()| récupère les différentes données des capteurs puis les enregistre. Elle finit en faisant une pause d'un temps définit.
\section{Le serveur web}
Un copie des sources est disponible à l'annexe \ref{app:web}.
La fonction \verb|setup()| commence par initialiser la puce de contrôle du port RJ45 et le serveur web et configure ce dernier, puis initialise les différents capteurs. Il configure ensuite le capteur de luminosité. Elle finit par appeler \verb|sendNtpPacket()| qui va interroger un serveur \gls{NTP} pour mettre à jour l'heure de l'horloge.
La fonction \verb|loop()| se contente de demander au serveur de s'occuper des connections entrantes. Ce dernier peux appeler deux fonctions : \verb|defaultCmd()| si la page d'index est demandée ou \verb|sensorsJsonCmd()| si c'est la page \enquote{sensors.json} qui est demandée.
La fonction \verb|defaultCmd()| se contente d'envoyer la page d'index dont le code source est disponible à l'annexe \ref{app:index}.
La fonction \verb|sensorsJsonCmd()| récupère les valeurs des capteurs puis les envoie dans le format \gls{JSON}. Un exemple est fourni à l'annexe \ref{app:sensors}.
\subsection{La page d'index}
Une fois téléchargée par le navigateur web, du JavaScript est exécuté. Ce JavaScript va télécharger la page \enquote{sensors.json} de manière régulière, analyser son contenu puis mettre à jour le tableau qui contient les valeurs.
