Station Météo Embarquée

Le projet "Worldwide Weather Watcher" est une initiative portée par l'Agence Internationale pour la Vigilance Météorologique (AIVM), visant à équiper les navires de surveillance océanique avec des stations météo embarquées. L’objectif principal est de mesurer des paramètres environnementaux critiques contribuant à la formation de cyclones ou d’autres catastrophes naturelles.

Contexte :

De nombreuses sociétés de transport maritime ont accepté d’équiper leurs navires avec ces stations, à condition qu’elles soient simples d’utilisation, efficaces et pilotables par un membre de l’équipage. Une documentation technique sera fournie à cet effet.

Matériel sélectionné :

• Microcontrôleur : ATmega328 (Arduino)
• Stockage : Lecteur de carte SD (SPI)
• Temps réel : Horloge RTC (I2C)
• Signalisation : LED RGB (2 fils)
• Interaction : 2 boutons poussoirs (numériques)

Capteurs intégrés :

• Pression atmosphérique (I2C ou SPI)
• Température de l’air (I2C ou SPI)
• Hygrométrie (I2C ou SPI)
• GPS (UART)
• Luminosité (analogique)

Modules complémentaires prévus :

• Température de l’eau (analogique)
• Force du courant marin (I2C)
• Force du vent (I2C)
• Taux de particules fines (2 fils)

Objectifs pédagogiques :

• Analyser, concevoir et structurer un système embarqué en environnement critique
• Mettre en œuvre des capteurs et composants matériels sur microcontrôleur
• Fournir une documentation claire pour l’utilisateur et le superviseur final

Les Branchements :

Emboiter les 3 composants dans cet ordre délicatement en faisant correspondre les broches aux ports

Modes de fonctionnement :

Mode 1 : Mode Standard

Objectif : Acquisition régulière des données environnementales. Ce mode démarre automatiquement sans qu'aucun bouton ne soit pressé au démarrage. Le système lit les capteurs à intervalles réguliers (par défaut, toutes les 10 minutes, configurables via LOG_INTERVAL). Les données sont sauvegardées dans des fichiers sur la carte SD. Chaque fichier est limité à 2 Ko (FILE_MAX_SIZE), après quoi un nouveau fichier est créé avec un numéro de révision. Si un capteur ne répond pas dans un délai (TIMEOUT) de 30 secondes, la valeur "NA" est enregistrée.

Mode 2 : Mode Configuration

Objectif : Permettre la configuration des paramètres du système. Accessible en maintenant le bouton rouge enfoncé lors du démarrage. L'acquisition des capteurs est suspendue pour permettre l'interaction avec l'interface série. Commandes configurables via l'interface série : LOG_INTERVAL : Définir l'intervalle de mesure. FILE_MAX_SIZE : Ajuster la taille maximale des fichiers de log. TIMEOUT : Définir le délai de réponse des capteurs. RESET : Réinitialisation des paramètres aux valeurs par défaut. VERSION : Affiche la version du programme et un numéro de lot. CLOCK et DATE : Définissent l'heure et la date via le RTC. Après 30 minutes d'inactivité, le système retourne automatiquement en mode standard.

Mode 3 : Mode Maintenance

Objectif : Permettre l'accès aux données via l'interface série et remplacer la carte SD. Accessible depuis le mode standard ou économique par un appui prolongé (5 secondes) sur le bouton rouge. L'acquisition et l'enregistrement des données sont suspendus, mais les données déjà stockées restent accessibles. La carte SD peut être retirée en toute sécurité pour éviter la corruption des fichiers. Un nouvel appui prolongé sur le bouton rouge fait basculer le système vers le mode précédent.

Mode 4 : Mode Économique

Objectif : Optimiser la consommation d'énergie. Accès depuis le mode standard par un appui prolongé de 5 secondes sur le bouton vert. Ce mode réduit l'activité du système en désactivant certains capteurs et en doublant l'intervalle d'acquisition (LOG_INTERVAL). Un appui long sur le bouton rouge permet de revenir en mode standard.