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L’ouvrage de référence : Les capteurs en instrumentation industrielle Georges Asch (Dunod) récapitule les capteurs existants et leurs applications. Ce livre est disponible au CRESITT et peut être prêté à nos adhérents.
Le CRESITT a réalisé un dossier veille technologique sur ce sujet.
Vous pouvez le télécharger gratuitement ci-dessous :
Les présentations du séminaire « Nouveaux capteurs pour les objets connectés » sont également disponibles gratuitement sur notre site : https://cresitt.com/seminaire-capteurs-et-objets-connectes/
La vision industrielle permet aujourd’hui de compléter ou assister l’opérateur humain en entreprise, notamment pour des opérations de contrôle qualité. Elle permet d’aider les opérateurs de contrôle en réalisant des tâches répétitives (comptage, présence de logo, détection de pièce cassée, tâche sur un objet, vérification de caractères, de codes-barres, etc…).
Le but de la vision industrielle est d’impacter la ligne de production lorsque le système détecte un élément non conforme, en l’arrêtant pour permettre à un opérateur de retirer la pièce défectueuse, ou bien effectuant une action automatique (éjection de la pièce à l’aide d’un automate, jet d’air ou mouvement mécanique, marquage laser ou RFID, mouvement d’un robot, enregistrement dans une base de données, remplissage d’un flacon, etc.).
La vision industrielle peut aussi servir à piloter un automate ou bras articulé pour placer des objets ou pièces, avant le passage dans une machine particulière. Les applications ne sont pas fermées, et peuvent probablement répondre à de nombreuses problématiques problématiques.
Un système de vision est composé le plus souvent :
> d’une caméra,
> d’un organe de calcul contenant un logiciel permettant de traiter l’image et d’en déduire une information : pièce bonne ou rejetée, défaut, lecture du code barre, …
> d’un éclairage dédié,
> éventuellement de détecteur ou cellule de détection pour les contrôles d’objets sur un convoyeur,
> d’une interface ou commande de sortie, parfois d’un actionneur.
Trois grandes familles existent pour les systèmes « clé en main », par complexité et coût croissant :
> les capteurs de vision,
> les caméras intelligentes,
> les systèmes de vision multicaméras.
Capteur de vision
- 800 – 2,5k€
- Processeur intégré à la caméra
- Simple d’utilisation et de mise en place
Éclairage souvent intégré - Fonctionnalités limitées
- Capteur à adapter en fonction de l’application (un capteur de vision qui peut détecter la présence d’un logo ne pourra pas lire de codes-barres, et inversement)
Caméra intelligente
- 3k – 6k€
- Processeur intégré à la caméra
- Prise d’image 5 à 10 fois plus rapide d’un capteur de vision
- Éclairage peut être intégré
- Contient plus d’algorithmes qu’un capteur de vision (plus large d’applications)
- Peut aller jusqu’à une vingtaine de Mpixels grâce à la puissance de calculs
Système de vision multicaméras
- 7k – 20k€
- Processeur dans un contrôleur dédié
- Possible de combiner plusieurs caméras et plusieurs éclairages sur un même contrôleur
- Plusieurs types d’éclairages disponibles, large gamme d’applications, traitement rapide
- Éclairage non intégré à la caméra (modulable) et piloté par le logiciel
- Nombreux algorithmes disponibles, très flexible
CRESITT Industrie dispose de simulateurs de vision, d’une caméra infrarouge, d’un capteur de vision, ainsi que d’un système de vision multicaméras. Ce matériel est utile pour tester la faisabilité, et le niveau de complexité de votre projet.
CRESITT Industrie utilise également des logiciels de traitement d’image libres tels que OpenCV ou GOCR, et maitrise les technologies de l’électronique et de la vision embarquée.
Les systèmes de vision restent moins performants qu’un Homme, qui reste irremplaçable dans les cas complexes. Cependant, les performances des systèmes de vision augmentent rapidement, et les couts baissent. Un système de vision étend les capacités humaines, les tests effectués par une machine sont reproductibles, ne varient pas dans le temps, ne dépendent pas de l’état de stress ou de fatigue de l’opérateur. Ils sont donc fiables et totalement objectifs. Cela évite les rebuts, les retours clients et permet une réduction des coûts.
De plus, un système de vision est plus rapide d’un homme, et peut fonctionner 24H/24 et 7J/7. Enfin, certaines technologies permettent de voir en dehors du domaine visible (caméra multispectrale, infrarouge).
La vision industrielle permet d’éviter de réaliser les contrôles répétitifs à des opérateurs, ce qui apporte une réponse à la problématique des TMS (troubles musculo-squelettiques). Ces opérateurs de contrôle peuvent alors être valorisés, en travaillant avec la machine (vérification des rebuts et modifications du programme si besoin, gestion de la ligne de production …) pour une qualité améliorée.
Le système de vision se veut complémentaire de l’opérateur, en intégrant le savoir-faire existant de celui-ci pour faciliter son travail, et lui permettre de réaliser d’autres tâches, moins manuelles ou répétitives.
Le choix d’un système de vision doit être étudié en fonction de votre environnement, de votre problématique, et toutes les possibilités doivent être envisagées. Face aux nombres importants de systèmes de vision, et à leurs développements ces dernières années, CRESITT Industrie et ses partenaires sont présents pour vous aider à réaliser votre cahier des charges, déterminer le niveau de complexité du système de vision à mettre en place dans votre entreprise, répondre à vos problématiques en vous proposant un accompagnement.
Les intégrateurs de solutions travaillent en lien avec les fabricants de matériels de vision pour vous aider au mieux dans votre démarche. Ils fournissent des systèmes de vision, ainsi que les moyens mécaniques pour les intégrer parfaitement dans votre entreprise, sur vos lignes de production.
CRESITT Industrie travaille en lien avec fabricants, intégrateurs pour vous aider dans vos démarches, et réaliser un cahier des charges précis de votre besoin.
Le système d’exploitation GNU Linux est multi plate-forme, sous licence open-source, gratuit, et adaptable. Il dispose d’une communauté de développeurs importante et la documentation sur son utilisation et le développement d’application est importante. GNU Linux permet de disposer d’un environnement où le support de la connectivité est native pour une large gamme de composants (IP, Bluetooth, Wi-Fi..). Le noyau GNU Linux et les distributions existantes sont de plus maintenues et les mises à jours des corrections de bugs et des failles de sécurité sont rapidement disponibles.
Des versions modifiées existent permettant d’être temps réel (patch préemptif, extensions, RTAI, Xenomai…).
Livre : « Solutions temps réels sous Linux », Christophe BLAESS)
Le terme open source s’applique majoritairement à du code logiciel pour signifier que le code source d’un applicatif, d’une librairie, d’un développement, est accessible, sous une licence particulière. Cette licence vous permet d’avoir accès au code, de le modifier et de le redistribuer gratuitement à contrario de certains logiciels libres, ceci dans un but de développements collaboratifs. (https://opensource.org)
Il est également employé pour des plates-formes ou des solutions matérielles sur les mêmes principes que pour le logiciel mais appliqué au matériel.
Il existe plus d’une centaine de distributions basées sur le noyau GNU Linux (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Linux_Distribution_Timeline.svg).
La majeure partie est toujours maintenue.
Les versions dépendent des cibles matérielles souhaitées, de la nature et de l’usage du support matériel (embarqué ?, PC ?, tablette ? 32/64 bits ?, temps réel ?, multimédia ? réseau ? généraliste ? performances ? Android ? etc..)
Une distribution GNU Linux regroupe le noyau GNU Linux avec un ensemble d’applications et un environnement graphique, le tout packagé sur un CD/DVD ou une image. Une fois installé il est possible de rajouter des applications et de faire évoluer les versions du noyau en allant chercher sur les serveurs de la distribution les différentes mises à jour.
Il existe des distributions dédiées à l’embarqué avec une limitation de l’empreinte mémoire, à la fois du noyau (limitation des drivers, librairie C allégée) et des applicatifs (choix d’applicatif allégers). Exemples : openWRT, emDebian, openEmbedded, Angstrom, openMoko, maemo. https://elinux.org/Embedded_Linux_Distributions
Il existe d’ailleurs des outils de création de distribution GNU Linux embarqué où le développeur configure le noyau GNU Linux et sélectionne la liste des applicatifs dont il a uniquement besoin.
Les mécanismes de mises à jour des distributions GNU Linux reposent sur une connexion Internet. Différents cas sont possibles : mises à jour automatique, mise à jour manuelle, demande de mise à jour de la part du système, mise à jour des applications, mise à jour de la distribution complète.
Les outils graphiques vont dépendre des distributions, mais il existe des outils en ligne de commande qui sont transversaux aux distributions et que l’on retrouve par défaut (apt, yum).
Les mises à jours sont disponibles sur des serveurs appelés « dépôts » dont les adresses sont pré-renseignées dans les applicatifs pré-installés.
CRESITT, Captronic, organismes de formation, auto formation en ligne via les tutoriaux, cours disponibles, site et forum des plates-formes embarquées
Android est un système d’exploitation open-source multi plates-formes de Google disponible sur les smartphones, tablettes, PC, cartes embarquées, automobile, montre, etc.
Il repose sur le noyau GNU Linux qui lui apporte les drivers de périphériques, gère l’autonomie des systèmes (https://source.android.com)
Les parts de marché et donc le nombre d’utilisateurs des deux systèmes est aujourd’hui (2016) en faveur d’Android (85 % monde).
Le modèle économique se différencie avec un modèle open-source pour Android et propriétaire fermé pour IOS.
Le développement implique d’avoir des produits 100 % Apple et de payer une licence de développement pour IOS, alors que pour Android les outils de développements sont multi plate-forme et accessibles gratuitement sans licence.
La disponibilité des mises à jour d’IOS est plus rapide et n’est pas soumise au bon vouloir des fabricants qui embarquent Android dans leurs produits.
Google met à disposition l’environnement de développement Android Studio. Cependant rien n’empêche le développeur de ne télécharger que le SDK et d’utiliser un simple éditeur et d’effectuer les compilations manuellement.
Apple met à disposition l’environnement de développement XCode.
CRESITT / Captronic
Pour plus d’information, nous contacter ou s’inscrire à la formation développement d’application smartphone.
Le dimensionnement du système va dépendre :
> De la consommation journalière du système (valeur, profil)
> De la situation géographique d’implantation la plus défavorable
> De l’autonomie désirée (jour de fonctionnement sans soleil)
La détermination de la capacité de la pile ou de la batterie va dépendre de la profondeur de décharge maximale acceptable, atteinte pour l’autonomie désirée, suivant le courant de décharge.
Connaissant l’autonomie désirée et le courant de décharge les datasheets des batteries et des piles présentent les courbes qui résolvent la valeur de la capacité à sélectionner.
La caractérisation de la consommation des systèmes est réalisée en utilisant les instruments de mesures adéquats (oscilloscopes, sonde de courant, analyseur de puissance). Le CRESITT dispose de l’ensemble du matériel.
L’optimisation s’appréhende par :
- Le choix des composants électroniques utilisés
- La réflexion sur les modes et la périodicité des modes de fonctionnement du système (veille, acquisition, traitement, transmission…)
- La mise en œuvre