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Equiper une armoire PC (Chariot de recharge) Ergotron d'un cerveau - une histoire de savoir faire

✇Arduino & Raspberry Notepad
Par :Dominique Meurisse (MCHobby)

Bonjour à tous,

Dans les milieux scolaires, il devient courant de rencontrer une armoire Ergotron (chariot de recharge). Celle-cis sont destinés au stockage de PC, Laptop et tablette.

Dans cet article, nous allons parler de l'automatisation d'une telle armoire.


Projet mis en place à la demande du Lycée Français Jean-Monnet.
L'occasion pour MCHobby de mettre son savoir-faire à l'épreuve

L'armoire Ergotron

Commençons par jeter un petit coup d'oeil sur une armoire Ergotron.
Cette armoire dispose de serrures et même d'un anneau pour cadenas.

 


Itération 1: intégration

Chaque professeur dispose d'une cartes RFID fournie par le lycée. Système largement employé en interne et qui devrait idéalement permettre l'ouverture de l'armoire.


 A la fin de cet itération, l'armoire dispose:

  1. D'un microcontrôleur Raspberry-Pi Pico
  2. D'un lecteur RFID
  3. D'un détecteur d'ouverture de porte.
    Il ne faut pas qu'elle reste ouverte trop longtemps. 
  4. D'une interface utilisateur rudimentaire (buzzer, Led Rouge et Verte)
  5. D'un fichier d'autorisation (inclus dans le système)
  6. D'un fichier de log
    qui a ouvert l'armoire et quand? Quel sont les tentatives infructueuses.
Cette première itération débouche sur une carte de contrôle capable de fonctionner sur une batterie 12V (ou depuis un bloc d'alimentation 12V).

Une carte contrôleur avec le capteur RFID au dessus pour permettre une lecture directe des cartes RFIDs.

Itération 1: RFID + buzzer + LEDs
 

Au dessous la carte contrôleur présente toute l'électronique nécessaire au contrôle de l'armoire (détecteur de porte, loquet électro-magnétique)

Itération 1: carte contrôleur + détecteur de porte + ouverture de porte
 
Le loquet électromagnétique permet d'autoriser l'ouverture de l'armoire pendant une dizaine de seconde lorsque la carte présentée sur le lecteur est accepté.
 
L'image ci-dessous présente la modification nécessaire sur le système de fermeture pour empêcher/autoriser l'ouverture de l'armoire.
 

Itération 2: support WiFi

Ce qui serait bien maintenant, c'est de pouvoir utiliser une connexion WiFi pour:
  1. mettre à jour le fichier d'autorisation de la carte de contrôle.
    A intervalle régulier ou sur demande
  2. téléverser les logs sur un serveur
  3. autoriser une ouverture à distance (via requête WiFi).

L'ajout d'un afficheur LCD et d'un clavier numérique permet également de saisir des codes d'ouvertures (code pin) ou d'activer des fonctions spéciales.

Version avec Pico Wireless + LCD + KeyPad

Version avec Pico Wireless + LCD + KeyPad

 
Cette version WiFi du projet s'accompagne d'une API permettant à l'ensemble d'offrir les services connectés à l'armoire.
Cette API est également implémentée à l'aide de Flask et Python mais peut très bien être ré-implémentée sur un autre système/autre langage (ex C#)
 
L'afficheur LCD (avec rétro-éclairage RGB) sera bien utile pour affichés messages et autorisation d'accès.
Afficheur complémentaire


  1. Information générale
  2. Espace disponible
  3. Statut de la connectivité WiFi
  4. Ligne de statut (indiquant ici la saisir d'un code Pin)
  5. Nombre de caractère saisi pour le code Pin

La création de la bibliothèque esp8266-upy/qwiic-serlcd-i2c permet de prendre l'afficheur de SparkFun en charge.

Des caractères personnalisés ajoutés au projet permettent l'affichage de la connectivité WiFi.


Itération 3: détection des ordinateurs

En 3ieme itération, le but est de détecter les ordinateurs présents et absents.
Il ne s'agit pas ici de savoir si l'emplacement est occupé ou vide mais bien d'identifier l'ordinateur qui y est inséré!
 
Pour résoudre ce problème, nous faisons appel à l'impression 3D pour créer un réceptacle pour les ordinateurs.

Cette impression 3D prend place dans les divers emplacement et  permet d'insérer un ordinateur tout en le maintenant bien en position. Cette précision est nécessaire pour décoder le pictogramme d'identification apposé sur l'ordinateur, tablette, chromebook.

Ces éléments imprimés en 3D s'accompagnent de cartes d'acquisition (Reader), d'un bus de données blindé et d'une carte contrôleur.

Reader, Bus de données et Controleur

Controleur pour 3 bus de données
 
On y retrouve encore une fois un Raspberry-Pi Pico qui s'occupe de la gestion des bus et collecte des informations.
Le contrôleur met les données à disposition par l'intermédiaire d'une simple liaison série (le protocole est vraiment très simple).

L'intérêt de cette solution réside dans son autonomie car:

  • Il détecte automatiquement les emplacements (slot) disponibles.
  • Il détecte les conflits d'adresses sur un bus.
  • Il est capable de faire l'acquisition des données de la carte d'acquisition sur simple demande.

Voici, par exemple, un extrait d'échange entre un hôte et la carte contrôleur pour lister les emplacements détectés (commande VIEW).

----------------------------------------
Laptop Storage Detector (LSD).
VERSION:0.1.0
----------------------------------------
Initializing...
 
READY
VIEW
2.9
2.29
2.48

READY

Amélioration de dernière minute

Dans le même temps, le projet principal a bénéficié d'un petit upgrade.
Il est maintenant capable d'accepter une double alimentation batterie + réseau électrique.
Inutile d'utiliser la batterie si le l'armoire est branchée sur le réseau électrique (ce qui sera forcement le cas lorsque les PCs sont mis en charge).

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