Communication automatisée en Morse



J. Louis & D. Aurélien
Lycée Haroun Tazieff : 2nde C
Années 2021 - 2022

L’objectif de notre projet

L’objectif final est de transmettre un texte en Morse d’un ordinateur à l’autre. Pour ce faire, nous allons utiliser deux cartes Arduino Uno, deux bipeurs piézo-électriques et enfin, deux paraboles que nous concevrons nous-même. Afin de mener à bien nos recherches, nous avons décidé de scinder nos travaux en trois parties.

Dans un premier temps, nous programmerons la carte Arduino Uno en langage C++ afin que le bipeur émette un signal sonore correspondant au code Morse des chaînes de caractères (c’est-à-dire un texte) entrées par l’utilisateur. Il est à noter que :





Alphabet Morse nécessaire à la poursuite du projet.


Dans un second temps, nous programmerons l’autre carte Arduino Uno (toujours en C++, le langage adapté pour ce genre de travail) et son bipeur associé afin qu’elle puisse décrypter les signaux sonores reçus et qu’elle renvoie la même chaîne de caractère que l’ordinateur a transmis.

Dans un troisième temps, nous conceptualiserons deux paraboles identiques, dans l’optique de transmettre le signal sonore depuis une distance accrue. Nous calculerons donc ses dimensions à l’aide des différents calculs et équations, puis nous la modéliserons sur le modeleur volumique SolidWorks . Lorsque la parabole sera finie, nous l’imprimerons bien évidemment grâce une imprimante 3D.

Quand ces trois étapes seront achevées, nous testerons le fonctionnement de nos programmes ainsi que de nos paraboles, ce qui donnera lieu à la fin de notre grand projet.



Programmation, recherches et conceptualisation

1) Câblage


La fréquence maximale de ce bipeur (HPE-127) est de 4 100 Hertz. La fréquence séléctionnée lorsque l'on entre les caractères dans le moniteur série doit être la même que celle saisie en début de programme, ici, 115 200 baud.

                         


Connecteur n°2 d'une part et GND d'autre part.



2) Programmation : émission de signaux sonores en Morse


Après diverses recherches, nous avons commencé par créer un modèle-type, en partant de la lettre "a", que nous avons ensuite adapté à toutes les lettres de l'alphabet, puis aux chiffres. Nous n'avons toutefois pas opté pour un système en boucles, plus complexe, au profit d'un moyen plus facile, mais aussi plus long, qui consiste à décrire chaque son émis par la lettre entrée par l'utilisateur. Exemple pour une lettre :


Le programme en C++ permettant d'émettre les sons en Morse en fonction des lettre, peut être téléchargé ci dessous :


code_emetteur_version_1.ino code_emetteur_version_2.ino


(Il ne faut bien sûr pas oublier de sélectionner le bon port, dans "Outils" pour pouvoir transmettre les instructions à la carte.) Nous avons donc saisi ce code dans le logiciel Arduino Uno , nous avons ensuite cliqué sur les commandes "Vérifier" (afin de savoir s'il y a des erreurs) puis "Téléverser" (afin de transmettre le programme à la carte pour qu'elle l'exécute). Pour tester le programme, il suffit de sélectionner le moniteur série (toujours dans "Outils").

3) Exemple de test



4) Programmation : réception des signaux en Morse


Bien évidemment, une fois les signaux émis, il faut un bipeur (relié à une autre carte Arduino Uno elle-même reliée à un second ordinateur) pour les réceptionner et les traduire.

Voici le programme en C++ permettant de traduire les signaux sonores :


code_recepteur_version_1.ino code_recepteur_version_2.ino


Modélisation des paraboles

1) Conception de la carte Arduino Uno et du bipeur


Avant de modéliser les paraboles (une pour emplifier les signaux et une autre pour les réceptionner), nous avons modélisé deux éléments essentiels : une carte Arduino Uno ainsi que le bipeur piézo-électrique.

                           


Bipeur piézo-électrique et carte Arduino Uno modélisés sur SolidWorks .



2) Conception des paraboles

Nous avons par la suite modelisé les paraboles avec SolidWorks. En voici les dimensions :



            


Photo et modèle 3D de la parabole.


Ici vous pouvez télécharger la parabole au format STL afin de l'imprimer avec une imprimante 3D :



Parabole.stl




3) Test final