RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE...RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE Ecole Polytechnique de Bruxelles Camera Thermique...

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RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE Ecole Polytechnique de Bruxelles Camera Thermique Infrarouge Natacha Nabet, Elisa Tasev, Baris Hasan Bakirci, Semih Köroglu, Aurélie De Clercq, Geoffrey Johnen, Daniel Farkas Etudiants en BA2 Groupe 6 2015-2016

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RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE

Ecole Polytechnique de Bruxelles

Camera Thermique Infrarouge

Natacha Nabet, Elisa Tasev, Baris Hasan Bakirci, Semih Köroglu,Aurélie De Clercq, Geoffrey Johnen, Daniel Farkas

Etudiants en BA2Groupe 62015-2016

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Table des matièresTable des Figures i

1 Introduction 1

2 Recherche 12.1 Moteurs de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.2 Mots-clés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.3 Equations de recherche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2.3.1 Caméra thermique infrarouge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.3.2 Capteur thermique infrarouge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22.3.3 Moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.3.4 Programmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.3.5 Microcontrôleur Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

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Table des figures1 Mots-clés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Mots-clés : Caméra thermique infrarouge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Mots-clés : Capteur thermique infrarouge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Mots-clés : Moteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Mots-clés : Programmation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Mots-clés : Microcontrôleur Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

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1 IntroductionCette année, dans le cadre du projet multidisciplinaire orientation "Biomédicale", les étudiants de BA2 à l’école

polytechnique de Bruxelles doivent réaliser une caméra thermique infrarouge contrôlée par un microcontrôleur Arduino.Afin de réaliser ce projet, il est important de se familiariser avec chacun des composants de la caméra en effectuant

des recherches sur Internet ou en bibliothèque. Etant donné la facilité d’accès à une quantité toujours grandissanted’informations, il est important de pouvoir la trier correctement.

Le but de la première étape du projet est donc d’établir des mots-clés pertinents afin de pouvoir commencer larecherche bibliographique. Après quoi, il est possible de combiner ces mots-clés au moyen d’opérateurs booléens pourformer des équations de recherche. Ces dernières filtrent les sources reçues par le moteur de recherche qui n’affichera quecelles qui répondent aux conditions imposées par les opérateurs.

2 RechercheAvant tout, il est nécessaire de se renseigner sur les différents éléments de la caméra thermique ainsi que sur les

différentes étapes de la création de l’image (programmation du microcontrôleur, du moteur, conversion des données,etc.). Les différents moteurs de recherche (voir 2.1) offrent un grand nombre de sources qui ne sont pas toujours fiableset adéquates . C’est pourquoi, l’établissement de mots-clés est primordial, en effet, ces derniers permettent, en lescombinants pour former des équations de recherche (voir 2.3), de filtrer seules les sources qui sont pertinentes.

2.1 Moteurs de rechercheGoogle

Créé en 1998, Google est devenu le moteur de recherche le plus utilisé dans le monde entier. Il donne accès àénormément de sites web et permet une recherche aussi bien générale que ciblée. Grâce à son algorithme, PageRank,Google classe les sites web par la quantité et la qualité des liens qui leur sont associés.[1]

Cible+

Cible+, le moteur de recherche des bibliothèques de l’Université Libre de Bruxelles, est un outil de recherche fiablequi permet, via une seule interface, de trouver divers livres, thèses, articles, revues scientifiques, et pour la plupartd’accéder à leur contenu en ligne. Cible+ permet, à partir d’une grande quantité de documents donnés, de restreindreles résultats de la recherche, grâce à sa classification bibliothécaire. Enfin, Cible+ se caractérise par son algorithmefavorisant les documents accessible via l’ULB.[2]

Google Scholar

Fonctionnant sur le même principe que Google, Google Scholar est un moteur de recherche contenant des documentsscientifiques, relus par un comité de lecteurs et provenant d’universités, d’éditeurs scientifiques et de multiples autresbureaux de recherche. Il touche à de nombreux domaines tels que la médecine, la physique et les sciences politiques.Enfin, il permet d’accéder au contenu des documents lorsqu’ils sont disponibles sur internet. Cependant, bien que son al-gorithme donne les résultats de la recherche en fonction de la pertinence, le classement qu’il effectue se veut mal connu.[3]

Techniques de l’ingénieur

Ce moteur de recherche contient des dossiers scientifiques rédigés par des spécialistes, dans tous les domaines traités.Ils donnent les fondements théoriques, des illustrations et des exemples d’application. Technique de l’ingénieur offre aussidifférents modes de recherche (par auteur, par thème,...) qui permettent d’affiner la recherche.[4]

Science Direct

Science Direct est une base de données, gérée par l’éditeur Elsevier, qui permet de trouver de nombreux ouvragesscientifiques et académiques et d’en consulter certains directement. Elle peut également classer les documents par mots-clés, auteurs, titre, etc.[5]

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2.2 Mots-clés

Mots-clés (français) Mots-clés (anglais)Application d’une caméra thermique infrarouge Application of an infrared thermal camera

Mesure thermique infrarouge Thermal infrared measureApplication d’un capteur infrarouge Application of an infrared sensor

Rayonnement infrarouge Infrared RadiationMoteur pas à pas Stepper motor

Servomoteur Servo motorPilote/contrôleur de moteur Motor driver

Programmation en C C programmingProgrammation en Phyton Python programmingMicrocontrôleur Arduino Arduino microcontroller

Arduino Nano Arduino NanoCapteur thermique Thermal sensor

Convertisseur analogue/digital Analogue/digital converterTraitement des données Data processing

Figure 1 – Mots-clés

2.3 Equations de rechercheLes équations de recherche sont des combinaisons de mots-clés (voir 2.2) reliés par des opérateurs booléens (AND,

OR,...). Elles permettent de cibler précisément les recherches effectuées sur les différents moteurs de recherche (voir 2.1)

2.3.1 Caméra thermique infrarouge

Application d’une caméra thermique infrarouge Application of an infrared thermal camera

Figure 2 – Mots-clés : Caméra thermique infratouge

- Source : Gade, R. and Moeslund, T. B., "Thermal cameras and applications : a survey", Springer-Verlag BerlinHeidelberg, 2013 [6]URL : http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/article/10.1007%2Fs00138-013-0570-5Equation de recherche : Camera AND ThermalMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce livre apporte des informations sur les caméras thermiques infrarouge et leurs applications

2.3.2 Capteur thermique infrarouge

Mesure thermique infrarouge Thermal infrared measureApplication d’un capteur infrarouge Application of an infrared sensor

Rayonnement infrarouge Infrared radiation

Figure 3 – Mots-clés : Capteur thermique infrarouge

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- Source : Micro-epsilon (site web), Mesure thermique sans contact : fondements [7]URL : http://www.micro-epsilon.fr/download/products/dat--infrarouge-fondemonts--fr.pdfEquation de recherche : Mesure AND Thermique AND InfrarougeMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu du site officiel de l’entreprise Micro-Epsilon spécialisée en capteurs thermiques,capteurs à distance et d’appareils de mesureIntérêt scientifique : Ce document apporte des informations sur le fondements physiques des capteurs thermiques sanscontact

- Source : Omron (site web), Capteur infrarouge thermique [8]URL : http://www.audin.fr/pdf/documentations/omron/regulateurs-de-temperature/ES1/ES1B.info04.fr.pdfEquation de recherche : Application AND Capteur AND Thermique AND InfrarougeMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu du site officiel de l’entreprise Omcron Electronics fabricant des capteurs thermiquesinfrarougesIntérêt scientifique : Ce document montre les différentes applications d’un capteur thermique infrarouge

- Source : FLIR (site web), L’imagerie thermique, une technologie prête à conquérir le reste du monde [9]URL : http://www.flir.fr/cs/display/?id=51839Equation de recherche : Application AND Capteur AND Thermique AND InfrarougeMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu du site de l’entreprise FLIR spécialisée dans la fabrication de caméra thermiqueIntérêt scientifique : Ce document offre des informations sur les différentes application des caméras thermiques

- Source : Raytek, Mesure de température sans contact par détection infrarouge [10]URL : http://support.fluke.com/raytek-sales/Download/Asset/IR_THEORIE_55514_FRA_REVB_LR.PDFEquation de recherche : Mesure AND Thermique AND InfrarougeMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu du site de l’entreprise Raytek fabricant des systèmes infrarougesIntérêt scientifique : Ce document apporte des informations sur les capteurs thermiques infrarouges et leurs bases théo-riques

2.3.3 Moteur

Moteur pas à pas Stepper motorServomoteur Servo motor

Pilote/contrôleur de moteur Motor driver

Figure 4 – Mots-clés : Moteur

- Source : A. Khiat, J.W. Spronck, J. Van Schieveen, S.Milosavljevic, J. Wei, P. Estevez, P.M. Sarro, U. Staufer,"Linear and rotational thermal micro-stepper motors", Microelectronic Engineering Volume 98, Pages 497-501,Elsevier, 2012. [11]URL : http://www.sciencedirect.com.ezproxy.ulb.ac.be/science/article/pii/S0167931712003681Equation de recherche : Stepper AND MotorMoteur de recherche : ScienceDirectValeur scientifique : Article issu d’une périodique trouvée sur ScienceDirectIntérêt scientifique : Cet article apporte des informations sur le contrôle linéaire ou par rotation d’un moteur pas-à-pas

- Source : M. Bendjedia, Y. Ait-Amirat,B. Walther, A. Berthon, "Position control of a sensorless stepper motor",IEEE transactions on power electronics Volume 27, N◦2, Pages 578 - 587, IEEE, 2012. [12]URL : http://ulb.summon.serialssolutions.com/search?utf8=%E2%9C%93&s.q=Servo+motor#!/search/document?ho=f&l=fr-FR&q=(stepper)%20AND%20(motor)&id=FETCHMERGED-LOGICAL-c2061-bb11277aa0238afbb1b9353d4c017fd3bc3613ecc620e4a5411522a15b491a5c0Equation de recherche : Stepper AND MotorMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Document issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Cet article donne des informations sur le contrôle du positionnement du moteur pas-à-pas

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- Source : Riazollah Firoozian, Servo Motors and Industrial Control Theory, Springer, 2014 [13]URL : http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/book/10.1007%2F978-3-319-07275-3Equation de recherche : Servo AND MotorsMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Document issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce document apporte des informations sur les différents servomoteurs

- Source : Omega (site web), "Stepper Motors : Introduction to Stepper Motors" [14]URL : http://www.omega.com/prodinfo/stepper_motors.htmlEquation de recherche : Stepper AND MotorMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Page web issue du site de l’entreprise Omega spécialisée dans la vente de moteur pas à pasIntérêt scientifique : Cette page apporte des explications brèves sur les moteurs pas à pas

- Source : StepperOnline (site web) [15]URL : http://www.omc-stepperonline.com/stepper-motors-c-1.htmlEquation de recherche : Stepper AND Motor AND SaleMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Site officiel de l’entreprise StepperOnline spécialisée dans la vente de moteurs pas à pasIntérêt scientifique : Ce site apporte des informations sur différents type de moteur pas à pas ainsi que leurs prix

- Source : CNC Router Source, "Stepper vs Servo Motors" [16]URL : http://www.cncroutersource.com/stepper-vs-servo.htmlEquation de recherche : Servo AND VS AND Stepper AND MotorMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu d’un site de vente de composants électroniquesIntérêt scientifique : Ce document compare les différentes caractéristiques des servomoteurs et des moteurs pas à pas

- Source : Lycée de Bugey, "Servomoteur" [17]URL : http://lyceedubugey.free.fr/Solar%20Event/Servomoteurs/Servomoteur.pdfEquation de recherche : ServomoteurMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Document issu du site du Lycée de Bugey (France)Intérêt scientifique : Ce document explique le fonctionnement des servomoteurs

- Source : Electromate, "Servo Drives [18]URL : http://www.electromate.com/servo-drives.htmlEquation de recherche : Servo AND Motor AND DriverMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Page issue du site de l’entreprise Electromate spécialisée dans la production et la vente de composantsélectroniquesIntérêt scientifique : Cette page apporte des informations sur les drivers pour les servomoteurs

- Source : Pololu, "Stepper Motors Drivers" [19]URL : https://www.pololu.com/category/120/stepper-motor-driversEquation de recherche : Stepper AND Motor AND DriverMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Page issue du site de l’entreprise Pololu spécialisée dans la production et la vente de moteur pas àpasIntérêt scientifique : Cette page apporte des informations sur les drivers pour les moteurs pas à pas

- Source : Future Electronics, "What is a Motor Driver ?" [20]URL : https://www.futureelectronics.com/en/drivers/motor-driver.aspxEquation de recherche : Motor AND DriverMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Page issue du site de l’entreprise Future Electronics spécialisée dans la vente de composants élec-troniquesIntérêt scientifique : Cette page apporte des informations sur les drivers

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2.3.4 Programmation

Programmation en C C programmingProgrammation en Phyton Python programming

Figure 5 – Mots-clés : Programmation

2.3.4.1 Langage C

- Source : K. N. King, "C Programming : A Modern Approach", 2nd Edition, W.W. Norton, 2010 [21]URL : https://books.google.be/books?id=vrbzAgAAQBAJ&dq=programming%20C&lr&source=gbs_book_other_versionsEquation de recherche : C AND ProgrammingMoteur de recherche : Google ScholarValeur scientifique : Livre trouvé à l’aide de Google Scholar et avec une équation de recherche qui correspond à nosbesoinsIntérêt scientifique :Informations sur la programmation en C nécessaire à la programmation de l’Arduino

2.3.4.2 Langage Pyhton

- Source : M. Lutz, "Programming Python", O’Reilly Media, Inc., 2010 [22]URL : https://books.google.be/books?id=qtdkAgAAQBAJ&dq=programming+Python&lr=&source=gbs_navlinks_sEquation de recherche : Python AND ProgrammingMoteur de recherche : Google ScholarValeur scientifique : Livre trouvé à l’aide de Google Scholar et avec une équation de recherche qui correspond à nosbesoinsIntérêt scientifique : Ce livre apporte des informations sur la programmation en Python qui est nécéssaire au traitementdes données par l’Arduino

2.3.5 Microcontrôleur Arduino

Microcontrôleur Arduino Arduino microcontrollerArduino Nano Arduino Nano

Capteur thermique Thermal sensorConvertisseur analogue/digital Analogue/digital converter

Traitement des données Data processing

Figure 6 – Mots-clés : Microcontrôleur Arduino

- Source : M. McRoberts, Beginning Arduino. Berkeley, CA : Apress, 2013.[23]URL : http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-1-4302-5017-3Equation de recherche : ArduinoMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : C’est une référence issue dans la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Cet ouvrage permet de se familiariser avec Arduino et ses fonctionnalités

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- Source : Arduino (site web)URL : http://playground.arduino.cc/Main/PanasonicIrSensorEquation de recherche : Arduino IR SensorMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Information trouvée sur le site officiel ArduinoIntérêt scientifique : Ce document explique comment coder un capteur de distance or, dans le cadre du projet, c’est uncapteur de température dont il est question. Néanmoins, la température et la distance sont toutes deux des donnéesanalogiques donc le code proposé est intéressant à analyser et peut servir de base pour le code final

- Source : Arduino (site web)URL : https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNanoEquation de recherche : Arduino NanoMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Information trouvée sur la site officiel ArduinoIntérêt scientifique : Il est important de se familiariser avec le microcontrôleur Arduino Nano puisque c’est celui fournitpour réaliser ce projet

- Source : Charles Bell, "Beginning Sensor Networks with Arduino and Raspberry Pi", Apress, 2013.URL :Equation de recherche : Arduino AND Temperature AND SensorMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique :

- Source : Tuto Arduino (site web), "Les capteur des température" [24]URL : https://tutoarduino.com/portfolio-items/tpbd2-2-detecteur-de-temperature/Equation de recherche : Tutoriels ArduinoMoteur de recherche : GoogleValeur scientifique : Site spécialisé en tutoriels Arduino qui en propose pour les utilisateurs de tous niveaux. Il faut s’enméfier car c’est un tutoriel proposé par des amateurs d’Arduino qui ne fournirait donc pas des codes optimisés avec dessyntaxes correctesIntérêt scientifique : Ce tutoriel apprend à programmer et construire un capteur de température au moyen d’un capteurde température, d’un Arduino et de divers câbles.

- Source : Zjajo Amir, "Low-Power High-Resolution Analog to Digital Converters Design Test and Calibration",Springer Netherlands, 2011. [25]URL :http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-90-481-9725-5Equation de recherche : Analog AND Digital AND ConverterMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre scientifique issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce livre traite de la conversion des données analogiques en données numériques, il est utile de savoirle faire si le capteur fournit des données analogiques

- Source : Pedro M Figueiredo and J. C. Vital, "Offset Reduction Techniques in Highspeed Analog-To-DigitalConverters", Springer Netherlands, 2009. [26]URL :http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/book/10.1007%2F978-1-4020-9716-4Equation de recherche : Analog AND Digital AND ConverterMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce livre apporte d’autres informations sur la conversion de données

- Source : Harold Timmis, "Practical Arduino Engineering", Apress, 2011 [27]URL : http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/book/10.1007/978-1-4302-3886-7Equation de recherche : Arduino AND Infrared AND Temperature AND SensorMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre scientifique issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce livre consacre un chapitre sur les capteurs thermiques infrarouges, il décrit le code ainsi que lefonctionnement du capteur et nous aide à comprendre les interactions entre l’Arduino et le senseur infrarouge

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- Source : Donald Wilcher, "Learn Electronics with Arduino", Apress, 2012. [28]URL : http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/book/10.1007%2F978-1-4302-4267-3Equation de recherche : Analog AND Digital AND ArduinoMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Dans le cadre de ce projet, il est utile de se familiariser à l’utilisation de l’Arduino

- Source : John-David Warren, Josh Adams and Harald Molle, "Arduino Robotics", Apress, 2011. [29]URL : http://link.springer.com.ezproxy.ulb.ac.be/book/10.1007%2F978-1-4302-3184-4Equation de recherche : Analog AND Digital AND ArduinoMoteur de recherche : Cible+Valeur scientifique : Livre issu de la bibliothèque en ligne de l’Université libre de BruxellesIntérêt scientifique : Ce livre indique comment coder différents composants robotiques (dont un moteur) avec un Arduino.

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Page 12: RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE...RAPPORT BIBLIOGRAPHIQUE Ecole Polytechnique de Bruxelles Camera Thermique Infrarouge Natacha Nabet, Elisa Tasev, Baris Hasan Bakirci, Semih Köroglu, Aurélie

[28] D. Wilcher, “Man, It’s Hot : Temperature Measurement and Control,” in Learn Electronics withArduino. Apress, 2012, pp. 227–249, dOI : 10.1007/978-1-4302-4267-3_10. [Online]. Available : http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4302-4267-3_10

[29] J.-D. Warren, J. Adams, and H. Molle, “Arduino for Robotics,” in Arduino Robotics. Apress, 2011, pp. 51–82, dOI :10.1007/978-1-4302-3184-4_2. [Online]. Available : http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4302-3184-4_2

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