Le projet DataLab propose l’expérimentation d'animations sur la donnée, l'open data et les objets connectés. Il s'agit de permettre par chacun la réalisation d'une station de mesure connectée accessible, et d'expérimenter la collecte et visualisation de données numériques au service de projets scientifiques, citoyens, pédagogiques, artistiques, ludiques, professionnelles...
Difficulté
Technique
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Arduino, Informatique
Sommaire
- 1 Introduction
- 2 Étape 1 - Parton d'un questionnement !
- 3 Étape 2 - Qu'est-ce qu'un objet connecté ?
- 4 Étape 3 - Les milles et unes applications du DataLab
- 5 Étape 4 - Pas besoin d'être ingénieur.ieuse pour fabriquer une station connecté !
- 6 Étape 5 - Point Tech : le choix du matériel et du programme
- 7 Étape 6 - Usages en local
- 8 Étape 7 - Décupler son potentiel en ligne !
- 9 Étape 8 - Contribuez à la communauté !
- 10 Étape 9 - Sommaire et liens des tutos DataLab
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Introduction
Dans cette série de tutoriels, vous aurez l'occasion de découvrir étape par étape comment fabriquer votre station connectée : rassembler le matériel, installer votre programme, fabriquer votre boitier, connecter les capteurs de vos choix, visualiser et récupérer vos premières données, apprendre à lire ces données et les exploiter, et enfin personnaliser votre expérience et explorer toutes les possibilités de votre station. DataLab est un projet ouvert, inspiré des travaux du réseau des Petits Débrouillards sur la Captobox et 2 ans de développement et d’expérimentation dans le cadre des projet du D'Clic Lab, fablab animé par les Petits Débrouillards à Manosque. Invitant tous ceux qui le souhaitent à s'emparer du projet, y contribuer et le faire évoluer. Ce chapitre 0 introduit le projet, ses objectifs, des exemples d'applications et les liens clés pour suivre son actualité...
- Matériel et outils
Ordinateur 
Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données auquel il a accès. Des tests et des sauts conditionnels permettent de changer d'instruction suivante, et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment. Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture de composants d'interface (périphériques) qui représentent des données physiques extérieures en valeurs binaires (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression...). Une fois utilisées, ou manipulées, les données sont réécrites, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four ...). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu. La technique actuelle des ordinateurs date du milieu du xxe siècle. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères1 (domaine d'application, taille ou architecture).
Étape 1 - Parton d'un questionnement !
L'initiative de DataLab prend sa source de plusieurs constats :
- Actualité, économie, études scientifiques et sociales, compréhension de son environnement... Les données numériques sont PARTOUT !
- Les enjeux des données sont l'affaire de tous !
- On entend surtout parler de données personnelles et dangers sur notre vie privées mais beaucoup moins sur le potentiel et ce que permettent les données numériques dans notre quotidien.
- Malgré l'ouverture de jeux de données publiques, leurs usages par les citoyens restent encore minimes.
Comment se saisir des enjeux des données numériques et objets connectés ? => Jouons avec les donnés pour mieux les cerner !
Objectifs de DataLab :
- Favoriser la compréhension et l'intérêt des enjeux des données numériques.
- Lever les paliers techniques pour ouvrir l’usage des objets connectés au plus grand nombre.
- Animer une communauté. Ouvrir le dispositif auprès de nouveaux partenaires et échanger pour son évolution au service de projets à impacts positifs.
Étape 2 - Qu'est-ce qu'un objet connecté ?
Un objet connecté est défini, outre sa fonction principale, par la capacité à communiquer, envoyer ou recevoir des informations via un réseau de télécommunication, dans notre cas internet. Ces informations sont sous forme de données numériques (Data), un format transmissible, compréhensible et exploitable dans ce réseau.
Il peut en être d'un smartphone, d'une station météo, d'un frigo ou encore d'une machine à café, tant que ceux ci-sont capable de mesurer des informations de leur environnement, les transformer en données numérique, transmettre ces données via internet, ou encore en recevoir d'un utilisateur humain ou autre objet connecté pour interagir ou modifier ses actions.
Par exemple un radiateur connecté (Objet) peut, à l'aide d'un capteur de température mesurer celle-ci dans votre salon (Données), vous transmettre à des kilomètres cette information via internet (Connecté) sur votre smartphone qui va vous afficher l'évolution de température sous la forme d'un graphique (Analyse). Vous décidez de diminuer la puissance du chauffage, d’envoyer l'ordre au radiateur qui adaptera son fonctionnement.
Les objets connectés représentent un formidable outils de mesure pour améliorer l'étude et la compréhension de notre quotidien. Observer un phénomène, l'étudier, le quantifier, le comprendre pour enfin prendre des décisions, agir.
DataLab propose une documentation simple et accessible, un coût matériel minime, pour que chacun puisse fabriquer sa propre station de mesure connectée (ou son réseau de stations) au service de ses projets.
Étape 3 - Les milles et unes applications du DataLab
Une station de mesure connectée ? pour quoi faire ?
Les applications sont variées et peuvent servir autant pour des projets scientifiques, pédagogiques, citoyens, engagés, artistiques, individuels ou collectifs...
Il est possible de brancher sur sa station connectée une infinité de capteurs comme : capteur de température, pression atmosphérique, altitude, luminosité, qualité de l'air (particules fines, Co2, Co...), humidité de l'air, humidité des sols, détecteur de mouvements, pression mécanique, poids, magnétisme, son, présence d'eau, distance, GPS...
Partant de cette galaxie de capteurs et de données, nous pouvons imaginer une infinité d'usages :
- Une station météo connectée pour mesurer les variations et changements climatiques, ou encore étudier les paramètres météorologiques autour de chez soi, d'un potager, d'un champs ou d'un jardin partagé.
- Identifier les pics de pollens quand on est allergique. Mesurer la qualité de vie (pollution atmosphérique, sonore, lumineuse...) sur son lieux de travail, chez soi, sur son trajet pour l'école avec un cartable connecté.
- Détecter le passage d'animaux, fabriquer un réseau de nichoirs à oiseaux ou chauves souris ou ruches, et en apprendre plus sur le mode de vie d'une espèce ou pour mieux la protéger.
- Mesurer sa production quotidienne, mensuelle, annuelle de déchets avec une poubelle connectée, faire un concours inter-classe ou inter-établissement.
- Savoir enfin où son chat disparait pendant plusieurs jours avec un bracelet GPS.
- Connecter sa voiture, son vélo, sa trottinette, ses rollers... Étudier son parcours, sa vitesse, la pollution sur le trajet...
- Mesurer l'activité sismique, détecter les éclairs, le niveau des crues...
- et tant d'autres usages que vous pourrez inventer !
Étape 4 - Pas besoin d'être ingénieur.ieuse pour fabriquer une station connecté !
L'OBJECTIF capital du DataLab est de simplifier au maximum la fabrication et l'usage d'une station de mesure connectée (tout en permettant par son ouverture à des usagés avancés de personnaliser leur expérience et contribuer au projet). A ce titre, aucunes compétences ou connaissances ne sont requises hormis l'usage quotidien d'un ordinateur. L'installation du programme, étape souvent rebutante et complexe, est limitée à seulement 3 clics ! Les branchements des capteurs, reposant majoritairement sur le système Grove, sont plug and play et ne demandent aucune soudure...
Étape 5 - Point Tech : le choix du matériel et du programme
La version initiale de DataLab repose sur les cartes de programmation ESP32, similaire à la célèbre carte Arduino, mais offrant la puissance, le prix abordable, la simplicité et la capacité de stockage en local, et export via wifi intégré des données.
Plusieurs versions de la carte ESP32 ont pu être testé et sont compatibles pour cette première version :
- ESP32 dans sa version classique NodeMCU
- ESP32 Wemos avec socle de batterie intégré (non fourni)
- M5Stick C avec connectique Grove, batterie intégrée et de nombreuses fonctionnalités additionnelle pour de futurs usages.
Nous travaillons sur le portage du programme sur l'ESP8266 (encore plus abordable et répandu) et recherchons des contributeurs pour nous aider dans cette tache.
Le cœur du programme de DataLab est basé sur la documentation ESP8266React.
Étape 6 - Usages en local
Une fois votre station installée en l'espace de 2 minutes montre en mains, celle-ci génèrera un accès wifi local sur lequel vous pourrez vous connecter avec votre smartphone, tablette ou ordinateur et visualiser en temps réel les données issues de vos capteurs. Les données sont également téléchargeables au format CSV (Excel/Libre office Calc) en un clic.
Étape 7 - Décupler son potentiel en ligne !
Avec quelques étapes, configurez votre station pour transmettre vos données via internet en HTML ou MQTT sur une plateforme distante pour personnaliser votre tableau de bord et la visualisation de vos données. Via l'outils Thingsboard par exemple il vous sera possible sur une même page web d'afficher les données de plusieurs stations en simultanée ou de personnaliser la visualisation de vos données (graphiques, jauges, géolocalisation, fond d'écran, intégration sur un site perso...).
Étape 8 - Contribuez à la communauté !
Plus qu'un outil, nous souhaitons animer une communauté autour de DataLab. Permettre à tous.tes de contribuer à faire évoluer la plateforme, étendre les possibilités des stations, imaginer les nouveaux usages et les partager au plus grand nombre.
N'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations, pour fabriquer une station, être accompagné.e dans son projet, documenter et partager son projet, ou devenir contributeur.trice ! En nous joignant aux coordonnées à cette adresse : Contact
Les plus avertis peuvent accéder au code source du programme sur ce dépôt GitHub : https://github.com/DClicLab/DataLab
L'ensemble des contenus (programme, éléments de communication...) sont sous licence Creativ Commons BY-NC-SA.
Étape 9 - Sommaire et liens des tutos DataLab
Chapitre 1 - Rassembler le matériel
Chapitre 2 - Installer le programme DataLab sur la carte ESP32
Chapitre 3 - Connecter ses capteurs !
Chapitre 4 - Visualiser et exporter ses données en Local
Chapitre 5 - Créer son tableau de bord en Ligne avec ThingsBoard.io
Chapitre 6 - Exploiter ses données avec des outils de DataVisualisation
Chapitre 7 - ÉducoData, animer un atelier sur l'enjeux des données numériques
Chapitre 8 - Animer un club DataLab
Chapitre 9 - Galerie de projets de la communauté
Chapitre 10 - Piste de réflexions pour faire évoluer DataLab
Dernière modification 20/04/2021 par user:Mr Patate.
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