Le but de ce tutoriel est de décrire un principe de dispositif pour améliorer la sécurité des chasseurs et des promeneurs lors des battues au grand gibier. Il est basé sur un circuit de mesure inertielle (BNO055) et sur une carte Arduino UNO.
Difficulté
Moyen
Durée
7 jour(s)
Catégories
Sport & Extérieur
Coût
50 EUR (€)
Sommaire
- 1 Introduction
- 2 Étape 1 - Rappel des règles de sécurité
- 3 Étape 2 - Description du dispositif de sécurité inertiel
- 4 Étape 3 - Procédure d'utilisation
- 5 Étape 4 - Le circuit BNO055
- 6 Étape 5 - Configuration du BNO055
- 7 Étape 6 - Le code Arduino
- 8 Étape 7 - Prolongements
- 9 Étape 8 - Conclusion
- 10 Commentaires
Introduction
L'idée de ce dispositif est née suite à un grave accident de chasse au gros gibier où une promeneuse a été tuée. Le plus souvent ce sont d'ailleurs les chasseurs eux-mêmes qui sont les victimes.
Lors de ces parties de chasse en effet des balles sont utilisées, balles qui ont des portées létales jusqu'à plusieurs centaines de mètres. Bien sûr des procédures rigoureuses sont appliquées par les chasseurs pour garantir leur sécurité et celle d'éventuels promeneurs qui n'auraient pas vu les panneaux "chasse en cours" et qui se trouveraient dans la zone de chasse.
Pour ce qui nous concerne ici, on peut résumer ces mesures de sécurité par
- la règle d'exclusion des 30° qui minimise le risque d'atteindre les autres chasseurs par ricochet
- la règle du tir fichant qui garantit que la balle se fichera dans le sol
Ces mesures de sécurité sont appliquées par chaque chasseur à l'endroit du poste où il est affecté. La règle des 30 degrés limite la zone de tir à une portion de l'azimut (direction horizontale) alors que la règle du tir fichant limite l'élévation de la ligne de visée (site).
Nous allons voir comment l'utilisation d'un circuit de mesure inertielle MEMs permet d'enregistrer la zone de tir autorisée et de signaler ensuite au chasseur toute sortie de cette zone de tir.
Matériaux
Outils
Étape 1 - Rappel des règles de sécurité
Figure 1: On rappelle ici les définitions des limites en azimut et en élévation pour que la sécurité soit assurée.
Les zone d'exclusion de 30° par rapport à la ligne des chasseurs postés permet de limiter les risques de les atteindre par ricochet sur des obstacles (arbres, rochers).
Le repérage de ces zones se fait lors de la prise de poste, loin de tout stress et de l'excitation de la chasse.
Figure 2: Dans cette figure on explique que la description de la zone de tir autorisée est une simple fonction de l'élévation en fonction de l'azimut. L'azimut est limité par les deux zones de 30°. L'élévation maximale pour que le tir soit fichant dépend de l'azimut. Quand l'azimut pointe vers un sol nu à l'horizontale l'élévation est limitée par le risque de ricochet. Quand l'azimut pointe vers un pied de colline l'élévation peut être relevée. La présence d'une haie rapprochée oblige à abaisser l'élévation pour garantir qu'aucun tir ne sera effectué à travers la haie, même lorsqu'un animal de haute taille se présente.
Notre dispositif de sécurité est justement basé sur l'enregistrement de l'élévation en fonction de l'azimut.
Photo 3: Cette photo illustre une situation où un accident peut se produire. Dans la direction de ces sangliers il faut absolument limiter l'élévation pour que le tir soit fichant à l'avant du sanglier au premier plan. Le sanglier à l'arrière plan ne peut être tiré sans risque mortel pour un promeneur à plusieurs centaines de mètres dans la forêt.
Étape 2 - Description du dispositif de sécurité inertiel
Photo 1:
On a réalisé une maquette dispositif qui se compose
- d'un petit circuit imprimé portant l'unité de mesure inertielle BNO055
- d'une carte de contrôle (Arduino UNO) reliée au BNO055 par un petit câble (alimentation + interface I2C). On a également ajouté un buzzer à cette carte. Ce buzzer produit tous les signaux sonores nécessaires lors de l'enregistrement et de la phase de chasse.
La carte contrôleur pourrait se loger dans une poche intérieure de la veste de chasse et le câble pourrait circuler dans une manche, bien à l'abri de tout accrochage par la végétation lors des déplacements. Une version industrielle de cette maquette pourrait être réalisée facilement. Peut-être pourrait-on d'ailleurs en réaliser une version Bluetooth.
Photo2:
Afin d'évaluer la précision et la stabilité du système, on a réalisé une maquette en bois de fusil sur laquelle on a fixé le circuit BNO055. C'est la seule partie qui est à fixer sur son fusil. Le système de fixation est à définir pour être à la fois stable et ne pas gêner l'utilisation du fusil.
On a également adjoint un smart phone permettant de enregistrer ce que voit et entend le chasseur lors de l'enregistrement et lors de la phase de chasse.
Étape 3 - Procédure d'utilisation
Le code Arduino a été réalisé de façon à ce qu'aucun bouton poussoir ne soit nécessaire pendant l'utilisation, si ce n'est celui de la mise ON/OFF sur le boîtier. C'est le circuit BNO055 lui-même qui sert à commander les différentes actions, par des inclinaisons particulières. Les sons produits par le buzzer permettent de suivre les opérations.
Vidéo 1: Mode enregistrement
La procédure est la suivante:
- Vers le départ gauche de la zone d'azimut, on élève la ligne de visée à 45°
- On entend 3 bips pour indiquer qu'il faut se positionner précisément au début de la limite gauche de l'azimut et de l'élévation correspondante.
- L'enregistrement démarre au moment où un bip isolé se produit (2 secondes après les 3 bips). On dispose alors de 10 secondes pour arriver à la fin de la zone d'enregistrement, à sa droite.
- Lorsqu'après 10 secondes le second bip isolé retentit, l'enregistrement est terminé et le système passe alors en mode chasse.
Vidéo 2: Mode chasse
C'est très simple: Tant que l'on reste à l'intérieur de la zone angulaire enregistrée, le buzzer reste silencieux. Dès que l'on sort de cette zone, le buzzer avertit le chasseur qu'il ne doit pas tirer.
L'enregistrement de la zone reste stable pendant au moins une heure mais la dérive du module inertiel finit par faire dériver l'azimut. Il est recommandé de réenregistrer la zone de temps en temps. On peut réenregistrer autant de fois que l'on veut en appliquant la même procédure que la première fois.
Étape 4 - Le circuit BNO055
L'élément clef est un circuit intégré BNO055 de Bosch qui est un capteur inertiel réalisé en Technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System). Dans la partie gyromètre qui nous intéresse ici, une masse d’épreuve est mise en vibration et réagit aux rotations grâce à la force de Coriolis (https://www.youtube.com/watch?v=KiJ9xr8_GSI), comme le pendule de Foucault. En quelque sorte c’est un pendule de Foucault dans un circuit intégré…. Mais les dimensions ont été fantastiquement réduites, comme on peut le voir sur la figure 1....
Le circuit BNO055 est monté sur un petit circuit imprimé qui comporte également un régulateur de tension et un circuit d'interface:
http://www.robot-electronics.co.uk/files/BNO055-schematic.pdf
Ici nous l'avons utilisé avec l' interface I2C, après avoir fermé le pontet de sélection LK1.
De façon pratique, pour configurer et acquérir les mesures à partir d'une carte Arduino UNO, on a besoin d'un exemple type et de la notice du BNO055.
Cette notice peut être téléchargée ici: https://www.bosch-sensortec.com/media/boschsensortec/downloads/datasheets/bst-bno055-ds000.pdf
D'autre part, le vendeur du circuit (Gotronic) m'a fourni un exemple de programme pour acquérir les angles d'Euler, sans bibliothèque particulière, juste en s'aidant de la notice: https://wikifab.org/images/7/76/Mesure_de_la_vitesse_de_rotation_de_la_terre_avec_un_gyrom_tre_BOSCH_BNO055_BNO055.ino
Étape 5 - Configuration du BNO055
J'ai déjà utilisé ce circuit pour relever le défi de mesurer la vitesse de rotation de la terre de façon purement inertielle (Mesure de la vitesse de rotation de la terre avec un gyromètre BOSCH BNO055).
Dans cette utilisation le circuit était configuré pour mesurer les vitesses de rotation (°/s) autour de ses 3 axes. Ici on a besoin de la mesure de l'évolutionangulaire entre deux instants (°). Cette mesure est obtenue par intégration des vitesses angulaires. Ce qui est remarquable avec ce circuit, c'est que cette intégration est réalisée dans le circuit lui-même. Cela facilite à la fois la facilité et surtout la précision.
Étape 6 - Le code Arduino
Étape 7 - Prolongements
Le but ici était de démontrer que l'on peut réaliser simplement l'enregistrement d'une zone angulaire de sécurité avec un circuit utilisé dans les manettes de jeux.
On pourrait cependant facilement compléter le dispositif par d'autres fonctions très utiles pour un chasseur, par exemple le repérage des angles de 30°.
Enfin, notons que ce genre de système de repérage inertiel pourrait être inclus dans les lunettes de visées vendues pour les fusils de chasse....
Étape 8 - Conclusion
Ma motivation pour cette réalisation est venue suite à un fait divers (accident de chasse ). J'ai pensé à ce type de solution car j'avais déjà utilisé le circuit BNO055 pour relever le défi de mesurer la vitesse de rotation de la terre de façon purement inertielle (Mesure de la vitesse de rotation de la terre avec un gyromètre BOSCH BNO055).
Encore une fois ce circuit surtout utilisé dans les manettes de jeu et coutant moins de 25 Euros m'a permis de réaliser facilement un dispositif de sécurité précis et fiable.
Je ne sais pas si les chasseurs seraient vraiment intéressés par ce type de dispositif de sécurité qui viendrait en complément des mesures de sécurité qu'ils mettent déjà en œuvre lors des battues au grand gibier. Par contre je me suis bien amusé à le concevoir et c'est l'essentiel pour moi....
Une recherche internet m'a permis de constater que ce principe n'existe pas commercialement. En le décrivant ici, je fais donc cadeau de l'idée à celui qui voudra le fabriquer pour lui-même ou pour l'exploiter commercialement.
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