Mémoire Final

5/13/2018 M moire Final - slidepdf.com

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ISET – Technologie Force

Introduction Générale

Nous nous assistons de jour en jour à un monde en mutation continue, dominé de plus en

plus par ceux qui maîtrisent la technologie. L'électronique et l'informatique sont à l'origine de la

dernière révolution industrielle et deviennent indiscutablement les principales issues vers la

maîtrise de cette technologie. Dans le domaine industriel, nous avons de plus en plus tendance

à réaliser des applications et des projets industriels adéquats à la progression technologique.

Et c'est dans ce sens que nous avons abordé notre projet de fin d'études qui a pour

thématique la conception et la réalisation d'une carte universelle basée sur un PIC qui permet

de commander des portails utilisant des moteurs à courant continu ou alternatif, tout en

réalisant la protection contre les surcharges et les courts circuits suite à un blocage éventuel du portail.

L’apport de notre projet par rapport aux autres cartes de commande est le caractère universel.

En effet, dans un endroit utilisant un portail automatique plusieurs pannes sont susceptibles

d’être déclenchés, la réparation et le diagnostic de telles cartes nécessite un temps important.

Influencé par ces observations et ces limites, un nouveau besoin de création d’une carte

universelle, facile à implanter à tout moment sans perte de temps, est de plus en plus

indispensable… Notre projet est réalisé autour d’un microcontrôleur pic 16F876 qui présente l’unité de

traitement capable de gérer les entrés et les sorties de notre carte universelle.

Nous avons essayé dans cette mémoire d'assurer une présentation claire et structurée qui

permette un repérage facile de l'information recherchée et une lecture efficace. Pour le faire,

nous allons tout d’abord introduire dans le premier chapitre une présentation générale de notre

projet ou on a mis le focus sur le cahier des charges, la présentation du projet et une étude préliminaire. Le deuxième chapitre intitulé spécification servira à définir notre système et ses

différents blocs. Le troisième, nommé conception étudiera la conception software et hardware.

Dans le quatrième chapitre, on s’occupe de la partie réalisation et implémentation de notre carte

universelle. Enfin, nous allons conclure notre travail par une conclusion générale et les futures

perspectives.

1




Chapitre 1hapitre 1 :

Présentation Généralerésentation Générale

Section 1 : Cahier des charges.

Section 2 : Présentation du projet.

Section 3 : Etude préliminaire

Section 1 : Cahier des charges

2




Objectif :

Ce projet de fin d’études a pour objectif d’étudier, de concevoir et de réaliser une carte de

commande universelle à base d’un pic 16F876 permettant de commander un système à partir de

ses entrées et ses sorties.Les entrées :

Entrée start

Entrée stop

Entrée photocellule

Les butés fin de course

Les sorties :

Moteurs

Lampe clignotant

Travail demandé :

Etude et conception de la carte de commande

Conception du programme coté PIC

Réalisation du système complet

Test final et validation

3




Section 2 : Présentation du projet

1. Etude de l’existant :

1.1 Introduction :

De nos jours, et suite a l’évolution de l’industrie aux enjeux d’assurer le plus de confort pour

l’être humain, des nouvelles idées ont étés inventé dans divers domaines par exemple les portails automatiques étaient l’une des technologies visée pour faciliter les taches à l’utilisateur

d’où la création des porte semi-automatique puis automatique. Cette technologie est

actuellement au cœur de la vie moderne.

Des tels portails donnent beaucoup de confort à l’utilisateur. En effet, cela lui permet

d’éviter de descendre et de se déplacer pour ouvrir la porte du garage, puis le fermer de

nouveau. Actuellement, une variété de portes existe dans le marché, on peut opter pour un

portail automatique en acier, en aluminium ou même en bois. De point de vue technique,

l’ouverture de telles portes peut se faire avec des battants ouvrants ou coulissants sur un rail.

Concernant la commande à distance, une télécommande permettra de commander le portail.

1.2 Automatisme de portail :

La variété de systèmes d'automatisme de portail offre l'avantage de répondre à tous les cas de

configuration. Selon que le portail est déjà posé ou non lors de l'installation, on n'optera pas

pour la même solution. Une éventuelle déclivité du terrain peut aussi imposer un modèle

d'automatisme plutôt qu'un autre. Il existe beaucoup d'autres critères comme le style de bâti

autour du portail, les impératifs budgétaires ou encore l'espace disponible pour l'ouverture.

1.3 Diversité :

La diversité dans les automatismes de portail ou automatismes pour porte de garage ou bien

encore pour les moteurs de portail coulissant, conduit à un large choix :

automatisme pour portail à battants

automatisme pour portail coulissant

automatisme pour porte de garage automatisme pour stores

4




automatisme pour volets

accessoires pour la domotique.

2. Problématique

La complication des algorithmes de codage et de décodages des cartes électroniques étaitl’une des solutions les plus pertinentes pour maximiser le confort et la sécurité des utilisateurs

Malheureusement, la technologie présente toujours des failles et des contraintes et crée

toujours de nouvelles besoins, en cas de pannes des portails automatique, pratiquement causé

par la carte électronique de commande, il est devenu très difficile et presque impossible d’en

réparer suite à la complications des systèmes qui sont derrières, d’où les réparateurs tendent à

remplacer tout le system par un autre. Cette problématique c’est posé comme un handicap

envers les réparateurs d’où le besoin de créer une carte électronique universelle qui serasusceptibles d’ouvrir n’importe quelle porte.

C'est dans ce cadre que nous aborderions notre projet de fin d'études qui a pour thème la

conception et la réalisation d’une carte universelle pour automatiser plusieurs type de portails.

3. Cadre du projet :

Le projet de fin d’étude fait partie intégrante de l’Institut Supérieur des Etudes

Technologiques de Sfax (ISET SFAX) et la société Technologie Force. En effet, le projet a pour but l’intervention pratique permettant à l’étudiant d’appliquer ses connaissances scientifiques et

techniques, de tester ses facultés et de confronter les savoirs théoriques parés à la pratique

professionnelle.

Présentation de la société

La société Technologie Force TF est une société de sous-traitance électrique et électronique

industrielle, qui est fondée en 2002 par son gérant Mr Abid Ahmed à l'adresse route Gremda

Km 6

TF est introduite dans les marchés nationaux et s'est formée une porte feuille de clients

importants tel que: société JMAL, ARMOFLEX, MED LIGHT, MATEM…

TF est capable de répondre à la demande de ses clients dans le domaine de l'électricité et de

l'électronique industrielle:

Câblage des armoires électriques.

Réalisation des cartes électroniques.

Réparation des équipements industriels.

Régulation & Automatisme.

5




A-0

A-0

Automatisme d’un portail

Porte en position initiale

Porte en position finaleOUVRIR OU FERMER

UN PORTAIL

AUTOMATIQUE

R

églages

Énergie électrique

Commande à distance

Fonctionnement automatique

Perte

Au sein de cette société on applique nos connaissances dans l’électronique et

l’électricité industrielle sous la tutelle de Mr Abid Ahmed qui fait de son mieux de nous

approcher et indiquer les choix, les méthodes de travail, la connaissance du savoir faire, la

rapidité dans les interventions.

Section 3 : Etude préliminaire

Introduction :

L'objectif fixé pour ce projet impose la réalisation d'une carte universelle basée sur un PIC

qui permet de faire fonctionner n’importe quel moteur (à courant continu ou alternative) toute

en réalisant la protection contre les surcharges et les courts circuits suite à un blocage éventueldu portail et qui doit être capable de gérer les entrés et les sorties à tout moment.

Analyse fonctionnelle

La fonction d’usage est de commander l’ouverture ou la fermeture d’un portail de manière

sécurisée, par un ordre transmis de manière distante, sans intervention mécanique de

l’utilisateur sur la porte de garage.

1.1 S.A.D.T :La figure ci-dessous est une modélisation de notre système

6




Figure 1.1 : Modélisation du système

1.2 Diagramme pieuvre

Le diagramme pieuvre (figure 1.2) montre l’interaction entre le système et son environnement

Figure 1.2 : Diagramme pieuvre

FONCTION DÉSIGNATION

FSP1

Ouvrir et fermer un portail automatiquementFC1 Commander à distance l’ouverture ou la fermeture de la porte

FC2 S’adapter à la porte

FC3 S’adapter au prix du marché

FC4 Minimiser le volume occupé

FC5 Être alimenté en énergie électrique

FC6 Se fixer au support

FC7Respecter les normes

FC8 Faciliter l’installation et le dépannage

7




FC9 Être agréable à l’œil

Tableau 1.1 : désignation des fonctions du diagramme pieuvre

Exemple d’un portail automatisé1.3 Architecture du système :

La figure 1.3 presente un exemple explicatif d’un portail automatisé avec ses différents

élements.

Un signal d’entrée issu de la télécommande permet de déclencher les moteurs qui

permettent l’ouverture et la fermeture du portail. Ces derniers sont commandés par une carte de

commande présentant l’unité de traitement (PIC).

8

Télécomman

de

Carte

électronique

Voyant

clignotant Moteurs

Jeu de

photocellules

Ante

nne




Figure 1. 3 : exemple d’un portail automatisé

1.4Identification des périphériques d’entrées/sorties3.2.1 Périphérique d’entrées :

- Télécommandes :

C’est un périphérique principal avec lequel l’utilisateur peut

commander le portait.

-Antenne :C’est un périphérique en option pour améliorer le porté de la

télécommande.

- Jeu de photocellules :

C’est un périphérique qui détecte la présence d’un obstacle pendant

l’ouverture ou la fermeture du portail.

-Buté fin de course

Le but des dispositifs de fin de course est de permettre au moteur de s'arrêter en temps voulu

3.2.2 Périphérique de sorties :

- Moteur(s) :

C’est une sortie principale pour l’ouverture et la fermeture du

portail (alimenté en courant alternatif ou continu)

- Voyant clignotant :

Ce périphérique à positionner sur le pilier, doit être visible de la rue

9





Spécificationpécification

Introduction

Mise en œuvre

Conclusion

10




Introduction :

Dans ce chapitre mous allons essayer de traduire les exigences du cahier des charges en une

représentation abstraite permettant de décrire le comportement et l’environnement du système

sans entrer dans les détails techniques, et cela en essayant d’établir une liste des besoins auxquels le système doit répondre en cherchant une réponse à la question « Quoi Faire ? ». Cette

expression doit modéliser et formaliser la réalité, d’une manière formelle, pour inciter la

compréhension du système.

Le développement d’un système nécessite l’adoption d’une méthode appropriée à sa nature

et à son domaine d’exploitation.

En effet, on va faire recoure à la méthode « S.A.R.T » (Analyse Structuré du Temps Réel) et

avec la variante « Ward et Mellor » qui se base sur l’analyse structurée pour spécifier etconcevoir les systèmes temps réel.

Cette approche doit présenter en premier lieu le diagramme de contexte, le diagramme

préliminaire et les diagrammes des flots de données. En deuxième lieu, un dictionnaire de

données qui définit tous les termes et les mots techniques utilisés au paravent.

Mise en œuvre :

2.1 Diagramme de contexte de données :

C’est un diagramme abstrait, qui représente tout le système à modéliser. Ce diagramme ne

contient que les processus dont le nom traduit leur fonction d’usage dans le système. Il est le

seul diagramme dans le quel les interfaces entre le système et son environnement sont

représentées.

Figure 2.1 : Diagramme de contexte

11




2.2 Diagramme préliminaire :

C’est le diagramme qui fait apparaître la décomposition de système en sous-systèmes et ne

processus primitif qui correspondent aux fonctions principales.

Chaque sous-système peut être considéré à son tour comme un système décomposable ensous-système .Ce diagramme contient dix transitions qui sont structurées de la manière

suivante :

Figure 2.2 : Diagramme Préliminaire Contrôler portail

2.3 Spécification de transformation de contrôle :

La seconde étape de la méthode S.A.R.T est la spécification de chaque transformation de

contrôle. Elle montre l’évolution dynamique du système. Cette spécification développe la

séquence d’exécution des transformations des données décrites dans les schémas des

transformations.

12




Figure 2.3: Spécification de transformation de contrôle « Contrôler portail »

Conclusion :La spécification est une étape préliminaire dans le cycle de vie d'un système. Elle permet de

répondre à la question « Quoi Faire ? ». Plusieurs méthodes sont utilisées pour ce but. Dans ce

chapitre, on a fait appel à la méthode S.A.R.T (Analyse Structuré du Temps Réel) pour spécifier

les besoins de notre système tout en établissant des différents diagrammes à savoir le

diagramme de contexte, le diagramme préliminaire et le diagramme d’état transition.

13





Conceptiononception

1. Introduction

2. Conception hardware

3. Conception software :

4. Conclusion

14




1. Introduction

Dans ce chapitre on a essayé de concevoir le système d’une façon générale. Cette partie

consiste à étudier la conception du system.

2. Conception hardware2.1 Conception préliminaire

La figure 1 montre que notre système est réalisé autour d’une carte de commande à base de

PIC. Pour la protection du PIC et l’adaptation des signaux d’entrée (Start, buté fin de course,

photocellule) on a utilisé un bloc d’adaptation.

L’alimentation des différents composants est assurée par un bloque d’alimentation.

Nous pouvons mieux comprendre à travers ce schéma explicatif :

Schéma synoptique :

Figure 3.1 : Schéma synoptique du système

15

Sorties

Entrées

Bloc d’adaptation Carte à base de pic

Alimentation




2.2 Conception détaillé

D’après la figure ci-dessous on peut décomposer notre system en 4 blocs :

Figure 3.2 : Schéma de principe

Bloc d’adaptationBloc d’alimentation

Bloc de commande

Bloc de puissance

I.2.1 Bloc d’adaptation

Le rôle de ce circuit est d’assurer la bonne protection pour le pic. Il est composé par des

optocoupleur (phototransistor), des résistances et des diodes comme le montre la figure ci-

dessous :

16

1

2

3

4

Figure 3.3 : Bloc d’adaptation




Nomenclature des composantes

Nombre Nom Description Désignation et valeurs

01 J1 Borné Borné de706 R1…….R6 Résistance 20k Ω06 U1…...U6 Optocoupleur Sfh615a

06 LED1…..LED6 Diode LED Ø3 mm

06 D1…...D6 Diode

Tableau 3.1 : Nomenclature des composantes (bloc de d’adaptation)

2.2.2 Bloc d’alimentation

L’alimentation du système nécessite un circuit d’alimentation qui peut traduire la tension de

l’alternatif au continu.

Pour obtenir une tension continue à partir d’une tension alternative il faut passer par les

étapes suivantes :

17

Figure 3.4 : schéma synoptique de circuit d’alimentation

220VA

C

5VDC

Redressement

Filtrage

Régulation

Transformation




BR1

GBPC800

1 2

J7CONN-H2

C4470u

VI1

VO3

G N D

2

U147812

VI1

VO3

G N D

2

U137805

C6470u

C7470u

C522n

C822n

+5v+12v

FUSE3A

La transformation : adaptation de la tension d’entrée avec un transformateur abaisseur

afin d’obtenir une tension désiré.

N.B : pour notre cas on a choisi que la transformateur soit à l’extérieur de la carte pour

minimiser le plus possible leur taille. Le redressement : il permet de supprimer l'alternance négative d'un signal en

conservant l'alternance positive.

Le filtrage il s’agit de réduire ("lisser") l'ondulation d'une tension redressée et pour cela on

utilise généralement un condensateur électrochimique de forte capacité

La régulation (stabilisation) Elle permet de stabiliser une tension à une valeur fixe, et

c’est nécessaire pour les montages électroniques qui ont besoin d'une tension qui ne fluctue

pas.

Figure 3.5 : Schéma de principe du bloc d’alimentation


Nombre Nom Description Désignation et valeurs

01 U13 Régulateur de tension L780501 U14 Régulateur de tension L7812

02 C5, C8 Condensateur 22nf 03 C4, C6, C7 Condensateur polarisé 470µf 01 Fuse Fusible 1A01 J7 Borné Borné de 201 BR1 Pont à diode

Tableau 3.2 : Nomenclature des composantes (bloc d‘alimentation)

Les composants utilisés :-Fusible :

18




C1100n

C2100n

X1

CRYSTAL

R12 10k

R11 10k

R10 10k

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN2/VREF-4

RA4/T0CKI6

RA5/AN47

OSC1/CLKIN9

OSC2/CLKOUT10

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC314

RB7/PGD28

RB6/PGC27

RB526

RB425

RB3/PGM24

RB223

RB122

RB0/INT21

RC7/RX/DT18

RC6/TX/CK17

RC516

RC415

RA3/AN3/VREF+5

RC0/T1OSO/T1CKI11

MCLR/Vpp/THV1

U7

PIC16F870

R9 10k

1B1

1C16

2B2

2C15

3B3

3C14

4B4

4C13

5B5

5C12

6B6

6C11

7B7

7C10

COM9

U10

ULN2003A

R810k

R710k

LED7

LED

LED8

LED

C3100n

R?10k

+5v

SWITCH1

1 2 3

J8CONN-SIL3

+5v

+24v

OF F

ON

1 2 3 4

8 7 6 5

DSW1DIPSW_4

R17

R16

U8

U9

R L 1

R L 2

U 1

U 2

U 3

U 4

U 5

U 5

Figure 3.6 : Schéma de principe du bloc de commande

Un fusible est un composant conducteur d'électricité qui accepte de laisser passer un courant

jusqu'à une certaine valeur, sans fondre. Au delà de cette valeur de courant limite, il fond et

empêche ainsi le courant de continuer sur sa lancée.

- Pont diode :Un pont de diodes ou pont de Graëtz est un assemblage de quatre diodes montées en pont,

qui redresse le courant alternatif en courant continu, c’est-à-dire ne circulant que dans un seul

sens

- Condensateurs (filtrage)

Le rôle du condensateur de filtrage, généralement un électro-chimique de forte capacité, est

de réduire l'ondulation d'une tension redressée lorsqu'on passe, par exemple dans une

alimentation, d'une tension alternative à une tension continue. Il permet, en quelque sorte, de"lisser" la tension ondulée.

Le condensateur de filtrage est monté en parallèle avec la sortie du pont de diodes.

La présence du condensateur de filtrage permet de réduire fortement ("lisser") l'ondulation

de la tension redressée

-Régulateur

Un régulateur sert à réguler ou stabiliser un potentiel sur sa broche de sortie, il peut être fixe

ou réglable (vis de réglage 25 tours) et être positif ou négatif par rapport à la masse (ex: 7805 positif avec en sortie +5V et 7905 négatif avec en sortie -5V).

2.2.3 Bloc de commande

Le circuit de commande est basé sur un microcontrôleur 16F876 de la famille microchip qui

gère toute les instructions du programme afin de commander les différents composants.

Nomenclature des composantes Nombre Nom Description Désignation et valeurs

01 U7 Microcontrôleur 16F876

19

http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode

http://fr.wikipedia.org/wiki/Montage_en_pont

http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_continu

http://fr.wikipedia.org/wiki/Montage_en_pont

http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_continu

http://fr.wikipedia.org/wiki/Diode




Figure 3.7 : Broche de fonctionnement de PIC

01 U10 Circuit ULN ULN2003

02 C1, C2 Condensateur 15pf

02 C3 Condensateur 100nf

04 R9…..R12 Résistance 10k Ω01 J2 Borné Borné de 301 X1 Quartz 4Mhz

01 DIP Switch DSW1

01 Switch boutant

Tableau 3.3 : Nomenclature des composantes (bloc de commande)

Les composants utilisés :

-Pic 16f876

Le circuit de commande est basé sur un pic 16f876, et pour bien comprendre ce dernier on

a choisi de faire cette étude :

Caractéristiques générales de PIC :

Le 16F876 joue le rôle d’un microprocesseur,intègre dans un boîtier de type « DIL

28 ». Il présente donc 28 broches (14

de chaque côté). Les broches sont

virtuellement numérotées de 1 à 28, la

broche 1 étant celle qui se trouve dans

le coin situé à gauche de l’encoche de

repérage.

Comme pour tout circuit intégré, chacune

de ses broches a une ou plusieurs fonctions

qui sont résumées par un sigle

mnémotechnique.

Les broches de fonctionnement :

Les broches de « fonctionnement » sont les broches qui permettent au microprocesseur de

fonctionner. Ces broches doivent obligatoirement être connectées pour que le 16F876

fonctionne correctement et qu’on peut les regrouper comme suit.

20




Les broches d’alimentations :

Ce sont les broches d’alimentations : 2 pour le 0V (Bleu) et 1 pour le +5V (Rouge).Les

broches du Quartz et de reset:Le 16F876 a besoin d’un élément de cadencement qu’est le quartz dont le rôle est de créer

des impulsions de fréquence élevée. Dans le cas du 16F876, le quartz utilisé est typiquement un

quartz de 20Mhz, c'est-à-dire qu’il va fournir 20 millions d’impulsions par seconde, Le

microprocesseur va se baser sur cette fréquence pour son fonctionnement interne. Le quartz est

connecté sur les 2 broches OSC1 et OSC2. La broche de réinitialisation (en marron) : Une

broche particulière du microprocesseur est la broche « /MCLR » (pour

reset), cette broche est d’avantage une broche de « contrôle » que de

fonctionnement. Cette broche a pour effet de provoquer la

réinitialisation du microprocesseur lorsqu’elle est liée à la masse. Ceci

provoque l’interruption du programme en cours qui va recommencer à

la première instruction, l’ensemble des registres du microprocesseur

vont être également remis à leur valeur de démarrage. Pour que le

microprocesseur fonctionne, il faut donc que cette broche soit

connectée au +5V en permanence. Sur la carte principale, un bouton

poussoir est prévu pour provoquer le reset par l’utilisateur. L’appui sur

ce dernier va mettre transitoirement la broche « MCLR » à la masse.

Les Ports du 16F876 :

Toutes les autres broches du 16F876 sont des broches de port d’entrée/sortie. Elles peuvent

aussi avoir d’autres rôles si les modules internes du 16F876 sont activés, Le 16F876 possède 3

ports différents :

- le port A (6 broches).

- le port B (8 broches).

- le port C (8 broches).

En total ça fait 22 broches disponibles. Toutes les broches de ces ports sont des broches

d’entrée/sortie, c'est-à-dire configurables en entrée ou en sortie. Avec ses broches, on peut faire,

soit sortir des données du 16F876 sous forme de 1 et de 0 correspondant respectivement à une

mise des broches au niveau HAUT ou BAS. Comme on peut également faire la lecture des

données sous forme de 1 et de 0 correspondant respectivement à un niveau HAUT ou BAS

21




présent sur ces broches. La structure de chaque port, à quelques variations prêtes, est grosso

modo la même :

- chaque port est configuré par un registre de port, nommé TRIS suivi par la lettre du

port. Ainsi le port A est configuré par le registre TRISA. Chaque bit de ces registres (TRIS ou

DDR) détermine le sens de communication des broches du port.

- chaque port possède logiquement un registre de données associé. Pour chaque broche

configurée en sortie.

La mémoire du 16F876 :

Il y a 3 types distincts de mémoire pour le 16F876 :

-Une mémoire FLASH (8K) :C’est la mémoire programmable proprement dite. Chaque « case » mémoire unitaire fait

13 bits. La mémoire FLASH est un type de mémoire stable, réécrivable à volonté. C’est ce

nouveau type de mémoire qui a fait le succès du microprocesseur PIC. Dans le cas du 16F876,

cette mémoire est de taille 8K

-Une mémoire RAM (368 octets).

C’est de la mémoire d’accès rapide, mais volatile (c'est-à-dire qu’elle s’effacelorsqu’elle n’est plus sous tension). Cette mémoire contient les registres de configuration du

PIC ainsi que les différents registres de données. Elle contient également les variables utilisées

par le programme.

-L’EEPROM Interne (256 Octets).

Le PIC 16F876 contient également une mémoire Electriquement effaçable, réécrivable

crevable et stable (appelée EEPROM). Ce type de mémoire est d’accès un peut lent.

Architecture interne du PIC 16F876 :

22




Figure 3.8: Architecture interne du PIC 16F876

Choix du pic

On a choisi le 16f876 car :

Il possède des entrées analogiques

Nombre de broche d’entrée/sortie important (satisfaire à notre besoin)

Utilisation des entrées analogiques

On a utilisé 2 entrées analogique l’une pour fixé la valeur de la consigne sur la quelle on va

faire notre comparaison et l’autre issu de la tension du moteur

Pour la comparaison on va jouer sur la tension c’est-à-dire au blocage du moteur le courant

va augmenter d’où la tension sera diminuée et suivant le programme qu’on a déjà élaboré, le pic

va lire cette mesure et va faire sa comparaison et on aboutira à deux conditions :

• Si la mesure égale à la consigne le moteur fonctionne normalement.

• Si la mesure est inférieure à la consigne le pic va donner l’ordre de l’arrêt du moteur

Pour les autres ports d’entrées du pic, qui sont relié avec l’environnement extérieur, on a

utilisé un opto-coupleur (Phototransistor) branché avec une diode et une résistance en série pour

chaque entrée afin d’assurer une bonne protection pour le pic.

23




-le circuit ULN2003

On a utilisé le circuit ULN2003 comme un intermédiaire entre le pic et les relais puisque le

courant de sortie du pic est trop faible pour les commandés.

-DIP

On utiliser aussi un DIP (switcher) pour introduire la base de temps (le top d’horloge).

2.2.4 Bloc de puissance

Le circuit de puissance est basé sur les relais avec lesquelles on peut commende les moteurs. Il

comporte deux parties l’une pour le circuit de puissance des moteurs à courant alternatif et l’autre pour

les moteurs à courant continu.

24

OF F

ON

8 7 6 5

DIPSW

1B1

1C16

2B2

2C15

3B3

3C14

4B4

4C13

5B5

5C12

6B6

6C11

7B7

7C10

COM9

U1

ULN2003A




Figure 3.9: Le bloc de puissance


Nombre Nom Description Désignation et valeurs02 U8, U9 Optocoupleur Moc3061

02 U11, U12 Triac Bta1202 RL3, RL4 Relais 621D012 24v

04 R14……R17 Résistance 2.2kΩ

02 R18, R19 Résistance 102

02 FUSE Fusible 3A01 J2 Borné Borné de 6

01 J3 Borné Borné de 403 J4, J5, J6 Borné Borné de 202 RB2 Pont à diode

Tableau 3.4 : Nomenclature des composantes (bloc de puissance)

Les composants utilisés :

-Les relais :

25




Le relais est une solution à la commande en puissance. Il assure en outre une isolation

galvanique en mettant en œuvre un mouvement mécanique. Comme son nom l’indique, il sert

en tout premier lieu à " relayer ", c’est à dire à faire une transition entre un courant faible et un

courant fort

Un relais " standard " est constitué d’une bobine ou solénoïde qui lorsqu’elle est sous tension

attire par un phénomène électromagnétique une armature ferromagnétique qui déplace des

contacts, voir figure et photo ci-dessous.

Figure 3.10: Schéma de principe d’un relais

- Les Optocoupleurs triac

Descriptions :

Les optocoupleurs ou photocoupleurs à sortie triac s’utilisent pour créer une isolation

galvanique entre le circuit de commande en basse tension et le circuit de puissance (charge) detension supérieur (par ex : 220 V~) .Il sont constitué d’une led de commande et d’un circuit

avec un triac pour la sortie.

Symboles :

26




Unités

Les optocoupleurs sortie triacs :

La broche 1 : Anode de la led de commande

La broche 2 : Cathode de la led de commande

La broche 4 : A1 du triac

La broche 5 : n’est pas connecté

La broche 6 : A2 du triac

-Les Triacs

Descriptions

Un triac est un composant bidirectionnel, qui peut laisser passer le courant dans les deux

sens. Ce composant possède trois électrodes : deux électrodes principales appelées A1 et A2

(pour Anode 1 et Anode 2), et une électrode de commande G (pour Gachette) qui permetd'amorcer (de déclencher) plus facilement la conduction du courant entre les deux électrodes

principales A1 (MT1) et A2 (MT2).

Symboles

3. Conception

software :

Organigramme

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Début




4. Conclusion

Dans ce chapitre on a essayé de concevoir le système d’une façon détaillée à fin de dégager

les différents blocs fonctionnels de notre système opérationnel. Dans le chapitre qui suit nous

allons entamer les étapes de réalisation du système ainsi que les résultats obtenus.

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Start

Activer moteur sens 1

Blocage Moteur Buté G Gérer temps

Arrêt moteur

Temps de repos

Activer moteur sens 2

Gérer temps

Arrêt moteur Arrêt moteur

Stop

Fin

Photocellule Buté D Blocage




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Chapitre 4hapitre 4 : Réalisationéalisation

1. Introduction

2. Réalisation matérielle

3. Réalisation logicielle

4. Conclusion

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Introduction

Cette étape consiste à réaliser et à valider le système désiré. Elle contient une partie

matérielle et une partie logicielle. L’aspect matériel doit respecter la disposition correcte des

composants. L’aspect logiciel concerne les outils qui servent pour la compilation ou lasimulation et programmation.

1. Réalisation matérielle :

Réalisation du circuit imprimé :

2.1.1 Traçage

Le circuit imprimé d’une carte est produit selon la méthode photographique « EAGLE »

ce logiciel est un éditeur graphique permettant la conception manuelle et automatique du circuitimprimé.

Figure 4.1 : Tracé du circuit imprimé sur papier calque

2.1.2 Insolation :

Cette opération se fait à l’aide de l’appareil d’insolation qui projette un rayonnement

ultraviolet sur la couche photosensible de la plaque, la durée est de quelques secondes (56s).

2.1.3 Développement

Pour dissoudre la couche photosensible, on émerge la carte dans un certain organique appelé

révélateur « R-V-P » pendant une minute jusqu’à l’apparition de l’éclat métallique du cuivre.

2.1.4 Gravure

Une fois le dessin reproduit, il faut plonger la plaque dans un bain de perchlorure de fer afin

de le graver.

Après nettoyage de la plaque avec de l’eau pour enlever la couche de perchlorure de fer

collée sur les pistes, on le nettoie avec l’alcool.

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Figure 4.2: la plaque après la gravure

2.1.5 Perçage

L’opération de perçage est un peu fastidieuse et délicate. Les trous sont percés avec un foret

de 0,8 mm de diamètre, Certains sont alésés à des diamètres inférieurs (0,6mm) et supérieurs

(1mm) selon les besoins.

Figure 4.3 : Perçage de la plaque

2.1.6 Soudure

La soudure peut se faire automatiquement avec une appareil spécial ou manuelle est avec cette

dernière qu’ont a utilisé.

Figure 4.4 Soudage des composants

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Implantation des composants :

Après la réalisation du circuit imprimé, on passe à l’implantation par la mise en place des

nombreux « straps » nécessaires. Les composants sont relativement serrés, pour cela on a

implanté en premier lieu les éléments de base profils tel que les résistances, les diodes puis lesautres composants. On doit faire attention à la polarisation des composants comme les capacités

chimiques et l’introduction des ports dans le bon sens.

On poursuivra par la pose des supports des circuits intégrés.

Circuit imprimé de la carte réalisée :

Pendant l’étude du circuit imprimé on a essayé de minimiser le maximum la taille de la

carte pour qu’on puisse l’introduire dans n’importe quelle boîtier. Pour cela on a utilisé des

composants CMC.

• Qu'et-ce qu'un CMS ?

CMS = Composant Monté en Surface (SMC = Surface Mount Component)

Ces composants sont donc montés sur un circuit imprimé sans "trous". On retrouve

quasiment la totalité des composants traditionnels sous forme de CMS, bien sur résistances,

condensateurs (chimiques ou non), selfs, transistors, circuit intégrés, leds, interrupteurs,

connecteurs, fusibles, etc...

L'avantage d'un CMS est qu'il occupe moins de place, donc permet l'implantation d'un plus

grand nombre de composants sur une surface donnée. D'autre part on peut implanter des

composants de chaque coté du circuit imprimé en vis à vis.

L'inconvénient principal c'est que sorti du contexte industriel il est plutôt difficile d'emploi

pour un bricoleur (repérage de sa valeur, préhension, réparation), mais avec de la patience il est

possible d'obtenir de bons résultats.

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Circuit imprimé de la carte :

Figure 4.5 : Tracé du circuit imprimé de la carte

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Figure 4.6 : Implantation des composants de la carte

NB : On a réalisé le circuit imprimé d’une façon qu’on peut le partagé en deux parties :

-La première partie pour réalisé une carte qui puisse commander des portails utilisant des

moteurs à courant alternatif.

-L’autre partie pour réalisé une carte qui puisse commander des portails utilisant des moteurs

à courant continu.

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Circuit imprimé fonctionnelle en courant alternatif

Figure 4.7 : Tracé du circuit imprimé fonctionnelle en courant alternatif

Figure 4.8: Implantation des composants

Circuit imprimé fonctionnelle en courant continu

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Figure 4.9 : Tracé du circuit imprimé fonctionnelle en courant continu

Figure 4.10 : Implantation des composants

2. Réalisation logicielle :

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Les étapes et l’outil de programmation du PIC :

3.1.1 Les étapes de programmation du PIC :

La plupart des compilateurs proposés sur le marché suivent le même algorithme de

programmation. La figure suivante décrit cette méthode :

Programme écrit programme traduit programme traduit

en langage Pic en assembleur en langage du Pic

Figure 4.11 : Etapes de programmation d’un PIC

3.1.2 L’outil de programmation du microcontrôleur :

L’environnement de développement « MikroC »

L’environnement Mikroc fonctionne actuellement avec tous les microcontrôleurs PIC et

permet de développer avec un maximum de confort toutes applications à base d’un PIC. Il

comporte :

Un éditeur de programmes

Un éditeur de liens

Un simulateur

Le compilateur Mikroc pour PIC sauvegarde les applications au sein de projets qui

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Fichier.bas Fichier.asm Fichier.hexAssembler Compiler

Conversion

Du programme en

langage assembleur

Conversion

De l’assembleur en

hexadécimal

Ecriture du

programme dans la

mémoire du PIC

Programmer

lePIC

PIC

16F876




s’apparentent à un fichier ‘projet’ unique (avec l’extension .ppc) ainsi qu’à un ou plusieurs

fichiers sources (avec l’extension .c).

Les étapes de mis en œuvre du programme avec MikroC

Création de projet :- Sélectionner New Project de puis le menu Project

- Saisir le nom du projet

- Donner l’emplacement du projet

- Sélectionner le nom de pic

- Sélectionnez l’horloge du composant

Figure 4.12: Interface du création d’un projet avec MikroC

Après avoir renseigné toutes ces informations, on clique sur OK. A ce stade, une nouvelle

fenêtre vide s’affiche afin que nous puissions y saisir notre programme. Voici la fenêtre :

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Figure 13 : La fenêtre de travail sous MikroC

Compilation du projet

Une fois qu’on a créé le projet et écrit le code source, nous pouvons le compiler en

choisissant l’option build du menu Project.

Après une compilation réalisée avec succès, le compilateur mikroC pour PIC génèrera les

fichiers de sortie (.hex) dans le dossier project (le dossier contenant le fichier projet ‘.ppc’).

L’outil d’implémentation de programme dans le PIC «IC-PROG » :

Le logiciel « MikroC » qu’on a présenté plus haut permet de créer un fichier « .HEX ».

C’est un fichier en code binaire machine (langage interne du microprocesseur du PIC) or ce

fichier doit être implémenté dans le PIC pour que celui ci fonctionne correctement. Pour cela, il

faut un logiciel qui permet la communication avec le PIC et l’implémentation du programme

dans la FLASH interne de celui ci. Il existe plusieurs sorte de logiciel qui permettent ce genre

d’opération par mis les quelles on trouve le célèbre IC-PROG. Actuellement ce logiciel dans sa

version 1.05A, permet la programmation d’une multitude de composants (presque toute la

famille PIC et EEPROM de chez Microchip).

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Fonctionnement de IC-PROG :

On lance Ic-prog

On clique sur ficher ouvrir

On cherche le ficher « .hex » à chargée dans le PIC

On clique sur Commande Programme tous.

Ensuite on déconnecte la liaison série du Programmateur. Une fois le programme chargé,

on peut mettre le PIC à sa place et on alimente la carte. Le programme sera exécuté directement,

la fenêtre suivante apparaît :

Figure 14: Interface du logiciel Ic-PROG.

3. Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons présenté les techniques que nous avons utilisées pour mettre enœuvre notre projet. En premier lieu, nous avons entamé la réalisation des cartes. Ensuite, nous

avons présenté l’environnement de programmation.

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Conclusion et Perspectives

Ce projet a été mené au sein de l’entreprise Technologie Force. Il a des apports

bénéfiques sur plusieurs niveaux. En effet, nous avons pu approfondir nos connaissances dans

des nouvelles technologies

Notre intérêt dans ce projet fût la conception et la réalisation d’une carte universelle

pour la commande des portails, pour mener ce projet à terme, trois grandes parties ont été

dégagées :

Une première partie était l’étude de l’existant pour la commande des portails et

une recherche des documents et apprentissage de quelques techniques de l’électronique.

Une deuxième partie était l’étude et la conception du système. Ceci a mené à

l’étude présentée au niveau du chapitre conception. La troisième partie concerne la réalisation des différantes cartes du projet et aussi

la réalisation d’un programme d’acquisition, Ceci a mené à l’étude présentée au niveau du

chapitre réalisation et puis une fois les composons sont implémentés une partie de tests

comparatifs était nécessaire pour mettre en évidence la crédibilité de notre système.

Avant de clôturer remarquons qu’il est possible de rajouter diverses améliorations à

notre projet de fin d’études.

Citons par exemple : L’ajout d’un module X-MAS (équipé d’une carte SIM) pour utilisez le téléphone

portable comme une simple télécommande

Utilisation d’un codeur (qui convertit un déplacement linéaire ou rotatif en

signaux numériques ou en impulsions) pour la mémorisation des limites de l’ouverture et la

fermeture du portail

Finalement, l’avantage de mener ce projet fut triple, du fait qu’il nous a permit de

maîtriser l’environnement de programmation des PIC et de conception et la réalisation descartes électroniques enfin, d’épanouir nos capacités de communication dans un environnement

professionnel.

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Mémoire Final

Documents

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