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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSIT

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI, TIZI-OUZOU FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE ET DE L’INFORMATIQUE DEPARTEMENT D’ELECTRONIQUE Mémoire de fin d’études Présenté en vue de l’obtention du Diplôme d’Ingénieur d’Etat en Electronique Option : Instrumentation Thème : Réalisation d’une carte de commande d’un agitateur magnétique Proposé par : Présenté par : Mr : TRIKI.H Mr : HAMROUN Ali Dirigé par : Mr : KHALFAOUI Rabah Mr : LAGHROUCHE.M Année universitaire 2008/2009 Soutenu le : 01/07/2009 Chapitre I : description de l’agitateur magnétique Introduction générale……………………………………………………………..1 I. Description de l’organisme d’accueil ……………………………………………………………..……..………2 I.1. Historique de l’organisme d’accueil …….……………………………………………………..….…….……..2 I.2. Les produits de L’ELECTRO-INDUSTRIES ……………………………………..….........2 I.3. Localisation de l’entreprise ……………………………………………………………..…………………….…3 I.4. Description de la structure ……………………………………………….….……….………….………….…..4 I.5. Mission et objectifs de l’organisme d’accueil ……………………………...…………………….……………..5 I.6. Description de l’agitateur magnétique de l’ENEL ……………………………..……...................................…7 I.6.1. Le domaine d’application …………………………......…….………….…….………………..…………8 I.6.1.a. Réactifs …………………………………………………..……..………………….…………………….8 I.6.1.b. Mode opératoire …………………..….………………..………………………….…………………..…9 I.7. Description de l’agitateur magnétique à réalise………………………………….….………….……………...…9 I.7.1. Définition ….………………………………..………………………..………………..………………….9 I.7.2. Le mode de fonctionnement …………..…………………….…..…...….……………..………………...10 I.7.2.a. Le mode de configuration ……………………………....…………………..………..…………………10 I.7.2.b. Le mode marche ……………………………….......…….…..…………….……………………………11 Chapitre II : Conception Matérielle de la Carte de Commande II.1. Le schéma synoptique du Montage…………………………….….……………….………………………….......12 II.2. Cartes à microcontrôleur …………………………………………...…..………….………………………….…..13 II.2.1. Introduction ……………………………………….….………………………………………………….….13 II.2.2.Choix du microcontrôleur……….……..........…………………………………………………………........13 II.2.3.Lecircuitd’initialisation………………………………….……….…………………………………….….…..14 II.2.4.L’Oscillateur ……………………………………………………………………...………………………….........15 II.2.5 Carte de clavier ………………………………………………………………….…….………………….….…16 II.3.Carte d’affichage …...……………………………………………………………………………………….….……17 II.3.1. Définition de l’afficheur LCD …...……………………...………….….……………….17 II.3.2. Commande d’un afficheur LCD ……………...………………….…………………….……………………18 II.3.3. Fonctionnement de l'afficheur LCD ……………………………………………………19 II.4. Capteur de température ……………………………………………...………….……....…19 II.4.1 Introduction …………………………………………………………..………………...……………………..19 II.4.2. Le circuit de conditionnement …………………………………………………………….….......................21 II.4.3. L’Etalonnage de la sonde (pt100)……………………………………….…………………….……………..22 II.4.4. Commande d’une résistance chauffante ……………………………….………………….………………..24 II.5.Carte de commande du moteur à courant continu…………………………………………………………………...25 II.5.1.Introduction …………………………………………………………...……………………………………….25 II.5.2.Description………………………………………………..…………………………………………………….25 II.5.3 Principe de fonctionnement ……………………………...………….…………………………………...……25 II.5.4. Caractéristiques de base du moteur à courant continu……………….……………..…………………….…..27 II.5.4.1. Les caractéristiques couple-vitesse de rotation …………………………………………………………..……....27 II.5.4.2. La relation entre la vitesse de rotation et la tension d’alimentation ……….………………..……..……………..28 II.5.5.Partie puissance du moteur……………………………………………………….………………………………..….29 II.6. Capteur de vitesse ……………………………………………………………….……………………………….…..…29 II.6.1.Tachymétrie..…………………………………………...…………………………………………….……..….29 II .6.2. Caractéristique d’une tachymétrie ……………………...…………………………………………………....30 II.6.3 Circuit de conditionnement de tachymètre …………….……………………………………………………...30 II.6.4. Commande PWM (modulation à largeur d’impulsions)…………………...…………….............................31 II.7. bloc d’alimentation ……………………………………………………………………………….............................…34 Chapitre III : Conception logiciel de la carte de commande III.1Introduction ……………………………….……………………………………..……………….………………..……..…35 III.2. Les variables et les constantes …………………………………………………...………………………………………35 III.3. Les organigrammes …………….…………………………………..…………..……………………………………….36 III.3.a. Organigramme d’initialisation ………………………………..……………………………………………..…..36 III.3.b. Organigramme de mode configuration ……………………………………..…………………………………….36 III.3.c. Organigramme de mode marche ……………………………..…………….…………………………………..38 III.3.d. Sous programme clavier ………………………………..………………………………....................................40 III.4. Ecriture et Transfère du programme dans le PIC ………….…………..……………………………………………….…44 III.5.Utilisation du logiciel CCS ………………………………………………………………………………………………...44 III.6. Utilisation du logiciel ICprog ………………………………………………………………………………………..…..48 Chapitre IV : Réalisation Pratique IV. 1. Développement de la maquette ………………………………………….…………………………………………....52 IV. 1. 1. Schéma électrique de la carte de commande …………….…….….………….……………………………………..52 IV.1. 2. Circuit imprimé de la carte de commande………………......………………….…................................................53 IV.1.3.Implantation des composants de la carte de commande ……………………………………………………………....54 IV. 1. 4. Schéma électrique de la carte de puissance ………………………………...……………………………………..…54 V.1.5. Circuit imprime de la carte de puissance…………………………………………..……………………………….….55 IV.1.6. Nomenclature des composants …………………………………………………………………………………..….56 IV.1.7.Teste pratique …………………………………………………………………..……………………………………...59 Conclusion Générale………………….…………………………………………………………………………………….....61 Annexes Références Bibliographiques Remerciements : Nous remercions M.LAGROUCHE, notre promoteur, pour la totale confiance qu’il nous a accordé. Nous lui sommes tout particulièrement reconnaissants pour les conseils et l’autonomie qu’il a su nous donner qui nous ont, entre autre, permis d’élargir l’horizon de nos recherches. Nous remercions M.TRIKI pour tous les conseils et toutes les orientations qui nous a donnés, et particulièrement pour tout l’intérêt qu’il a porté à notre travail. Nous ne remercierons jamais assez nos deux familles qui nous ont aidés et encouragés à élaborer ce mémoire en nous offrant un espace de travail très convivial. Nous remercions également M .H.MUSTAPHA, K.SOUFIANE, M. ALIOUAT qui nous ont apportés une aide et son oublie les responsables de la division METROLOGIE et tous nous amis(es). Nous remercions les membres du jury de nous avoir fait l’honneur de juger notre travail. Enfin, Nous tenons à exprimer notre reconnaissance à toutes celles et à tous ceux qui ont contribué, directement ou indirectement, au bon déroulement de notre travail. Gloire a dieu, qui a permis à ce modeste travail de voir le jour. Je le dédie à ; Mes très chers parents qui m’ont soutenu durant toutes mes années d’étude. Mes très chère sœur Taous et Meriem. Mes très chers frères : Brahim avec sa femme Farida et sa fille Nesrine. Et Boussad avec sa femme Rachida et sa fille Amira. Idris et Sadi. Toute la famille Hamroun Sofiane qui ma donnée un aide dans ce travail A HAMROUN Mustapha qui ma soutenu dans mon travail Ma tente et mes Oncles Mes très chers amis A. Brahim, T. Karim. Tous mes camarades de la section. En fin, je le dédie à ma très chèreKatia qu’elle est toujours à mes côté HAMROUN. Ali Dédicaces Est comme chaque début à une fin ! Voila un long chemin qui s’achève, avec ce ci-modeste mémoire. Je le dédie en première lieu à ma famille qui n’a jamais cesse de me soutenir et de m’assiste à toutes mes épreuves qu’elles soient difficiles ou non, en particulier : Mes chers parents Ma chère tante Mes chères grands- mères Mes belles sœurs Mes neveux frères Tous mes amis(es) Et SOUFIEN qu’est contribué de prés de la réalisation de notre mémoire KHALFAOUI Rabah Introduction Générale Introduction générale L’agitateur magnétique est un appareil utilisé par les chimistes ou autre public pour chauffer ou agiter sous une température donnée des solutions. L’agitation est réalisée par un mouvement de rotation d’une petite pièce métallique se trouvant dans le récipient de la solution. Ce mouvement va être provoqué par un mouvement de rotation d’un aimant monté sur l’arbre d’un moteur. Le moteur et l’aimant seront placés au dessous du récipient de la solution. La vitesse d’agitation varie entre la vitesse nulle et la vitesse maximale de l’agitateur. Le chauffage est réalisé par une plaque chauffante sur laquelle on pose le récipient de solution. La valeur de la température de chauffage varie entre la valeur de la température ambiante et la valeur de la température maximale de l’appareil. L’objectif de notre travail consiste à réaliser une carte de commande pour un agitateur magnétique utilisé dans le laboratoire de chimie de l’entreprise électro-industrie (ex ENEL). Pour ce faire nous établi le plan suivant : Le premier chapitre est consacré tout d’abord à donner la description de l’organisme d’accueil de l’entreprise, la description de l’agitateur magnétique et le domaine d’utilisation. Le second chapitre est consacré à présenter toute la démarche que nous avons suivie pour la conception de la carte de commande. Ainsi, après avoir établie un schéma synoptique du montage, nous développerons le fonctionnement global du système à concevoir. Le troisième chapitre est entièrement consacré à la partie logicielle de la carte, nous y introduisons tous les organigrammes relatifs au déroulement du programme. Le dernier chapitre est consacré à la réalisation et test matériel. Chapitre I: Description de l’agitateur magnétique I. Description de l’organisme d’accueil I.1. Historique de l’organisme d’accueil : L’entreprise Électro-Industries est crée en fin d’année 1998 avec la restructuration de l’Entreprise Nationale des Industries Electrotechniques (ENEL). Électro-industries de l’entreprise publique économique « société par action » dont le capital social est détenu à 100% par la société des gestions des participations de l’état CABELEQ. Elle est constituée d’un complexe intégré, réalise avec des partenaires allemands (Siemens) qui produit et commercialise des moteurs, alternateurs, transformateurs depuis, 1985, date de son démarrage. I.2. Les produits de L’ELECTRO-INDUSTRIES : Les produits fabriqués par ELECTRO-INDUSTRIES sont conformes aux recommandations CEI ( et aux normes allemandes DIN/VDE. La production actuelle d’ELECTRO-INDUSTRIES est écoulée sur le marché algérien et générée un chiffre de 1,8 Milliards de Dinars. La capacité de production de transformateurs couvre les besoins de marché à 70% environ. Il est à signaler que l’ELECTRO-INDUSTRIES est le seul fabricant de ces produits en Algérie. L’entreprise emploie un effectif de 782 agents dont 15% de cadres, 34% de maitres et 51% d’exécutions. En matière de qualité, ELECTRO-INDUSTRIES dispose de ses propres laboratoires d’essais et de mesures, de ses produits ainsi pour le contrôle des principaux matériaux utilisés dans sa fabrication. L’entreprise a procédé à la mise en place de son système qualité en 2002 et a été certifiée par QMI Canada le 24/04/2004 I.3. Localisation de l’entreprise : L’entreprise se situe sur la route nationale N12 à AZAZGA à 35 KM à l’Est du chef lieu de la wilaya de Tizi-Ouzou et à 150 KM de la capitale Alger. Figure .1. : Localisation de l’entreprise I.4. Description de la structure : La structure d’une entreprise est un élément primordial (essentiel), elle conditionne son bon fonctionnement, son développement et sa réactivité à l’environnement économique. ELECTRO-INDUSTRIES est placée sous l’égide de la société de gestion des participations câbleries et matériel électrique. Elle se compose d’une direction générale qui a sur sa disposition quatre(04) sous directions. I.4.1. Direction qualité développement/RSQ (Responsable de Système Qualité) : x Développe et améliore les produits. x Contrôle la qualité des produits finis. I.4.2. DAE (Direction de l’administration et de l’emploi). x Occupe la gestion du personnel. x Contrat de travail. I.4.3. DFC (Direction de finance et de la comptabilité) : x Supervise le service comptabilité et finance. I.4.4. uploads/Geographie/ l293-pic-moteur.pdf