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1 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement S

1 République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU FACULTE DU GENIE ELECTRIQUE ET D’INFORMATIQUE DEPARTEMENT D’AUTOMATIQUE Mémoire de Fin d’Etudes de MASTER PROFESSIONNEL Domaine : Sciences et Technologies Filière : Génie électrique Spécialité : Automatique et informatique industrielles Présenté par Ghiles OUKALI Nabil MOKHTARI Thème Conception et réalisation d’une carte électronique pour le contrôle du convoyeur CU-4001 Mémoire soutenu publiquement le 13/07/ 2017 devant le jury composé de : CHILALI Ouardia MAA YOUSFI Safia MAA TOUAT Mohand Achour MCB MOULOUDJ Kamal Co-encadreur 2 Remerciements Avant tout, nous remercions le bon Dieu le tout puissant de nous avoir donné le courage, la volonté et la patience durant toutes les années d'études et que grâce à lui ce travail a pu être réalisé. Nos vifs remerciements vont en premier lieu, à nos chers parents et familles de nous avoir aidé, encouragées et soutenus tout au long de ces années et qui continuent de croire en nous en dépit de tout. Je souhaite exprimer mes vifs remerciements à : Notre promoteur Mr.M.A.TOUAT qui a cru en nous, qui nous a soutenus et orienter tout au long notre travail et pour tous les moyens mis à notre disposition pour l'élaboration de ce mémoire. Qu’il trouve ici l'expression de notre reconnaissance. Nous souhaitons également exprimer notre profonde gratitude et nos vifs remerciements à Mr.K.MOULOUDJ formateur et enseignent à l’école technique de Tizi- Ouzou, qui n'a jamais cessé de nous suivre et orienter tout au long de notre travail, ainsi que pour ses conseils judicieux. On a pu bénéficier à la fois de ses compétences scientifiques, et de sa grande disponibilité, tant pour résoudre les difficultés rencontrées lors de notre réalisation, de répondre à nos questions. Nous remercions d'avance, les membres de jury qui nous font l'honneur de juger notre travail. Nous espérons être à la hauteur de leurs attentes. Nous sommes aussi très reconnaissantes à tous les enseignants qui ont veillé au bon déroulement de notre formation tout au long de notre cursus. Qu’ils trouvent ici l'expression de notre respect et remerciements les plus sincère. Un grand merci aussi à toute personne qui de près ou de loin a contribué à ce que ce modeste travail voit le jour. 3 Table des matières Introduction générale…………………………………………………………………………………….5 CHAPITRE 1 : Description du convoyeur CU-4001 et son fonctionnement général. I.1) Unité du convoyeur CU-4001 ………………………………………………………………..6 I.1.1) Introduction……………………………………………………………………………………….6 I.2) Spécifications…………………………………………………………………………….….………7 I.3) Structure du convoyeur simulateur………….……………………………………….....8 I.3.1) Description de la structure…………………………………………………………………8 I.3.2) Avant utilisation ………………………………………………………………...…………….10 I.4) Fonctionnement et cahier des charges………………………………………..………..11 I.4.1) Fonctionnement en général……………………………………………….……………..11 I.4.2) Avant programmation……………………………………………………….………………12 I.4.3) modes d’utilisation de convoyeur CU-4001 :………………………………………13 I.4.4) Cahier des charges…………………………………………………………………..………..15 I.5) CONCLUSION ………………………………………………………………………….……..…….16 CHAPITRE 2: présentation du système de contrôle et le choix des composants. II.1) Introduction……………………………………………………………………………………….17 II.2) présentation du système de contrôle…………………………………………....……17 II.2.1) conception du circuit imprimé de la carte électronique……………………19 II.2.2) Principes de réalisation…………………………………………………………………...21 II.3) choix et rôles des composants………………………………………….………………..22 II.3.1) Le microcontrôleur ATMEGA 328………………………………………………..….22 II.3.2) L’afficheur LCD 4*20……………….…………………………….………………….…….23 4 II.3.2.1) Description des broches et connexion de l’afficheur LCD avec un microcontrôleur…………………………………………………………………………..…..………..23 II.3.2.2) Caractéristiques de l’afficheur et fonctionnement………..……………….23 II.3.2.3) Mode d’utilisation de l’afficheur ……………………………………………..……25 II.3.3) Le potentiomètre,Le buzzer piézo-électrique , Le Quartz…..………..…..25 II.3.4) Les résistances, Les LEDs, Les condensateurs ……………………..…….……..27 II.3.5) La carte relais……………………………………………………………………….….………29 II.3.6) Le connecteur USB …………………………………………………………………….…….30 Conclusion…………………………………………………………………………….………....……….31 CHAPITRE 3 : présentation du logiciel de programmation, du langage de programmation et du programme contrôlant le convoyeur. III.1) présentation du logiciel de programmation …………………………………....32 III.1.1) introduction à l’Arduino …………………………………………………………..…..32 III.1.2) Le logiciel Arduino (IDE Arduino) ……………………………………………….….32 III.2) présentation du langage de programmation ……………………………….……32 III.2.1) C Arduino………………………………………………………………………………………..33 III.2.1.1) Présentation de (EDI) Arduino……………………………………………………..33 III.2.1.2) Différents compositions de l'espace de développement intégré (EDI)……………………………………………………………………………………………………….…..34 III.3) Organigramme montrant les étapes de programmation de convoyeur.42 III.4) présentation du programme contrôlant le convoyeur CU-4001 …….…..43 Conclusion générale ……………………………………………………………………….………..…45 5 Tables des figures Figure 1 : convoyeur CU-4001. Figure 2 : Image des différents composants du convoyeur simulateur CU-4001. Figure 3 : schémas montrant le fonctionnement général du convoyeur. Figure 4: fonctionnement du mode manuel. Figure 5: fonctionnement du mode automatique. Figure 6 : Image de la carte électronique. Figure7 : Logiciel TCI tracé de circuit imprimé Figure 8: circuit imprimé de notre carte électronique. Figure9 : Le microcontrôleur de la carte électronique. Figure 10 : Image de l’afficheur LCD 4*20. Figure 11 : image du potentiomètre. Figure12 : Buzzer piézo-électrique. Figure13: Le quartz. Figure14 : Code des couleurs des résistances. Figure 15: La LED. Figure16 : Image de la carte relais 4 canaux avec shield. Figure 17 : Aperçue des liaisons entre la carte et le convoyeur. Figure 18 : Les différentes parties de la fenêtre principale du logiciel Arduino. Figure 19 : Les différentes barres de la fenêtre principale du logiciel Arduino. Figure 20 : Barre de boutons pour le programme C-Arduino. Figure 21 : Les différentes composantes du programme Arduino. Figure 22 :L’écriture du programme. Figure 23 : Compilation du programme. Figure 24 : Console d’affichage. Figure 25 : Sélection de la cible. Figure 26 : Sélection du port. Figure 27 : Bouton de transfert du programme. 6 Introduction générale: L'unité de convoyage de type ceinture CU-4001 est un simulateur de tri qui fonctionne avec un entraîneur d'automate. Certaines des caractéristiques de CU-4001 sont la capacité d'évaluer la taille des pièces en déplacement sur la ceinture pour les trier, et aussi compter le nombre de pièces passant par un point de contrôle. En outre, le système peut être préréglé pour générer un signal lorsqu’un certain nombre de pièces est atteint. Un contrôleur logique programmable est nécessaire pour améliorer l'efficacité des expériences. Dans ce mémoire nous avons réalisé une carte électronique avec accessoires nécessaires, et conçu un programme avec comme langage le C-Arduino qui a pour fonction le contrôle des différentes taches de l'unité de convoyage CU-4001. Ce mémoire est organisé en trois chapitres à travers lesquels, nous décrivons le travail effectué pour la conception et la réalisation de notre système. Dans le premier chapitre nous présentons la structure du l’unité de convoyage CU-4001, le fonctionnement général et les spécificités du cahier de charges sur lequel nous nous sommes basés pour la réalisation de notre projet. Le second chapitre décrit la phase de conception de la carte de commande. On y décrit les principaux composants constituant notre carte électronique en justifiant leurs choix. Le troisième et dernier chapitre présente le programme contrôlant le système. On y découvre les différentes taches de notre carte, ses modes de fonctionnement ainsi que la mise en place de la partie logicielle et les résultats obtenus. Nous conclurons notre travail par une conclusion générale et les perspectives. 7 CHAPITRE 1 : Description du convoyeur CU-4001 et son fonctionnement général 1) Unité du convoyeur CU-4001 : 1.1) Introduction : Figure 1 : convoyeur CU-4001 L'unité de convoyeur (transport) CU-4001 est un simulateur de convoyeur à courroie qui génère un environnement d'usine réaliste pour l'utilisateur. Il est désigné pour être utilisé avec le contrôleur programmable ED-4200 La fonction principale de cette unité est la capacité de compter les objets entre deux convoyeurs par la sortie du capteur. Détection de la déviation par la taille des objets en mouvement sur le convoyeur. Déclenchement des objets et modification de la direction des objets en mouvement. 8 La vitesse, le démarrage / arrêt et la modification de la direction des objets sont directement contrôlés par un programme extérieur. En outre, il est possible de contrôler le convoyeur en mode manuel. 2) Spécifications: Taille du convoyeur ...............60mm (longueur) x570mm (largeur). vitesse mobile.........................Niveau 1=12mm/s (approx.). Niveau 2=18mm/s (approx.). Détecteur porteur d'objets.....Capteur photo réfléchissant 2 voies. moteur....................................10 RPM (avec accélération). Condition rejector...................2 positions. Mode opératoire ....................manuel et automatique avec PLC. Comparateur...........................compteur à 2 chiffres (0~99). Puissance d'entrée..................110/220V, 50~60Hz. Poids........................................11Kg. 9 3) Structure du convoyeur simulateur : 3.1) Description de la structure : Figure 2 : Image des différents composants du convoyeur simulateur CU-4001. ① Power switch.......................Allumage du CU-4001. ② START (manuel).................Bouton poussoir pour activer le convoyeur en mode manuel. ③ STOP (manuel)...................Bouton poussoir pour désactiver le convoyeur en mode manuel. ④ PRESET ..............................Ceci est pour le contrôle préréglé, et l'unité de transport peut générer un signal lorsque le nombre a atteint le nombre Prédéterminé de quantité. ⑤ COUNTER Display...............Il a un affichage à 2 chiffres. ⑥ RESET button......................Remise à zéro à l'indication du compteur. ⑦ SW-1 micro-switch..............Peut générer un signal de début pour le convoyeur. ⑧ Indicator.................................................LED indiquant si le SW-1 est ON. 10 ⑨ Comparator signal output terminal........Générer la sortie dans le cas où la quantité comptée de l'affichage du compteur est supérieure à la PRESET. ⑪ COM Terminal..........................Borne de sortie des signaux 9 ~17. ⑫ Output terminal of SW-1……....Borne de sortie du commutateur 7. ⑬ Output terminal of PS-1...........Borne de sortie du capteur 18. ⑭ Output terminal of PS-2...........Borne de sortie du capteur 19. ⑮ COM terminal .........................Borne de sortie identique à 11. ⑯ Output terminal of PS-3………...Borne de sortie du capteur 18. ⑰ Output terminal of SW-2..........Borne de sortie de la limite d'extrémité du micro- interrupteur 28. ⑱ PS-1 sensor ..............................Il s'agit d'un photocapteur pour détecter les objets dont le Niveau de uploads/Geographie/ oukalighiles-mokhtarinabil-pdf.pdf