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PORTE AUTOMATIQUE Lycée Technique Laâyoune Maroc 1STE 2 Groupe .. Réalisé par :

PORTE AUTOMATIQUE Lycée Technique Laâyoune Maroc 1STE 2 Groupe .. Réalisé par : Aya Lafkir Amro Boufadla Meryem Laalaoui Aicha Amskrout Encadré par : Dr. Choklati Introduction générale 1 Chapitre 1 : Description du projet I. Analyse de besoin et faisabilité 1. Bête à corne 2 L’utilisateur Immeubles ………. Porte automatique Permettre d’ouvrir et fermer la porte sans efforts A qui rend il service ? Sur quoi agit-il ? Dans quel but ? 2. Diagramme pieuvre Figure : diagramme pieuvre Tableau 1 : désignations des fonctions Fonction Description FP 1 Gérer l’accès FC 1 Capter la présence des usagers FC 2 S’adapter /se fixer à un support FC 3 S’adapter au réseau d’énergie FC 4 Manœuvrer les portes FC 5 Permettre une intervention de maintenance FC6 Pouvoir autoriser l’accès 3 FC 2 FC 3 FP 1 Usagers Support, mur Energie Responsable accès Portes Opérateur maintenace Recyclage La porte automatique FC 1 FC 2 FC 4 3. Diagramme FAST Figure : diagramme FAST 4 L’énergie électrique Alimenter le système Batterie Faciliter l’ouverture de la porte Automatisé le système Ouverture et fermeture du porte automatiquement Ouverture et fermeture de la porte Détecter la présence de l’utilisateur Carte Arduino Servo moteur Carte RFID 4. Diagramme SADT Un système peut être défini comme une totalité organisée en fonction d'un but, faite d'éléments solidaires ne pouvant être définis que les uns par rapport aux autres. Il est important de bien identifier les limites du système, les éléments qui le constituent et qui en font une entité organisée, c'est à dire la frontière. Celle-ci inclut tous les éléments nécessaires à son fonctionnement dans toutes ses phases. Elle permet de distinguer les relations du système avec son environnement ou milieu extérieurs. Les éléments sur lequel le système agit s'appellent les matières d‘œuvre. Figure : diagramme SADT 5 Jeter les déchets sans efforts Porte qui s’ouvre Manuellement Porte qui s’ouvre automatiquement Consigne Energie électrique L’angle de rotation du moteur Porte automatique Chapitre 2 : Etude de la partie matérielle et logicielle du projet Dans ce deuxième chapitre, on va aborder les différents composants utilisés dans notre projet, ensuite on va présenter les plateformes informatiques utilisées dans le développement du système. I. Etude de la partie matérielle 1- Carte Arduino Arduino est un circuit imprimé en matériel libre (dont les plans de la carte elle-même sont publiés en licence libre mais dont certains composants sur la carte, comme le microcontrôleur par exemple, ne sont pas en licence libre) sur lequel se trouve un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques, de manière à effectuer des tâches très diverses comme la domotique (le contrôle des appareils domestiques, éclairage, chauffage…), le pilotage d’un robot, etc. Figure : Exemples des cartes Arduino La carte Arduino repose sur un circuit intégré associée à des entrées et sorties qui permettent à l’utilisateur de brancher les différents types d’éléments externes. Dans notre pojet on a choisi la carte Arduino UNO pour les raisons suivantes : Caractéristiques d’une carte Arduino Tension d’entrés : 7-12 v Tension d’entrés limitée : 6-20 v Digital I/O Pins : 14 Broches d’entrée Analogique : 6 DC Courant par I/O Pin : 20 mA Courant DC Pour 3.3 Pin : 50 mA Mémoire flash : 32 kb SRAM: 2kb Frequency horologe: 16Mhz 6 2- Servomoteur Un servomoteur est un système qui vise à produire un mouvement précis en réponse à une commande externe : c'est un actionneur - c'est-à-dire un système qui produit une action - qui mélange l'électronique, la mécanique et l'automatisation. Figure : Servomoteur Caractéristiques d’un servo moteur Alimentation : 4.5v à 6 v Couple : 1.2kg/cm sous 4.5 v ou 1.4kg/cm sous 6v Vitesse : 0.12 sec/ 60° sous 4.5 v ou 0.10sec /60° sous 6 v Rotation : 180° Dimensions : 22.8x11.6x23.6mm Poids : 9 g 7 Figure 9 : le montage du servomoteur avec Arduino 3- Fil de raccordement Un fil de raccordement est un fil électrique ou un groupe d’entre eux dans un câble, avec un connecteur ou une broche à chaque extrémité qui est normalement utilisé pour interconnecter les composants d’une carte de test ou d’un autre circuit de prototype ou test, à l’intérieur ou avec d’autres équipements ou composants, sans soudre. Figure 13 : Exemple de fil de raccordement 4- Pile électrique Une pile électrique est un objet qui permet de créer de l’énergie électrique en transformant les composés chimiques qui la composent, grâce à une échange d’électrons, jusqu’à ce que ses réactifs soient épuisés. 8 Figure 14 : Exemples de pile électrique 5- Carte RFID RC522 Le module est un lecteur de la puce RFID basé sur le circuit MFRC522 à faible coût est facile à utiliser. Il peut être utilisé dans une large gamme d’application. Le MFRC522 est un circuit intégré de lecture / écriture hautement intégré pour la communication sans contact à 13,56 MHz. Caractéristiques  Basé sur le circuit MFRC522  Fréquence de fonctionnement : 13,56 MHz  Tension d’alimentation : 3.3V  Courant : 13-26mA  Portée de lecture : Environ 3 cm avec la carte et le porte-clés fournis  Interface de communication : SPI  Taux de transfert de données maximum : 10 Mbit / s  Dimensions : 60mm × 39mm  MFRC522 Datasheet Figure : Carte RFID 9 Tableau 2 : d’alimentation de chaque composant D’après la figure 15 ci-dessus. On aurra besoin d’une batterie de 9 v. 6- Schéma de câblage global du projet 10 Tension en (V) Courant en (A) Puissance en (W) Arduino UNO 7 – 12 0,05 0,25 Carte RFID 3.3 0.013 0,429 Servomoteur 4,5 - 6 0,15 0,75 Total 1,42 Figure : Schéma de branchement 11 I. Etude de la partie logicielle du projet 1. Plateforme de programmation Arduino L’interface de l’IDE Arduino est plutôt simple, elle offre une interface minimale pour développer un programme sur les cartes Arduino. Elle est dotée d’un éditeur de code avec coloration syntaxique et d’une barre d’outils rapide. Ce sont les deux éléments les plus importants de l’interface, c’est ceux que l’on utilise le plus souvent. On retrouve aussi une barre de menus, plus classique qui est utilisé pour accéder aux fonctions avancées de l’IDE. Enfin, il y a une console qui affiche les résultats de la compilation du code source, des opérations sur la carte, etc. Figure 17 : Le signe d’Arduino Le langage Arduino est inspiré de plusieurs langages. On retrouve notamment des similarités avec le C, le C ++, le Java et le Processing. Le langage impose une structure particulière typique de l’information embraquée.  La fonction « setup » contiendra toutes les opérations nécessaires à la configuration de la carte  La fonction « Loop » elle est exécuté en boucle après l’exécution de la fonction setup. Elle continuera de boucler tant que la carte n’est pas mise hors tension, redémarrer (par le bouton reset). Cette boucle est absolument nécessaire sur les microcontrôleurs étant donnée à la fin du code produit, il serait impossible de reprendre la main sur la carte Arduino qui exécuterait alors code aléatoire. 12 Figure 18 : Interface de la plateforme Arduino Le logiciel comprend aussi un moniteur qui permet d’afficher des messages textes émis par la carte Arduino et d’envoyer des caractères vers la carte Arduino (en phase de fonctionnement). Figure 19 : Hyper terminal de l’Arduino (moniteur série) 13 2. Proteus ISIS Les premiers tests de simulation du système sont faits sur Proteus ISIS, le fameux logiciel des simulations des montages électroniques. En plus de sa capacité de simuler des montages à base de microcontrôleur, il permet davantage de donner une idée sur la réalisation matérielle et la conception des circuits imprimés. Figure 20 : Logiciel de simulation ISIS 3. Fritzing Fritzing est un logiciel avancé et complet développé dans le but de fournir aux ingénieurs et aux artistes un moyen fiable de mener leurs projets et leurs idées aux stades de prototype fonctionnel. Ce programme conçu pour fonctionner comme un instrument permettant aux utilisateurs d’apprendre à créer et à utiliser des cartes de circuits imprimés et d’autres composants électroniques. Dans la fenêtre principale de Fritzing, vous pouvez visualisez le circuit virtuel en cours de construction, ce qui vous permet de basculer entre trois modes de vue : ‘’Breadboard’’, ‘’Shematic’’ et ‘’PCB View’’. La planche à pain est le mode dans lequel vous commencez votre travail, car il offre la possibilité de créer un circuit imitant la réalité évitant ainsi que des erreurs ne se produisent lors du passage du projet d’un état virtuel à un objet physique. Fritzing vous fournit une bibliothèque de pièce complète que vous pouvez directement glisser dans votre projet. Toutes les pièces disponibles sont organisées par catégories. De plus grâce à l’inspecteur de composants, vous pouvez visualiser et modifier les informations des composants individuels du circuit. 14 Chapitre 3 : Programme Arduino et simulation 1. Code Arduino #include <SPI.h> #include <MFRC522.h> #include <Servo.h> #define SS_PIN 10 #define RST_PIN 9 #define SERVO_PIN 3 Servo myservo; #define ACCESS_DELAY 2000 #define DENIED_DELAY 1000 MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); uploads/Geographie/ porte-automatique.pdf