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Projet Tutoré Dédicaces Nous tenons à dédier ce travail A notre famille pour le

Projet Tutoré Dédicaces Nous tenons à dédier ce travail A notre famille pour leur soutien durant notre formation A tous nos amis qui avec eux nous avons partagé les moments de souffrance et de joie. A tous les organismes universitaires qui veillent sur les intérêts des étudiants au corps administratif et éducatif et aussi aux organisations estudiantines. Nous espérons qu'ils trouveront dans ce travail toute notre reconnaissance et tout notre amour. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 1 Projet Tutoré REMERCIEMENTS Avant tout, nous remercions le bon dieu tout puissant qui nous donne de la foi, du courage et de patience afin d'accomplir ce travail. Nous tenons à remercier notre encadreur Madame Yemna Bensalem d’avoir accepté de nous encadrer et pour les efforts qu’il est déployé, pour nous aider, conseiller, encourager et corriger avec une grande gentillesse durant toute cette période. Nous remercions Mlle Fatma Sdiri pour aide et pour sa collaboration à améliorer ce travail. Nous remercions tous les membres du jury qui ont accepté de juger notre travail et pour l’intérêt qu’ils ont porté à ce dernier. Nous remercions tous les enseignants qui ont contribué à notre formation sans exception. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 2 Projet Tutoré Sommaire Liste des figures......................................................................................................................................4 Liste des Tableaux..................................................................................................................................5 INTRODUCTION GENERALE............................................................................................................6 Chapitre 1 : Commande de la machine à courant continue par le convertisseur Continu/Continu : le hacheur……………………………………………………………………………………………………….7 1. Introduction..................................................................................................................................9 2. Principe du variateur de vitesse pour un moteur à CC………………………………………..9 2.1 : Les Hacheurs………………………………………………………………….…………….. 9 2.2 Circuit L293D …………………………………………………………………………….……13 3. Technique de commande à MLI « PWM » …………………………………………….……..15 4. Commande par la carte Arduino Uno ………………………………………………………..15 4.1 Généralité……………………………………………………………………………….…….15 4.2 Avantages…………………………………………………………………………….………..16 5. Le Module XBee……....................................................................................................................17 5.1 Caractéristiques des modules XBee .......................................................................................18 5.1.1 Consommation......................................................................................................................18 5.1.2 Communication RF..............................................................................................................19 5.1.3. Gestion réseaux…………………………………………………………………………..… 19 5.2. Communication RF via le module XBee ..............................................................................19 6.Conclusion …..…………………………………………………………………………………...20 Chapitre 2 : Conception de la carte de commande : XBee avec Arduino …………….……….24 .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 3 Projet Tutoré 1. Introduction………………………………………………………………………………..……21 2. Carte d’émission...............................................................................................21 2.1Circuit intégré LM317T…………………………………………………………………...…….23 2.2 RS232…………………………………………………………………………………….…….…24 2.3 Circuit intégré MAX3232…………………………………………………………….…………25 3. Carte de réception…………………………………………………………………………………27 3.1. Les ports de communications de carte Arduino……………………………………………….28 3.2. XBee Réceptrice…………………………………………………………………………….……29 4. Conclusion……………………………………………………………………………...29 Chapitre 3 : Réalisation pratique de système de commande de MCC……………………………30 1. Introduction ………………………………………………………………………………………..30 2. Présentation de l’organigramme………………………………………………………………….30 3. Présentation du programme……………………………………………………………………....31 4. Explication du programme…………………………………………………………………….….33 5. Logiciel de configuration d’XBee : X-CTU……………………………………………………....33 5.1. Présentation de X-CTU……………………………………………………………………….…33 5.2Configuration de XBee………………………………………………………………..…………..35 6. Conclusion……………………………………………………………………………….…………37 Conclusion Général……………………………………………………………………………….….38 ANNEXES………………………………………………………………………………………….… 39Bibliographiques……………………………………………………………………………………... 40 Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 4 Projet Tutoré Liste des figures Figure 1 : Synoptique d’un moteur variateur a hacheur..................................................................7 Figure 2 : Schéma de montage d’un hacheur série.....................................................................7 Figure 3 : Signaux de sortie d’un hacheur série ……………………………………………….…………………………..……7 Figure 4 : Montage d’un hacheur réversible en courant…………………………………………………………………..…8 Figure 5 : Quadrants de fonctionnement d’un hacheur réversible………………..……………………. 8 Figure 6 : Schéma de montage d’un hacheur 4 quadrants ……………………………………..……………………….……9 Figure 7 : Changement du sens de rotation...……………………………………………………………………………………….9 Figure 8 : Représentation du circuit intégré L293D à double pont en H .........................................…...11 Figure 9 : La carte Arduino Uno………………………………….…………………………………………………………………13 Figure 10 : Module XBee ……………….……………………………………………………………………………………………….15 Figure 11 : Système de communication RF utilisant des modules XBee ………………………..……..………… 16 Figure 12 : La carte d’émission …………………………………………………………………………………………….………… 18 Figure 13 : Carte d’émission sur ISIS …………………………………………………………………………….…….………..…19 Figure 14 : LM317T…………………………………………………………………..........................................................20 Figure 15 : Montage de LM317T ……………………………………………………………………………………………….…... 20 Figure 16 : Fiche DB9……………………………………………………………………………………………………………………… 21 Figure 17 : RS232 ………………………………………………………………………………………………………………………….. 22 Figure 18 : Circuit MAX3232…………………………………………………………………………………………………………. 22 Figure 19 : Schéma de connexion de Max3232 et RS232………………………………………………………….……. 23 Figure 20 : Les pines du module XBee…………………………………………………………………………………………... 24 Figure 21 : XBee et carte Arduino UNO……………………………………………………………………………………….. 24 Figure 22 : Connexion Arduino et XBee……………………………………………………………………………………….. 24 Figure 23 : Constitution de la carte Arduino UNO……………………………….……………………………………….. 25 Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 5 Projet Tutoré Figure 24 : La carte de communication MCC………………………………………………………………………………… 25 Figure 25 : Programme principale……………………………………………………………………………………………….… 28 Figure 26 : Le premier onglet de X-CTU…………………………………………………………………………………..….. 31 Figure 27 : La fenêtre de test…………………………………………………………………………………………………….….. 32 Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 6 Projet Tutoré INTRODUCTION GENERALE Notre travail que nous proposons dans ce mémoire consiste à étudier la commande à distance à base de XBee d’un moteur DC. Aujourd’hui, la commande à distance vivait une résolution technique. On trouve plusieurs types de ces derniers, par exemple : commande par infrarouge, par Bluetooth, par wifi, par internet … Dans notre cas on va étudier la transmission de données sans fil pour pouvoir commander à distance un moteur DC via un module XBee de tel sorte on peut mettre le moteur en marche ou en arrêt et faire varier son vitesse simultanément. En effet, cette technique de commande peut être exploitée dans différents domaines à savoir l’industrie ou dans l’agriculture. Pour bien expliquer le principe de fonctionnement de système de commande proposé, ce travail comporte trois chapitres. Le premier chapitre est consacré à l’étude de la commande des machines à courant continue via le convertisseur continu/continu qui est le hacheur. Nous présentons les différents types de hacheurs suivant le quadrant de fonctionnement désiré. Le deuxième chapitre s’intéresse à la description de la technique de transmission de données sans fil on utilisant un module XBee avec une carte Arduino UNO. La carte Arduino permet de commander le moteur suivant un cahier de charge bien déterminée à savoir sens avant, sens arrière, freinage. Cette commande sera transmis par la suite à distance via le module XBee. Le troisième chapitre est consacré à la description de différentes taches de la réalisation pratique de ce projet. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 7 Projet Tutoré Chapitre 1 : Commande de la machine à courant continue par le convertisseur Continu/Continu : le hacheur 1. Introduction Dans chapitre on s’intéressée à l’étude de moteur à courant continu, les différents variateurs de vitesse utilisés pour le commander, puis on mettra la lumière sur les éléments essentiels de notre dispositif qui sont : le circuit L293D, la carte Arduino Uno et le module XBee. 2. Principe du variateur de vitesse pour un moteur à CC Il y a plusieurs façons ou précédés pour varier la vitesse d'un moteur à CC. On peut la faire modifier en variant la tension d'alimentation à ses bornes mais dans ce cas une partie importante de l'énergie est consommée par le dispositif d’alimentation. Pour cette raison, on préfère l'alimenter de façon discontinue avec un hacheur et faire ainsi varier la tension moyenne à ses bornes. On parle alors de Modulation par Largeur d'Impulsions (MLI), très utilisé dans le domaine de la régulation de vitesse de rotation d’un moteur à CC. 2.1. Les Hacheurs Si le réseau disponible est un réseau continu, alors le convertisseur statique qu’on associé à la machine à courant continu ne peut être qu’un hacheur. Cette commande est réalisable soit par action sur la tension d’induit soit par action sur le flux. Sachant que le réseau continu provient soit : - Soit de batteries. - Soit d’un redresseur à diodes. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 8 Projet Tutoré Figure 1: Synoptique d’un moteur variateur à hacheur. La figure ci-dessus présente le schéma de principe d’un hacheur. Il comporte un interrupteur commandé à l’amorçage et au blocage (transistor bipolaire, IGBT,…) et un interrupteur à amorçage naturel (diode). Figure 2 : Schéma de montage d’un hacheur série. Figure 3 : Signaux de sortie d’un hacheur série. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 9 Projet Tutoré La tension moyenne de sortie est peut être inférieure ou supérieure à la tension d’entrée. Avec ce type de hacheur on peut travailler dans un quadrant (1) ou 2 quadrants (1 et 4) suivant la réversibilité en courant de l’interrupteur statique et de la source. La réversibilité est obtenue par l’association d’un hacheur série et d’un autre parallèle comme il est montré dans la figure 4 et permet le fonctionnement dans deux quadrants :  Tension constante  Courant bidirectionnel dans la machine Figure 4 : Montage d’un hacheur réversible en courant. Figure 5 : Quadrants de fonctionnement d’un hacheur réversible en courant Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 10 Projet Tutoré Dans de nombreux systèmes, il est nécessaire de pouvoir commander le sens de rotation ainsi que la vitesse d'un moteur à courant continu. Donc travailler dans plus de 2 quadrants, on doit recours à un hacheur réversible en courant et en tension comme il est montré dans la figure 6. Figure 6 : Schéma de montage d’un hacheur 4 quadrant Le principe de fonctionnement de ce type de hacheur avec le moteur à courant continu est expliqué sur la figure 7. Le sens de rotation est bien définie par le sens de courant et de tension qui lui-même relié aux choix des interrupteurs qui sont fermés. Figure 7 : Changement du sens de rotation. Ahmed BELHAJ & Abdallah SELMI Page 11 Projet Tutoré Dans ce cas, 4 thyristors symbolisés ici par des interrupteurs T1, T2, T3 et T4, sont montés en pont et permettent de commander le sens de rotation du moteur : Lorsque T1 et T4 sont fermés (saturés), le moteur tourne dans un sens uploads/Geographie/ projet-pfa-1 1 .pdf