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Filière Sciences de la Matière Physique Année universitaire 2019-2020 Mémoire d

Filière Sciences de la Matière Physique Année universitaire 2019-2020 Mémoire de Projet de Fin d'études Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code Présenté par les étudiants : BAMAH Abderrahmane BOUTAYEB Zakaria HALLOUMI Zakaria Le 14 juillet 2020 devant le jury composé par : Pr. H. CHAKIR Président (e) Pr. M. BENRABH Examinateur Pr. M. MAHER Encadrant REMERCIEMENT Avant d’aborder ce travail, il nous est très agréable de remercier notre faculté des sciences Ben M’sik. Nous souhaitons avant tout remercier toutes les personnes qui ont contribué au succès de notre projet de fin d’étude et qui nous ont aidé lors de la rédaction de ce rapport. Tout d'abord, nous tenons à remercier spécialement notre professeur, Mr. MAHER Mostafa pour sa patience, son écoute, sa disponibilité, son aide durant toute la période du travail et surtout ses judicieux conseils et pour son assistance dans nos recherches. Nous tenons aussi à exprimer nos sincères remerciements aux membres du jury représentés en personne du président Mr. H.CHAKIR et d’examinateur Mr. M.BENRABEH pour avoir bien voulu examiner et juger notre mémoire de fin d’étude. Un grand merci à nos chers parents pour leurs conseils, pour leurs soutiens constants et leurs encouragements. Enfin, nous tenons également à remercier toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail. Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 2 SOMMAIRE REMERCIEMENT:..........................................................................................................2 SOMMAIRE:.....................................................................................................................3 TABLE DES ILLUSTRATIONS:....................................................................................6 INTRODUCTION :...........................................................................................................8 Chapitre I : Porte électrique sécurisée par un code description et principe ............................10 I. Définition et utilisation du Porte électrique……………………………………………….....11 II. Le principe de fonctionnement d’une porte électrique ……………………….…………….11 III. Les différents types des portes électriques sécurisées par un code………………………....12 III-1)Les portes à code…………………………………………………………...…....12 III-2)La porte biométrique……………………………………………………….…....13 III-3)Les portes à carte……………………………………………………….………..14 III-4)La porte connectée...............................................................................................15 IV. Les avantages et les inconvénients des portes électriques sécurisées par un code : ….........16 IV-1 )Avantages……………………………………………………………………….16 IV-2 ) Inconvénients……………………………………………………………….......16 Chapitre II : Les composants de la porte électrique utilisés en simulation ……………….....17 I. Introduction..............................................................................................................................18 II. Les composants électrique et électronique..............................................................................18 II-1 )Moteur électrique (Moteur à courant continu)……………………………….......18 II-2 ) Afficheur LCD 16x2……..……………………………………………………...20 II-3 ) Clavier matriciel 4x4……..…………………………………………………......21 II-4 )Transistor………………………………………………………………………....22 Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 3 II-5 ) Résistance……………………………………………………………………......23 II-6 )Alarme…………………………………………………………………………....24 II-7 ) LED………………………………………………………………………….......25 II-8 )Relais électromécanique.………………………………………………….…. .…26 II-9) diode :………………………………………………………………………….…28 Chapitre III : Microcontrôleurs ...................................................................................................30 I. Définition de microcontrôleurs................................................................................................31 II. Logiciel de programmation de microcontrôleur PIC................…………………….……......31 III. Les modèles de PIC….............................................................................................................32 IV. Présentation et caractéristiques du PIC16F877A.……………………....................................33 IV-1 ) Configuration et description des pins du microcontrôleur PIC16F877A….....35 IV-2 ) Comment programmer les ports d'entrée et de sortie…................…….…….....39 IV-3 ) Compilateur pour microcontrôleur PIC16F877A………………………….....40 IV-4 ) Caractéristiques principales du microcontrôleur PIC16F877A.......................40 Chapitre IV : Logiciel Isis ............................................................................................................43 I. Description………............................................................................................…...................44 II. Principe……..........................................................................................………………..........45 III. Fonctionnements …………………………………………………………………………….45 IV. Présentation de l'interface d'ISIS PROTEUS V8….…………………………………...........46 IV-1 )Barre d’outils principale………………………………………………………...46 IV-2 )Barre de menus………………………………………………………………….47 IV-3 )Barre des outils de commande…………………………………………………..47 IV-4 )Barre d'outils de sélection des Modes…………………………………………..48 IV-5 )Barre d'outils d'orientation………………………………………………………48 IV-6 )Zone de travail…………………………………………………………………..49 Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 4 Chapitre V : Simulation du système ............................................................................................50 I. Circuit électrique:.....................................................................................................................51 II. Composants utilisés:.................................................................................................................52 III. Programme utilisé :..................................................................................................................53 IV. Résultat : .................................................................................................................................56 IV-1 )Début de simulation :…………………………………………………………....56 IV-2) Le code correct :…………………………………………………… ...………...59 IV-3) Un code erroné : ………………………………………………………………..61 CONCLUSION:................................................................................................................64 BIBLIOGRAPHIE :.........................................................................................................65 Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 5 TABLE DES ILLUSTRATIONS Figure I.1: porte sécurisée par un code électronique……………………………..............12 Figure I.2: porte sécurisée par empreintes digitales …………………………..…...........13 Figure I.3: porte sécurisée par l’œil…………………………………………...….…...….13 Figure I.4: porte sécurisée par visage………………………………………...……............13 Figure I.5: porte sécurisée par une carte………………………………………………….14 Figure I.6: Porte connectée par Wi-Fi...................................................................................15 Figure II.1: moteur à courant continu……………………………….……………………19 Figure II.2: Afficheur LCD 16x2…………………………………………………………..20 Figure II.3: Clavier matriciel………………………………………………………….…..21 Figure II.4: Schéma du clavier matriciel………………………………………………….21 Figure II.5: Quelques modèles de transistors….………………………………………….22 Figure II.6: Différentes variétés de résistances…………………………………….……..23 Figure II.7: Une résistance variable...……………………………….…………………….23 Figure II.8: Différents types de Buzzer….....…...…….…………………………................24 Figure II.9: LED ...........….……………………………………………………………….....25 Figure II.10: Aperçu d’un Relais électromécanique ………………………………….....26 Figure II.11: Schéma interne du Relais électromécanique ………………………............27 Figure II.12: Quelques modèles de diodes………………………………………………...28 Figure II.13 : Symboles de la diode et boitiers cylindriques ………………………...…..29 Figure III.1: Icône de logiciel mikroC ………………….…………………………............31 Figure III.2: Interface de mikroC……………………….……………………………...…32 Figure III.3: Quatre microcontrôleurs PIC de familles différentes: 18F;16F;12F;10F..33 Figure III.4: PIC 16F877A…………………………………………………………............34 Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 6 Figure III.5: Le schéma de brochage du PIC16F877A…….…………………………….35 Figure III.6: Le schéma de la broche MCLR……………………………………………..36 Figure III.7: Le schéma de Crystal Connections.………………………………………...37 Figure IV.1: Logo logiciel Isis……………………………………………………………..44 Figure IV.2: Logo d’ISIS……………………...……………………………………............45 Figure IV.3: L’interface d’ISIS……………………………………….……...……............46 Figure IV.4: Barre d’outils principale…………………….…………………………........46 Figure IV.5: Barre de menus……………………………………………………………....47 Figure IV.6: Barre des outils de commande…………………………………………..….47 Figure IV.7: Barre d’outils de sélection de Modes………………………………….........48 Figure IV.8 : Barre d’outils d’orientation…..………………………………………...….48 Figure IV.9 : Zone de travail………………………………………………………............49 Figure V.1 : Circuit de simulation………………………………………………………...51 Figure V.2: Composants utilisés……………………………………………………….….52 Figure V. 3 : Programme utilisé ………………………………………………………......55 Figure V. 4: Démarrage de la simulation………………………………………………....56 Figure V. 5: Demande de code secret……………………………………………………..57 Figure V. 6: Icône étoile sur l’écran ………………………………………………….…...58 Figure V. 7: Ouverture de la porte…………………………………………………….….59 Figure V. 8: Fermeture de la porte………………………………………………….....…..60 Figure V. 9: Un code erroné pour la première fois ……....……………………….…........61 Figure V.10: Un code erroné pour la troisième fois …........................................................62 Figure V. 11: L’alarme s’est arrêtée ...............................................................................…..63 Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 7 INTRODUCTION L’être humain cherche toujours à mettre en place un système de sécurité et de surveillance fiable afin de protéger ses biens immobilier et les locaux collectifs contre les intrusions et les prévenir contre le vol. Les serrures ont pour but d’assurer cette tâche depuis longtemps et ne cesse pas à évoluer jusqu’au nos jours dont on trouve des serrures dites intelligentes permet de gérer l’accès aux endroits privé d’une manière très pratique. L’évolution technologique a permis le développement des systèmes de sécurité qui deviennent de plus en plus performants. Cette évolution est due essentiellement à l’utilisation des applications de l’électronique moderne du point de vue communication entre les périphériques de commande (Bluetooth, WIFI, Infra rouge...) et coté composants (microcontrôleurs programmables, carte ARDUINO, etc.). Notre projet consiste à la simulation d’une porte électrique sécurisée par un code. Cette sécurité est assurée par la vérification d’un code numérique secret composé de quatre chiffres saisi à l’aide d’un clavier matricielle 4x4. La gestion de ce système de sécurité est assurée par un microcontrôleur PIC16F877A. On s’est intéressé à simuler une porte électrique codée qui réponds aux critères suivants :  Déverrouiller la porte après la saisie du code correct.  Verrouiller la porte après la fermeture.  Donner la possibilité à l’utilisateur de saisir le code jusqu’aux trois tentatives différentes, dont chaque code est composé de quatre chiffres.  A la troisième tentative, si le code est invalide, le système lance une alarme. Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 8 Ce rapport présente le travail effectué par notre groupe, malgré l’existence de la pandémie actuelle CORONAVIRUS (COVID-19), cette dernière a été un grand défi pour nous, ce qui nous a encouragés à redoubler nos efforts et de travailler à distance en utilisant les plateformes de communication. Notre projet est divisé en cinq chapitres organisés comme suit : Le premier chapitre mets l’accent sur le contexte et la présentation de notre projet, sa définition, ses caractéristiques, leurs avantages et inconvénients. Dans le deuxième chapitre les composants électroniques utilisés seront traités en détail avec leurs rôles et fonctionnements. Le troisième chapitre va identifier les microcontrôleurs, donner les principes des PIC en se concentrant sur le cas du PIC 16F877A. Au niveau du quatrième et cinquième chapitre une étude technique sera détaillée où nous décrivons le logiciel ISIS, son principe et ses fonctionnements et nous présentons les résultats de notre simulation, à travers des captures d’écran. Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 9 Chapitre I Porte électrique sécurisée par un code description et principe Définition et utilisation du Porte électrique Le principe de fonctionnement d’une porte électrique Les différents types des Portes électriques Les avantages et les inconvénients des portes électriques sécurisées par un code Simulation d’une porte électrique sécurisée par un code 10 I) Définition et utilisation de la porte électrique La porte électrique est un équipement de sécurité moderne qui fonctionne, comme son nom l’indique, de façon électrique. Elle sert à verrouiller et à déverrouiller une porte via une simple activation. Avec ce système, vous pouvez oublier l’utilisation d’une clé. La porte électrique est le développement technologique appliqué à notre sécurité et confort d'utilisation. S'appuyant sur les dernières innovations, cette solution est en plein essor en ce moment, notamment face à l'insécurité qui règne partout. Il est souvent utilisé dans les hôtels, les entrées d’immeubles, les PME et les grandes entreprises, et la porte électronique est désormais utilisée dans les maisons privées. C’est le système idéal pour de nombreux utilisateurs, il peut aussi être installé sur des dispositifs de sécurité, comme les cadenas et les coffres-forts. II) Le principe de fonctionnement d’une porte électrique Comme il est indiqué auparavant, La serrure électrique est un type de serrure qui n’utilise pas de clé physique. Elle permet de verrouiller et de déverrouiller la porte grâce au courant uploads/Geographie/ rapport-pfe-simulation-porte-electrique-codee.pdf