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Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Direction

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Direction Générale des Études Technologiques INSTITUT SUPERIEUR DES ÉTUDES TECHNOLOGIQUES DE BIZERTE Département de Génie Électrique RAPPORT DE PROJET DE FIN D’ETUDES En vue de l’obtention de : Licence Appliquée en Génie Électrique conception et réalisation d’un banc d’essai des capteurs a base d’une carte arduino uno et supervisé par labview Effectué à : ISET BIZERTE Élaboré par : Sellami Ikbel (AII) Aouini Ichrak (AII) Encadré par : Mr. Ben chehida Ramzi (ISET Bizerte) Mr. Liouane Saber (ISET Bizerte) Soutenu le 12/06/2017 devant la commission composée de : Président : Mme shaiek Yosra Rapporteur : Mr Aouina Nourallah Membre : Mme Boulehmi hela Référence Dép. Génie Électrique A.U 2016-2017 N° AII 01.17 Dédicace Après avoir rendu grâce à ALLAH, nous prions sur son prophète (PSL). Nous dédions ce modeste travail à Nos parents Toute la promotion de technicien supérieure de cette année. Toutes les personnes qui de près ou de loin ont contribuées à notre réussite. Remerciement En premier lieu, nous tenons à remercier et à exprimer nos gratitudes à nos encadreurs Mr ben CEHIDA Ramzi et Mr Lioune Saber pour leur aides incessants, leurs conseils et les éclaircissements qu’ils ont fournis durant notre projet de fin d’études. Nous témoignons reconnaissance et gratitudes aux aimables personnes quelque soit de prés ou de loin, qui nous ont soutenu, acceptent et orientant durant notre projet de fin d’étude au sein de l’institut supérieure des études technologiques de Bizerte et spécialement dans le département génie électrique. Enfin, nous remercions vivement les nombres de jury. Sommaire Introduction générale .................................................................................................... 1 Chapitre1 :Etude de l’art ............................................................................................... 1 Introduction .............................................................................................................. 3 1. Présentation ARDUINO .................................................................................... 3 1.1. Matériel ....................................................................................................... 3 Les plus utilisés sont : ................................................................................................ 5 1.2. Logiciel ........................................................................................................ 6 1.3. La raison de choisir ARDUINO ................................................................... 7 2. Le logiciel d’interfaçage labVIEW ....................................................................... 8 2.1. Définition .................................................................................................... 8 2.2. Domaine d’utilisation ................................................................................... 8 2.2. Le composant d’un VI .................................................................................. 9 2.3. Les palettes ................................................................................................ 10 3. Les capteurs ...................................................................................................... 12 3.1. Le capteur de température LM35 ................................................................ 12 3.2. Le capteur de température PT100 ............................................................... 13 4. Les conditionneurs des capteurs passif et actif .................................................... 14 4.1. Définition .................................................................................................. 14 4.2. Conditionneur de capteur passif .................................................................. 14 4.3. Conditionneur de capteur actif : .................................................................. 15 5. Les moteurs : .................................................................................................... 15 5.1. Le moteur pas à pas : ................................................................................... 15 5.2. Moteur DC : .............................................................................................. 16 6. Afficheur LCD : ............................................................................................... 18 6.1. Définition : ................................................................................................ 18 6.2. Fonctionnement ......................................................................................... 18 6.3. Branchement avec ARDUINO : ................................................................. 19 7. Le clavier ......................................................................................................... 19 7.1. Définition .................................................................................................. 19 7.2. Fonctionnement : ....................................................................................... 19 7.3. Branchement avec ARDUINO : ................................................................. 20 8. Les systèmes de communication ........................................................................ 20 8.1. RS-232 ....................................................................................................... 20 8.2. Branchement avec ARDUINO : ................................................................. 22 9. Solution proposé&Cahier de charge .................................................................. 22 Conclusion ............................................................................................................. 22 Chapitre 2 :Etude technologique de la solution proposée ............................................... 2 1. Conception générale de notre solution ............................................................... 24 2. Alimentation stabilisée ....................................................................................... 25 2.1. Les étapes de stabilisé une tension ................................................................. 25 2.2. Composition de carte d’alimentation ............................................................. 26 3. Propositions des Travaux Pratiques ................................................................... 27 3.1. TP N°1 Conditionneur d’un Capteur Résistif ................................................. 27 3.2. TP N°2 Régulation de température ................................................................ 34 3.3. TP N°3 variation de vitesse d’un moteur pas à pas ........................................... 39 3.4. TP N°4 commande d’un moteur DC d’après Bluetooth / contrôle de buzzer d’après un clavier ................................................................................................ 45 4. Etude théorique de connexion de RS232 ........................................................... 48 Conclusion ............................................................................................................. 48 Chapitre 3 : Conception et Réalisation de la maquette ................................................. 49 Introduction ............................................................................................................ 50 1. Les logiciels utilisés dans la simulation et la conception ..................................... 50 1.1. Proteus ......................................................................................................... 50 1.2. LabVIEW ..................................................................................................... 50 1.3. ARDUINO .................................................................................................. 50 1.4. GALAAD ................................................................................................. 51 2. Réalisation de la carte d’alimentation Apres avoir étudié notre besoin des TP, nous avons conclu qu’on aura besoin de quatre sources de tension continu ............................. 52 3. Réalisation de carte de communication série RS232 : ......................................... 54 4. Réalisation de carte de commande moteur pas à pas .......................................... 55 5. Conception du boitier ....................................................................................... 56 6. Réalisation des interfaces des TP sur labVIEW : ................................................ 58 Conclusion ............................................................................................................. 59 Conclusion Générale Et Perspective ................................................................................... 60 Figure 1 : Carte ARDUINO ......................................................................................... 3 Figure 2 : Carte ARDUINO UNO ................................................................................ 5 Figure 3 :carte ARDUINO MEGA ............................................................................... 6 Figure 4 :le logiciel ARDUINO .................................................................................... 6 Figure 5 : domaine d’utilisation ..................................................................................... 8 Figure 6 :Face avant ..................................................................................................... 9 Figure 7 :Diagramme .................................................................................................. 10 Figure 8 :Icône et connecteur ...................................................................................... 10 Figure 9 : Palette de commandes ................................................................................. 10 Figure 10:Toutes les commandes ................................................................................ 11 Figure 11 : Palette fonctions ........................................................................................ 11 Figure 12 : Toutes les fonctions ................................................................................... 11 Figure 13 : Notion de capteur ...................................................................................... 12 Figure 14 : capteur de température LM35 .................................................................... 12 Figure 15 :connexion de LM35 ................................................................................... 13 Figure 16 :capteur PT100 ............................................................................................ 13 Figure 17 : branchement de PT100. ............................................................................. 14 Figure 18 : conditionneur de capteur passif .................................................................. 15 Figure 19 : conditionneur de capteur actif. ................................................................... 15 Figure 20 : moteur pas à pas ........................................................................................ 16 Figure 21 : branchement de moteur pas à pas .............................................................. 16 Figure 22: moteur DC ................................................................................................. 17 Figure 23 : branchement moteur DC ........................................................................... 17 Figure 24 : schéma de l’afficheur LCD ........................................................................ 18 Figure 25 : branchement d’afficheur LCD ................................................................... 19 Figure 26 : clavier alphanumérique ............................................................................. 20 Figure 27 : branchement de clavier .............................................................................. 20 Figure 28 : RS- 232 ..................................................................................................... 21 Figure 29 : liaison RS-232 et MAX232. ....................................................................... 21 Figure 30 : branchement RS-232. ................................................................................ 22 Figure 31 : Schéma synoptique du système .................................................................. 24 Figure 32 : les étapes de stabilisation d’une tension ...................................................... 25 Figure 33 : schéma de la carte d’alimentation sous ISIS ............................................... 27 Figure 34: Montage potentiomètrique ......................................................................... 28 Figure 35 : Simulation du montage potentiométrique sous ISIS.................................... 29 Figure 36 : Montage en pont ....................................................................................... 29 Figure 37 : Schéma sur ISIS d’un conditionneur .......................................................... 31 Figure 38 : Configuration INA 122 ............................................................................. 32 Figure 39 : DATASHEET CAPTEUR INA 122 ......................................................... 32 Figure 40: Schéma Synoptique du Montage pt100 ....................................................... 33 Figure 41: Schéma complet d’étude de capteur PT100 ................................................. 34 Figure 42: schéma de principe ..................................................................................... 35 Figure 43: LM35 ........................................................................................................ 35 Figure 44 : Montage ISIS de capteur LM35 avec Fer à souder ...................................... 38 Figure 45 : Montage ISIS de capteur LM35 sans Fer à souder ...................................... 38 Figure 46 : schéma synoptique de variateur de vitesse .................................................. 39 Figure 47 : Pin configuration ....................................................................................... 40 Figure 48: configuration pins ...................................................................................... 40 Figure 49 : montage de NE555 sur ISIS ....................................................................... 41 Figure 50 : visualisation du signal de sortie sur un oscilloscope .................................... 42 Figure 51 : circuit l297 ................................................................................................ 42 Figure 52 : constitution de L297 .................................................................................. 43 Liste des figures Figure 53 : circuit L298 ............................................................................................... 44 Figure 54 : schéma interne de L298 ............................................................................. 44 Figure 55 : Schéma sous ISIS d’un variateur de vitesse................................................. 45 Figure 56 : Schéma synoptique .................................................................................... 45 Figure 57:schéma de câblage du Bluetooth .................................................................. 46 Figure 58 : schéma synoptique de BUZZER ................................................................ 47 Figure 59:Schéma de branchement de clavier .............................................................. 48 Figure 60 : liaison série RS232 .................................................................................... 48 Figure 61:Le processus complet de fabrication. ............................................................ 51 Figure 62:Schéma de routage de la carte d’alimentation ............................................... 52 Figure 63 : Photo réelle de carte d’alimentation ........................................................... 53 Figure 64:Schéma de routage de carte RS232 .............................................................. 54 Figure 65 : Photo réelle de la carte RS232 .................................................................... 54 Figure 66 : photo réelle de la carte de commande d’un variateur de vitesse ................... 55 Figure 67:model de valise sur Solide Works ................................................................ 56 Figure 68 : photo réelle du banc d'essai ........................................................................ 57 Figure 69 :interface du capteur LM35 sur LabVIEW ................................................... 58 Figure 70:interface du capteur PT100 sur LabVIEW .................................................... 59 Figure 71:interface du variateur de vitesse d’un moteur pas à pas ................................. 59 Introduction générale 1 Introduction générale Dans nos jours, l’enseignement supérieur devient plus en plus moderne et pratique et ça explique l’importance des séances de TP et leurs matériels didactiques. Le système éducatif est évolutif, et va être de plus en plus pénétré par des applications de mesure et rien ne se fera sans capteur, qui est à la base de mesure. Donc, l’utilisation de ces matériels didactiques à nos universités a des incidences potentielles sur l’apprentissage des étudiants. Le matériel didactique comprend différents instruments, dont principalement un manuel de l’étudiant et un guide de l’enseignant.il est un outil de soutien, de médiation et de référence.il doit également viser le rehaussement culturel et la promotion des valeurs sociétales.il suit de prés le programme ministériel accepté pour un niveau et une matière donnés. Dans les séances de TP mesure et instrumentation, les étudiants éprouvent des difficultés lors de l'absence de dispositifs électronique didactique et sa pour plusieurs raisons telque le prix de ces matériels est élevé , délai de livraison dont le temps de transmettre est long du constructeur vers l’ISET avec l’incertitude de leur qualité et performance et uploads/Philosophie/ projet-de-fin-d-etudes.pdf