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Table des matières
DEDICACE
3
REMERCIEMENTS
4
AVANT-PROPOS
5
INTRODUCTION
6
APERCU DE L'ECOLE NATIONALE SUPERIEURE
POLYTECHNIQUE
8
I.1. Bref historique et forme juridique
8
I.2.Objets de l'Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique
8
I.3.Mission
9
I.4.Cycles de formation
9
I.5.Présentation du Département de
Génie Electrique
9
I.6. Présentation de l'atelier
électronique de l'ENSP
10
LES DETECTEURS
13
II.1. Les détecteurs avec contact
13
II.1.1. Les détecteurs de fin de course
13
II.1.2. Les détecteurs de fumée
photoélectriques
14
II.1.3. Les codeurs optiques rotatifs
15
II.2.Les détecteurs sans contact
16
II.2.1. Les détecteurs de proximité
inductifs
16
II.2.2.Les détecteurs de proximité
capacitifs
17
II.2.3.Les détecteurs à ultrasons
18
II.2.4.Les détecteurs
photoélectriques
19
LE PROJET
22
III.1.La partie commande
22
III.1.1. L'émetteur
23
III.1.2. Le récepteur
23
III.2.La partie opérative
25
III.2.1.Le microcontrôleur PIC16F84AP
25
III.2.2.Le circuit MAX232
28
Programme d'ouverture, d'envoi et de
réception des données du port série RS232
32
Programme qui interprète les états
reçus sur le port série
35
Programme qui récupère les
données du port COM1 du poste PC et envoie sur un autre port COM2
36
L'APPLICATION
40
IV.1. Schéma de l'application choisie
40
IV.2.Programme d'application
41
SUGGESTIONS & CONCLUSION
45
V.1.Prix global du projet
45
V.2.Suggestions
46
CONCLUSION
47
BIBLIOGRAPHIE
48
Sites Internet
48
Livres et autres documents
48
ANNEXE
50
I.Spectre électromagnétique
50
DEDICACE
Je dédie ce présent projet technique
à :
ü Mon père LEKA Jean ;
ü Ma mère ISSAMBO Nadine Mireille ;
ü Mes soeurs et frères ;
Pour leur affection et soutien inestimable.
REMERCIEMENTS
Ce travail n'aurait pas connu son terme nul était
l'apport de certaines personnes.Nous ne pouvons pas, nous empêcher
d'exprimer notre reconnaissance à :
ü Monsieur Désiré
LILONGA-BOYENGA, Directeur de l'ENSP
ü Monsieur Romain Richard NIERE,
Secrétaire académique de l'ENSP
ü Monsieur Alphonse OMBOUA, chef de
département Génie Electrique
ü Tout le personnel enseignant du Département
Génie Electrique.
ü Le président et les membres du jury, pour leur
disponibilité, malgré leursmultiples
occupations
ü Mon grand frère Arthur LEKA
ü Ma grande soeur Alsia ONDONGO
ü Mes amis Christ MABIALA, Belfort KAMBOUROU, Rey
EKAMBA
J'exprime mes remerciements les plus sincères
à :
Monsieur N'SITOU Jean Louis, mon tuteur de
projet de fin de formation pour sa précieuse contribution
pédagogique qui a favorisé le couronnement de ce travail.
Mes vifs remerciements à l'égard de toute ma
famille et à ceux qui, de près ou de loin, m'ont soutenu par
leurs contributions multiformes dans l'élaboration et la
rédaction de ce projet.
J'adresse enfin mes remerciements à tous mes
collègues de classe, à tous ceux de ma promotion pour leur
franche collaboration durant ces années académiques.
AVANT-PROPOS
L'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique en sigle
l'ENSP est l'un des onze établissements que compte l'Université
Marien N'GOUABI.Créée en 1996, Elle a pour vocation, la formation
des Techniciens Supérieurs et Ingénieurs dans les domaines
suivants :
ü Génie mécanique : option maintenance
industrielle, électromécanique et génie
pétrolier ;
ü Génie Electrique : option
électronique et télécommunication, électrotechnique
et
électronique de puissance ;
ü Génie civile ;
ü Sciences et technologies alimentaires.
Conformément à sa vocation, l'Ecole Nationale
Supérieure Polytechnique dispense les enseignements dans deux cycles
sous forme de cours théoriques, de travaux dirigés et de travaux
pratiques complétés par des stages obligatoires organisés
tout au long du cursus des apprenants.
Le stage-projet constitue un moment déterminant
à l'étudiant pour accroitre ses connaissances techniques et
scientifiques acquises à l'école avec la pratique professionnelle
d'une part, et à l'acquisition des atouts nécessaires pour la
rédaction du projet d'autre part.
INTRODUCTION
Les industriels s'efforcent sans cesse de développer
des produits et des services plus rapidement et de façon plus rentable.
L'automatisation de leurs procédés permet aux fabricants
d'atteindre ces objectifs tout en maintenant des niveaux élevés
de qualité et de fiabilité. Les technologies de détection
de présence représentent l'une des solutions techniques pour
réguler, surveiller et contrôler ces processus de manière
efficace.
Bien qu'il existe plusieurs types de détecteurs de
présence mais la grande majorité de ces détecteurs
présente toujours quelques défaillances.
Dans le travail qui suit, nous présenterons dans un
premier temps différents types de détecteurs de présence
et leurs défaillances puis le détecteur de présence
photoélectrique optimisé. Enfin nous prendrons un cas
d'application de ce projet dans un parking intelligent pour la gestion du
nombre de places disponible.
PREMIERE PARTIE: A propos de l'Ecole Nationale
Supérieure Polytechnique
APERCU DE L'ECOLE NATIONALE
SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
I.1. Bref historique et
forme juridique
L'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique est l'un
des onze établissements de l'Université Marien
NGOUABI.
1981 : Création de l'Ecole Normale
Supérieure de l'Enseignement Technique (ENSET), sur les
cendres du Département de la Formation des professeurs de l'Enseignement
Technique (DFPET), de l'Institut Nationale Supérieur
des Sciences de l'Education (INSSED),
actuelle Ecole Normale Supérieure (ENS).
1996 : Création de l'Ecole Nationale
Supérieure Polytechnique par délibération du comité
de Direction de l'Université Marien NGOUABI en lieu et place de
l'ENSET.
L'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique comprend
deux cycles de formation :
ü Un cycle des Techniciens Supérieurs (cycle de
trois ans), sanctionné par une Licence
professionnelle ;
ü Un cycle d'Ingénieurs sanctionné par un
diplôme d'Ingénieurs et un cycle Master
sanctionné par un diplôme de master.
I.2.Objets de l'Ecole
Nationale Supérieure Polytechnique
L'Ecole Nationale Supérieure
Polytechnique a pour objets la formation des cadres
moyens-supérieurs et supérieurs polytechniques; la recherche
scientifique et technique en vue du développement technologique et
économique du Congo.
Dans le cadre de cet objet, en liaison avec l'Industrie,
l'Ecole oriente ses activités vers la recherche appliquée et
l'enseignement coopératif par :
ü La présence de l'entreprise dans les conseils
décisionnels de l'établissement ;
ü La participation des professionnels à la
formation initiale ;
ü Les stages des étudiants en entreprise pour les
familiariser avec les derniers progrès de la
technique ;
ü La conception en commun des projets de recherche
liée au développement en vue d'un
partage des savoirs et de savoir-faire.
I.3.Mission
L'Ecole Nationale Supérieure Polytechnique
(ENSP) a pour missions de :
ü Former des cadres opérationnels dans les
domaines de Génie Electrique, Génie Mécanique,
Génie Civil, Sciences et Technologies Alimentaires ;
ü Assurer la formation continue des personnels techniques
en collaboration avec le Centre Nationale d'Enseignement à
Distance ;
ü Diffuser la culture technologique ;
ü Assurer les prestations de services d'expertise et de
conseil ;
ü Conquérir le positionnement stratégique
du pays au sein de la sous-région Afrique Centrale.
I.4.Cycles de formation
La formation des Techniciens Supérieurs et
d'Ingénieurs se fait en deux cycles, un cycle de technicien
Supérieur de trois ans, sanctionné par une licence
professionnelle, comprenant quatre programmes ci-après :
ü Génie Electrique, Options : Electronique et
télécommunications, Electrotechnique et
Electronique de puissance ;
ü Génie Mécanique, Option :
Maintenance Industrielle ;
ü Génie Civil
ü Sciences et Technologies Alimentaires ;
Options : Génie Industriel Alimentaire et Contrôle
de qualité des aliments.
I.5.Présentation du
Département de Génie Electrique
Le Département de Génie Electrique
« DGE », est l'un des quatre
départements que compte l'ENSP. Il est dirigé par un chef de
département. Actuellement, cette fonction est assurée par
Monsieur Alphonse OMBOUA
Le Département de Génie Electrique comprend en
son sein :
ü un personnel enseignant (enseignants permanents et
enseignants vacataires) ;
ü un personnel non enseignant : la secrétaire
et le technicien de laboratoire.
ü Le département abrite également deux
ateliers :
ü un atelier d'électronique ;
ü un atelier d'électrotechnique
.
Présentement, le Département de Génie
Electrique s'occupe des options suivantes :
ü Electronique et télécommunications,
ü Electrotechnique et électronique de puissance
(en trois ans), pour le cycle des techniciens
supérieurs.
I.6.Présentation de
l'atelier électronique de l'ENSP
L'atelier électronique de l'ENSP, est sous la tutelle
du département de Génie Electrique. Il comprend essentiellement
deux compartiments:
ü La salle constituée de quatre pupitres pour la
réalisation des travaux pratiques
ü Le magasin d'outillage, lieu où sont
stockés les outils et le matériel nécessaire.
I.7.L'organigramme de l'ENSP:
DEUXIEME PARTIE: Différents types de
détecteurs existants et leurs défaillances
LES DETECTEURS
Il existe deux grandes familles de détecteurs de
présence : Les détecteurs de présence avec contact et
les détecteurs de présence sans contact.
II.1.Les détecteurs
avec contact
Ce sont des dispositifs électromécaniques qui
détectent le changement par contact physique direct avec l'objet
appelé cible.
Les détecteurs avec contact ne nécessitent en
général aucune alimentation, acceptent des intensités
supérieures et tolèrent mieux les perturbations de
l'alimentation. Ils sont plus faciles à comprendre et à
diagnostiquer.
II.1.1. Les
détecteurs de fin de course
Les détecteurs de fin de course permettent de
déterminer la présence, l'absence, le passage, le positionnement
et la fin de course d'un objet. Ils étaient initialement utilisés
pour définir la limite de déplacement d'un objet ; d'où le
terme « fin de course ».
Un détecteur de fin de course est un dispositif
électromécanique qui se compose d'un actionneurlié
mécaniquement à un ensemble de contacts. Lorsqu'un objet vient en
contact avec l'actionneur, le dispositif actionne les contacts et ouvre ou
ferme une connexion électrique.
L'inconvénient de ces détecteurs est que la
durée de vie des contacts est plus courte qu'avec les technologies
à circuits intégrés. Il faut aussi noter l'usure des
pièces mécaniques.
Figure1: Détecteur de fin de course
II.1.2. Les
détecteurs de fumée photoélectriques
Le détecteur de fumée optique est un petit
boîtier, qui est une chambre optique, où se trouve une diode
électroluminescente et un récepteur, la cellule
photoélectrique. La diode électroluminescente émet une
lumière dans la chambre optique, qui n'atteint pas la cellule
photoélectrique. Lorsqu'il y a de la fumée dans la pièce,
celle-ci rentre dans la chambre optique.
La lumière émise par la diode se reflète
sur les particules de fumée. Le faisceau de lumière va donc
être disposé dans la chambre optique et va atteindre la cellule
photoélectrique qui est le récepteur. La cellule
photoélectrique va produire un courant électrique qui va
déclencher l'alarme.
Les inconvénients de ces détecteurs c'est qu'il
y a déclenchement si le détecteur est exposé
à un flux d'air enfumé sans qu'il n'y ait départ
d'incendie (par exemple fumée de cigarette), et l'accès au
dispositif est difficile car ce dernier est placé au plafond.
Figure2: Détecteur de fumée
photoélectrique
II.1.3. Les codeurs
optiques rotatifs
Un codeur optique est un dispositif
électromécanique dont la sortie électrique
représente sous forme numérique une fonction mathématique
de la position angulaire de l'axe d'entrée.
Un codeur optique est un capteur de position angulaire,
lié mécaniquementà un arbre qui l'entraîne, son axe
fait tourner un disque qui lui est solidaire. Le disque comporte une succession
de parties opaques et transparentes.
Une lumièreémise par des Diodes
Electroluminescentes (DEL), traverse les fentes de ce disque créant sur
les photodiodes réceptrices un signal analogique. Ce signal est
amplifié puis converti en signal carré, qui est alors transmis
à un système de traitement.
L'inconvénient de ces détecteurs c'est qu'ils
sont de conception électrique et mécanique plus complexe aussi
son coût sera plus élevé.
Figure3 : Codeur optique rotatif
II.2.Les détecteurs
sans contact
Ce sont des dispositifs électroniques à circuits
intégrés qui créent un champ énergétique ou
un faisceau et qui réagissent à la perturbation de ce champ.
Ils nécessitent aucun contact physique, absence de
pièces mobiles susceptibles de se coincer, de s'user ou de se casser
(donc moins de maintenance nécessaire). Ils réagissent plus
rapidement avec une grande souplesse applicative.
II.2.1. Les
détecteurs de proximité inductifs
Les détecteurs de proximité inductifssont des
dispositifs à circuits intégrés conçus pour
détecter des objets métalliques. Les détecteurs de
proximité inductifs sont conçus pour générer un
champ électromagnétique.
L'oscillateur se déplace à pleine énergie
lorsqu'aucun objet n'est présent dans le champ. Lorsque le champ
commence à être interrompu par la cible l'oscillateur ralentit
jusqu'à s'arrêter et l'objet est détecté. Lorsque
l'objet s'éloigne du champ, l'oscillateur commence à se
régénérer puis le détecteur revient à son
état normal.
Les inconvénients de ces détecteurs c'est qu'ils
ne détectent que des cibles métalliques. Ils peuvent être
affectés par des champs électromagnétiques intenses.
Figure4 : Détecteur de proximité
inductif
II.2.2.Les
détecteurs de proximité capacitifs
Un détecteur de proximité capacitif est
principalement constitué d'un oscillateur dont le condensateur est
formé par deux électrodes placées à l'avant de
l'appareil.
Dans l'air (?r = 1), la capacité de ce
condensateur est C0. ?rest la constante
diélectrique, elle dépend de la nature du matériau. Tout
matériau dont ?r> 2 sera détecté.
Lorsqu'un objet de nature quelconque (?r> 2) se trouve
en regard de la face sensible du détecteur, ceci se traduit par une
variation du couplage capacitif (C1).Cette variation de
capacité (C1>C0) provoque le démarrage
de l'oscillateur. Après mise en forme, un signal de sortie est
délivré.
L'inconvénient de ces détecteurs c'est qu'ils
sont très sensibles aux modifications de l'environnement, et leur prix
est très élevé.
Figure5: Détecteur de proximité
capacitif
II.2.3.Les
détecteurs à ultrasons
Les détecteurs à ultrasonsémettent une
impulsion sonore qui se reflète sur les objets entrant dans le champ de
l'onde. Le son réfléchi ou « écho » est alors
reçu par le détecteur. La détection du son
génère un signal de sortie utilisable par un actionneur, un
automate ou un ordinateur. Le signal de sortie peut être analogiqueou
numérique.
L'inconvénient de ces détecteurs c'est que les
variations de l'environnement, par exemple température, pression,
humidité, turbulence de l'air et particules en suspension affectent la
réponse à ultrasons.
Figure6: Détecteur à ultrason
II.2.4.Les
détecteurs photoélectriques
Les détecteurs photoélectriquesfonctionnent par
détection de la variation du niveau lumineux reçu par une cellule
sensible à la lumière. Cette variation de niveau lumineux permet
au détecteur de détecter la présence ou l'absence de
l'objet.
Il existe trois types de détecteurs
photoélectriques:
o Les détecteurs de type barrage : Ils sont
constitués d'un émetteur et d'un récepteur.
Lorsque l'objet à détecter coupe le faisceau, le
récepteur en l'absence de faisceau
lumineux commute la sortie. L'inconvénient de ce type
de détecteur c'est qu'il ne détecte
pas les objets transparents.
o Les détecteurs de type reflex : Ils sont
constitués d'un émetteur et d'un récepteur placés
dans le même boîtier. Le faisceau est
réfléchi par un réflecteur. Lorsque l'objet à
détecter
coupe le faisceau le récepteur en l'absence de faisceau
lumineux commute la sortie.
L'inconvénient de ce type de détecteur est qu'il
y a risque de détection sur les objets
transparents et réfléchissants.
o Les détecteurs de type
proximité : Ils sont constitués d'un
émetteur et d'un récepteur
placés dans le même boîtier. Le faisceau
est réfléchi par l'objet à détecter. Lorsque
l'objet a réfléchi le faisceau le
récepteur en présence du faisceau lumineux commute la
sortie. L'inconvénient de ce type de détecteur
est qu'il peut être difficile à appliquer si
l'arrière-plan derrière l'objet est suffisamment
réfléchissant et est proche de l'objet.
TROISIEME PARTIE: Présentation du projet
« REALISATION & OPTIMISATION D'UN DETECTEUR DE
PRESENCE » PHOTOELECTRIQUE
LE PROJET
A cause de certaines défaillances des détecteurs
de présence existants ainsi énumérés dans le
chapitre précédent, ce projet vise à optimiser
particulièrement les détecteurs photoélectriques de type
barrage en vue d'obtenir un détecteur photoélectrique intelligent
et évolutif. Le détecteur de présence
photoélectrique est constitué de deux parties principales :
La partie commande et la partie opérative.
III.1.La partie
commande
Elle est constituée d'un émetteur muni d'une
diode électroluminescente et d'un récepteur muni d'un
phototransistor.
Figure10: Schéma de la partie commande
III.1.1.L'émetteur
La partie émettrice est composée d'une diode
électroluminescente (en anglais : Light-Emitting
Diode, LED), qui émet de la
lumière rouge
visible de longueur d'onde comprise entre 630 et 670nm lorsqu'il est
parcouru par un
courant
électrique.
Cette diode est alimentée par une tension de 5V et
polarisée par une résistance fixe de 39ohms.
La diode utilisée est de type SDM 1206 HB (Hight
Britness), pouvant émettre jusqu'à 50m en direction droite, elle
est montée dans un bouclier de protection anti-rayonnement à
incidence non nulle et munie à sa tête une lentille convergente.
III.1.2.Le
récepteur
La partie réceptrice est composée d'un
phototransistor et d'une résistance variable. Le phototransistor est un
transistor bipolaire dont la base est sensible à la lumière.
Lorsque la base est éclairée (pas de présence), le
phototransistor convertit la lumière reçue en une tension faible
de l'ordre de 0,5V. Il s'agit de l'état bas(0), le dispositif est en
veille. Lorsque la base n'est pas éclairée (il y a
présence), le phototransistor est parcouru par le courant de
fuite ICEO. L'éclairement de la base conduit à un
photo courant Iph que l'on peut nommer courant de commande du
phototransistor.
Le phototransistor étant polarisé par une
résistance variable dite de pull-up calée à 47ohms
par rapport à la lumière du lab ; ainsi il apparait entre le
collecteur et l'émetteur une tension maximale de +5V, équivalente
à la tension d'alimentation : c'est l'état haut (1).
Le phototransistor utilisé est de type SFH 305-2HR NAR
(HightReability Narrow AngularResponse), à angle de détection
étroit, le tout encastré dans un bouclier métallique ou en
plastique.
Ainsi, à cause de l'influence de la lumière
ambiante, le phototransistor peut rapporter à la sortie une tension plus
ou moins faible. Pour éviter que le phototransistor puisse être
influencé par la lumière, il y a une résistance dite
résistance interne du phototransistor qui empêche l'effet de la
lumière ambiante sur ce dernier. D'où un calcul de
Vdet est fait selon que l'on souhaite avoir Vdet=0,5V
lorsqu'il n'y a pas présence et Vdet=5V lorsqu'il y a
présence, en fonction de la résistance interne du phototransistor
et de la résistance de pull up dont voici les formules :
o Lorsqu'on souhaite avoir à la sortie du
phototransistor une tension Vdet=0,5V
Rceoff :
Résistance interne du phototransistor lorsqu'il reçoit en
permanence de la lumière
Rpull up : résistance de
polarisation du phototransistor
Vcc : Tension d'alimentation
o Lorsqu'on souhaite avoir à la sortie du
phototransistor une tension Vdet=5V
Rceon :
Résistance interne du phototransistor lorsqu'il ne reçoit plus de
lumière
Rpull up : résistance de
polarisation du phototransistor
Vcc : Tension d'alimentation
III.2.La partie
opérative
La partie opérative est constituée d'un PIC de
type 16F84AP reliée à un MAX232 qui crée l'interface
série RS232 avec le poste PC.
Figure11: Schéma de la partie
opérative
III.2.1.Le
microcontrôleur PIC16F84AP
Le PIC16F84AP, alimenté par une tension VCC=+5V, est
relié à un oscillateur externe de fréquence 4MHz et dont
le brochage se présente comme suit :
PIN1 : RA2 configuré comme
entrée du signal TTL sortant du phototransistor
PIN2 : RA3 configuré comme sortie
pour alimenter la LED témoin
PIN3 : RA4 n'est pas utilisé mais
il peut être configuré en entrée/sortie ou comme
entrée d'horloge du TIMER
PIN4 : MCLR sert à faire la mise
à jour du programme du PIC
PIN5 : VSS, sert pour la mise à
la masse
Les pins RB (de 0 à 7) peuvent être
configurés en entrées/sorties
PIN14 : est le pin d'alimentation
(VCC)
Les PIN15 et PIN16 :
OSC1 et OS sont utilisés pour l'horloge externe
PIN17 : RA0 configuré en
entrée, afin de recevoir les données provenant du poste PC via le
MAX232 (RX)
PIN18 : RA1 configuré en sortie,
afin d'envoyer les données vers le poste PC via le MAX232 (TX)
Pour permettre au PIC de fonctionner selon les besoins du
détecteur de présence photoélectrique, un programme a
été écrit afin d'allumer la LED témoin sur le
pin2 :
include 16f84ap_bert
pin_A2_direction = input
pin_A3_direction = output
; @led_red pin_A3
;@ppdbutton pin_A2
;@watch port_A3
--
--
--
procedureprocl() is
port_A3 = random_byte
end procedure
forever loop
if pin_A2==high then
pin_A3 = high
else
pin_A3 = low
end if
endloop
Ce programme a été testé avec le logiciel
PicShell version 1.9a, et dont voici une image du résultat.
III.2.2.Le circuit
MAX232
Le détecteur de présence photoélectrique
fournit des niveaux TTL de 0,5Volt (niveau bas) et 5Volt (niveau haut) ;
brancher donc directement une ligne RS232 sur le PIC pourrait exposer ce
dernier à des tensions élevées de l'ordre de 10 à
25 volts provenant de la ligne RS232 du côté postePC.
Ainsi donc pour protéger le PIC, nous avons fait usage
d'un circuit MAX232, doté d'un convertisseur de tension, au travers des
capacités C3 et C7 il génère une
tension de 10Volt depuis les 5Volt de l'alimentation (doubleur de tension) et
au moyen des capacités C4 et C6 il
génère une tension de -10Volt à partir de la tension de
10Volt.
Le brochage du MAX232 utilisé se présente comme
suit :
- Le PIN7 :T2out est la sortie vers le
port série. Il est chargé d'annoncer le top de
transmission entre l'ordinateur et le MAX232
- Le PIN8 :R2in est relié au pin
7 du port série. Il est chargé de recevoir les requêtes de
transmission provenant de l'ordinateur.
- Le PIN9 :R2out, c'est ce pin qui est
chargé de recevoir des requêtes de transmission
provenant du PIC.
- Le PIN10 :T2in, c'est le pin
chargé d'annoncer le top de transmission entre le MAX232
et le PIC.
- Le PIN11 : T1in est la sortie vers le
PIC. C'est sur ce pin que se fait l'émission des
données. Ce pin est relié au pin 17 du PIC, car
les données qui sortent du MAX232 sont
reçues par le PIC à travers ce pin.
- Le PIN12 :R1out est une entrée.
C'est ce pin qui est chargé de la réception des données.
Il est relié au pin 18 du PIC car les données
qui sortent du PIC à travers ce pin, sont
reçues par le MAX232 à travers le pin 12
(R1out).
- Le PIN13 : R1in est une
entrée. Il est chargé de la réception des données.
Il est relié au
pin 3 du port série car les données provenant de
l'ordinateur sont reçues par le MAX232
à travers le pin 13 (R1in)
- Le PIN14 :T1out est une sortie vers
l'ordinateur. C'est lui qui fait l'émission des
données. Il est relié au pin 2 du port
série car les données qui sortent du MAX232 sont
reçues par l'ordinateur à travers ce pin.
- Le PIN15 : GND est la masse.
- Le PIN16 : VCC est la tension
d'alimentation du circuit.
Figure 14 : Schéma du projet
III.2.3.Le poste PC
Le poste PCest l'ordinateur qui reçoit l'information
provenant du détecteur pour une utilité quelconque. Le poste PC
doit obéir à certains critères pour que l'information
reçue en son sein puisse circuler avec rapidité et
fiabilité sur d'autres équipements.
Ainsi le poste PC utilisé est constitué de 4Go
de mémoire RAM, d'un minimum de 15Go de disque dur pour le stockage des
programmes et données, d'un processeur de 2,5GHz de vitesse.
Le poste PC a en son sein une carte Ethernet de débit
54Mbits/s et une carte Wifi de 54Mbits/s. Le détecteur de
présence est connecté au poste serveur via le port série
RS232 comme l'indique la figure 15.
Ainsi le débit nominal maximum et la longueur maximum
du câble RS232 sont de 20 kBauds et de 20m.
Figure15 : Schéma du poste PC
connecté au détecteur
Programme d'ouverture, d'envoi
et de réception des données du port série RS232
Afin de permettre au poste PC de recevoir l'information
provenant du détecteur, un programme a été conçu
pour permettre l'ouverture du port série, l'envoi et la réception
des données :
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
#include <windows.h>
#include "com_class.h"
FILE *fp;
int main()
{
inti ;
char m;
try
{
char str2[2]={'A','B'};
charstr[1];
fp=fopen
com1.open (1);
while (1)
{
com1.write (str2, 2);
Sleep (500);
com1.read (str, 16);
for (i=0; i<1; i++)
{
m=str[i];
printf ("%x ", m);
}
printf ("\n");
}
}
catch (exception &e)
{
cout<<e.what ()
<<endl;
}
return 0;
}
Ce programme a été testé sur Microsoft
Visual C++, dont voici l'image du résultat :
Programme qui interprète
les états reçus sur le port série
Le poste PC reçoit ainsi les données provenant
du MAX232 via l'interface série. Lorsque le port série
reçoit une tension de 0,5V (pas de présence), un 0 s'affiche sur
l'écran du poste serveur. Lorsque le port série reçoit une
tension de 5V (il y a présence), un 1 s'affiche.
Un programme en C a été ainsi conçu pour
interpréter comprendre ces états :
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
int main()
{
int nombre=0;
printf("Compréhension des états
binaires\n");
printf ("1. COM=0\n");
printf ("2. COM=1\n");
printf ("Quel est l'état reçu par le
port COM: \n\n");
scanf ("%d", &nombre);
switch (nombre)
{
case 1:
printf ("Le port série a reçu un
état bas: Il n'y a pas de présence\n");
break;
case 2:
printf ("Le port série a reçu un
état haut: Il ya présence\n");
break;
default:
printf ("Erreur\n");
break;
}
system ("PAUSE");
return 0;
}
Programme qui
récupère les données du port COM1 du poste PCet envoie sur
un autre port COM2
L'information reçue par le poste PC grâce
à l'interface série peut être envoyée sur d'autres
ports pour une autre utilité.
Ainsi un programme écrit en C++ a été
élaboré afin de permettre la transmission de cette
information :
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
#include <windows.h>
#include "com_class.h"
FILE *fp;
int main()
{
inti;
char m;
try
{
charstr[2];
asyn_com com1;
char str2[2];
asyn_com com2;
fp=fopen ("D:\\com.txt","a");
com1.open (1);
if (! com1.is_open())
com2.open (3);
if (!com2.is_open())
while (1)
{
com1.read (str, 2)
Sleep (500);
for (i=0; i<2; i++)
{
str2 [i] =str[i];
}
com2.write (str2, 2);
for (i=0;i<1;i++)
{
m=str2 [i];
printf ("%x ",m);
}
printf ("\n");
}
}
catch (exception &e)
{
cout<<e.what()
<<endl;
}
return 0;
}
QUATRIEME PARTIE: Application
Choisie« Contrôle et gestion du nombre de places dans un
parking »
L'APPLICATION
IV.1. Schéma de
l'application choisie
Le détecteur de présence photoélectrique
réalisé peut être utilisé dans une application de
contrôle et la gestion du nombre de places disponible dans un parking
comme l'indique la figure ci-après :
Figure16 : Schéma de l'application
choisie
Le détecteur de présence est placé dans
un parking pour le contrôle et la gestion du nombre de places disponibles
dans celui-ci.
En effet lorsque la détection d'une voiture se fait
à l'entrée du parking, l'information reçue par le
dispositif est envoyée sur un ordinateur appelé poste PC qui est
joue le rôle d'un serveur. Ainsi un programme du calcul et d'affichage du
nombre de places disponibles dans le parking a été conçu
sur ce poste PC et ce dernier envoie l'information relative au nombre de places
disponible dans le parking sur le réseau LAN du parking, sur un
écran placé dans le parking et sur une antenne appelée
centre émetteur via les ports COM2, COM3 et COM4 qui sont
insérés sur le poste PC par l'interface RS485.
Le centre émetteur prend alors cette information et
l'envoie sur une antenne relais (qui peut être de type WIMAX ou GSM) pour
que l'information puisse être accessible sur internet ou sur mobile.
IV.2.Programme
d'application
Le programme de l'application choisie se présente comme
suit :
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
intmain ()
{
int nombre = 0, nombre1 = 0, nombre2 = 0;
printf ("===Programme de
l'application===\n\n");
printf ("1. Addition\n");
printf ("2. Soustraction\n");
printf ("Votre choix : \n\n");
scanf ("%d", &nombre);
switch (nombre)
{
case 1:
printf ("Vous avez choisi
l'addition.\n");
printf ("Introduisiez le 1er
nombre\n")
scanf ("%d", &nombre1);
printf ("Introduisiez le 2ème
nombre\n");
scanf ("%d", &nombre2);
printf ("Voici le resultat : %d ",
nombre1+nombre2);
printf ("\n");
break;
case 2:
printf ("Vous avez choisi la
soustraction.\n");
printf("Introduisiez le 1er
nombre\n");
scanf ("%d", &nombre1);
printf ("Introduisiez le 2ème
nombre\n");
scanf ("%d", &nombre2);
printf ("Voici le resultat : %d ",
nombre1-nombre2);
printf ("\n");
break;
default:
printf ("Votre choix n'est pas
valide.");
break;
}
if (nombre)
{
printf ("Le nombre de places disponibles dans le
parking est: %d ", nombre1+nombre2);
scanf ("%d",
&nombre1+nombre2);
}
else
{
printf("Le nombre de places disponibles dans le
parking est: %d ", nombre1-nombre2);
scanf ("%d",
&nombre1-nombre2);
}
system ("PAUSE");
return 0;
}
CINQUIEME PARTIE: SUGGESTIONS &
CONCLUSION
SUGGESTIONS &
CONCLUSION
V.1.Prix global du
projet
|
Désignation
|
Référence
|
Quantité
|
Prix unitaire (CFA)
|
Total
|
|
Max232
|
ACPE
|
1
|
5000
|
5000
|
|
PIC16F84AP
|
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Résistances
|
39 Ohms
1 KOhms
|
1
1
|
500
500
|
1000
|
|
Potentiomètre
|
100 Ohms
|
1
|
1000
|
1000
|
|
LED
|
SMD 1206
|
2
|
1000
|
2000
|
|
Phototransistor
|
SFH 305-2
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Condensateurs
|
22pF
|
2
|
1000
|
2000
|
|
Condensateurs polarisés
|
1uF
|
5
|
2000
|
10000
|
|
Quartz
|
4MHz
MC CMOS/TTL
|
1
|
4485
|
4485
|
|
Connecteur série
|
RS232
|
1
|
500
|
500
|
|
Pile
|
|
2
|
500
|
1000
|
|
Circuit imprimé
|
|
2
|
2000
|
4000
|
|
Support de LED
|
5mm rigide
|
1
|
500
|
500
|
|
Total
|
37485
|
V.2.Suggestions
Lors de la réalisation de ce projet nous avons
été confrontés à pas mal de difficultés
telles que :
ü Le temps qui m'est imparti du fait que j'apprends le
langage C++ et je conçois les
programmes ;
ü Le manque de certains composants sur le
marché ;
ü L'impossibilité de faire le circuit
imprimé par manque de matériel adéquat et surtout des
composants rares et presque pas sur le marché ;
Et nous souhaitons que dans les années avenir que
l'école puisse ajouter l'étude des langages de programmation
comme le C++, le Java... dans son programme afin de former des techniciens
très doués en programmation.
CONCLUSION
L'évolution technologique a occasionné bon
nombre d'innovations ainsi que le perfectionnement de nombreux
équipements électroniques qui présentent aussi bien des
avantages que des inconvénients.
Bien que ce travail n'a pas aboutit à son terme, mais
l'étude de plusieurs facettes de ce projet nous garantit
déjà un détecteur fiable et performant malgré
quelques petites défaillances qui pourraient exister.
Il faut aussi noter que le détecteur de présence
photoélectrique en réalisation est évolutif du fait que
l'on peut l'utiliser dans d'autres applications telles que pour la
détection de présence dans des banques, aéroports,
même domicile grâce à un composant très efficace qui
assurent plusieurs fonctions : le PIC.
BIBLIOGRAPHIE
Sites Internet
ü http://
www.futura-science.com
ü http://
www.detecteur-de-presence.info
ü http://
www.fr.wikipedia.org
ü http://
www.discip.ac-caen.fr
ü http://
www.crta-avignon.com
ü http://
www.commentcamarche.net
ü http://
www.siliciumcorp.com
Livres et autres
documents
ü Claude DELANNOY ;
Apprendre le C++,Editions EYROLLES, Paris, août
2007
ü Claude DELANNOY ;
C++ pour les programmeurs C, Paris, 6e édition
2004, 2e tirage 2007 avec nouvelle présentation
ü Christophe DABANCOURT ;
Apprendre à programmer, Paris, juillet 2008
ANNEXE
ANNEXE
I.Spectre
électromagnétique
|
Longueurd'
onde
|
Domaine
|
|
|
>10cm
|
Radio
|
(150 kHz - 3 GHz)
|
|
De 3 mm à 10 cm
|
Micro-onde et
radar
|
(10 cm - +- 1cm, 3 - 100 GHz)
|
|
De 300 um à 3 mm
|
Terahertz
|
(100 GHz - 10 THz)
|
|
De 1 um à 300 um
|
Infrarouge
|
|
|
De 400 nm à 700 nm
|
Lumière
visible
|
Rouge (620-700
nm)
Orange (592-620 nm)
Jaune (578-592
nm)
Vert (500-578
nm)
Bleu (446-500
nm)
Violet (400-446
nm)
|
|
De 10 nm à 400 nm
De 10-8 m à
10-7 m
|
Ultraviolet
|
(400 - 280 nm)
|
|
De 10-11 m à 10-8 m
|
Rayon
X
|
|
|
De 10-14 m à 10-11 m
|
Rayon ã
|
|
| 
