II. Schéma
synoptique du système
Pour concevoir cet automate, nous proposons d'abord d'exposer
le schéma synoptique général du système, ensuite
nous détaillerons les différents blocs constituant le dispositif.
Le système proposé est construit autour d'une
carte Arduino Méga. Il est constitué de plusieurs modules
d'entrées sorties avec une alimentation générale du
dispositif. Maintenant nous nous consacrons à la conception et la phase
simulation de notre automate programmable.
Figure 21: Schéma
synoptique de système
1. Principe de fonctionnement
su système
Le système que nous proposons est un automate
programmable dont son principe de fonctionnement repose sur la CPU
conçue à base de la carte Arduino Méga.
L'automate reçoit des données par ses
entrées (analogiques/numériques), à travers les modules
d'entrées élaborés, celles-ci sont ensuite traitées
par un programme défini installé à l'aide d'un PC. Le
résultat obtenu après traitement sera délivré par
ses sorties à travers les différents modules de sortie
conçus.
III. Etude et conception des différents modules de
l'automate
Après les généralités sur les API
et l'étude de la carte Arduino Méga, dans les derniers chapitres,
nous consacrons à déterminer les différents modules
à concevoir. Ces derniers sont les suivants :
· Module Alimentation.
· Module CPU. (il comporte les entrées
analogiques directement)
· Module d'entrée numérique.
· Module de sortie à transistor.
· Module de sortie à relais.
1. Le module d'alimentation
Cette alimentation doit permettre de fournir l'énergie
nécessaire au bon fonctionnement de la CPU, ainsi qu'aux autres modules
constituant le dispositif. L'alimentation fournira trois tensions continues de
24V, 12V et 5V cela à partir du transformateur 220V.
Figure 22: Schéma de
conception de module d'alimentation
Figure 23:Schéma PCB de module
d'alimentation
2. Le module CPU
Le module CPU va contenir la carte Arduino qui est l'organe
essentiel de notre API, et lui permettra de communiquer avec les autres modules
par le biais de connexion filaire (câble RJ45). Il servira aussi
l'interface d'entrées/sorties pour les entrées analogiques et les
sorties PWM. Ceci est illustré par la figure ci-dessous :
Figure 24: Schéma de
conception du module de l'Arduino (CPU)
3. Module
d'entrée
Il sera composé de 12 entrées, ce module servira
à convertir les tensions fournies par les capteurs présents sur
la machine (tel que les boutons poussoirs et les capteurs de fin de course)
vers la tension supportée par la CPU, donc convertir du 24V en 5V. Pour
cela, nous avons utilisé un régulateur LM7805 et un photocoupleur
PC817 qui permettra d'assurer l'isolation galvanique, entre la puissance et la
commande.
Figure 25: Module
d'entrées
Figure 26:Schéma PCB
de module d'entrée
4. Module de sortie à
transistor
Le module de sortie est en réalité un
amplificateur qui permet de délivrer (24V ,8A) à partir du (5V,
20mA) généré par les sorties de l'Arduino. Et ce, en
utilisant un transistor de puissance de référence « IRF1010N
». Tout le circuit est protégé par un photocoupleur de
même référence que le module d'entrée. Ce module
sera composé de 6 sorties.
Figure 27: Module de sortie
à transistor
Figure 28:Schéma PCB
de module de sortie à transistor
5. Module de sortie à
relais :
Ce dernier module comporte 6 relais (SPDT).
Ces organes électromécaniques permettent de
dissocier la partie puissance de la partie commande. Elle permet l'ouverture
et la fermeture d'un circuit électrique par un second
circuit complètement isolé. Ces commandes s'effectuent en
recevant des impulsions provenant de la carte Arduino en
passant par le circuit d'isolation galvanique PC817.
Figure 29: Module sortie
à relais
Figure 30:Schéma PCB
de module de sortie à relais
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