Récepteur ir/pc 16 canaux

A ma famille.

FOPA TEDONGMO Hervé Walter.

A la famille NGANDJO.

NGAMBA NGANDJO Didier.

Ce travail n'est pas le fruit de notre seul effort. Il n'aurait pu paraître sous cette forme n'eut été la contribution de certaines personnes. Aussi, nous voulons manifester notre gratitude à leurs égards :

~ Au président de jury, qui malgré ses multiples occupations a bien voulu accepter de présider ce jury ;

~ Aux membres de jury, qui ont eu l'amabilité d'assister à ce jury et ce au dépend de leurs nombreuses tâches ;

~ Au Dr MBOUENDA qui a dirigé ce travail et aussi pour ses précieuses recommandations ;

~ A Tous les enseignants de l'ENSET pour la formation reçue qui nous a été très bénéfique pour la réalisation de ce projet ;

~ A Nos camarades et amis dont la grande disponibilité a été un facteur important dans la réalisation de ce travail ;

~ A nos famillespour leur soutien.

Notre travail a porté sur l'étude et la réalisation d'un récepteur IR/PC 16 canaux. La question soumise à notre étude était celle de savoir : Comment trouver une solution alternative et peu onéreuse permettant de concurrencer les récepteurs disponibles sur le marché, sous forme de Kits et prêt à l'emploi et par la même occasion palier à leur multiple limites ?

Pour trouver une réponse à cette question, nous avons premièrement présenté un certain nombre d'informations relatives à la commande par infrarouge et par ordinateur. Concrètement nous avons vu qu'un système à infrarouge puisse commander un processus, il a besoin d'un émetteur IR (télécommande), d'un récepteur infrarouge et d'une interface électronique programmée qui jouera le rôle d'intermédiaire, d'interprète de commandes et d'adaptateur de signaux avec le processus en question. Suivant la même logique, nous avons vu que commander un processus par ordinateur nécessiter en plus de l'interface électronique, un logiciel de commande permettant de piloter notre processus. Nous avons ensuite présenté quelques montages de récepteur déjà réalisés et nous avons ainsi soulevés leurs limites.

Nous avons proposé une solution aux limites soulignées plus haut sous forme de cahier des charges. Nous avons ensuite procédés à l'étude détaillée de notre récepteur et au dimensionnement des différents blocs, nous avons terminé cette partie par l'implémentation du logiciel.

La suite de notre travail, a été axée sur la réalisation de notre récepteur, la présentation des résultats, les tests et le guide d'utilisation.

En définitive nous avons bel et bien mis sur pied un récepteur infrarouge capable de piloter jusqu'à 16 sorties et contrôler 8 entrées indépendantes via un ordinateur ou une télécommande infrarouge. Notre objectif a été atteint et nous avons ainsi par notre travail contribué à rehausser sur ce plan, l'image de notre pays dans le monde.

Our work concerned the study and the realization of receiver IR/PC 16 channels. The question subjected to our study was that of knowing: How to find an alternative solution and not very expensive allowing competing with the receivers available on the market, in the form of Kits and ready with employment and consequently occasion stage with their multiple limits?

To find an answer to this question, we firstly presented a certain number of relative information's to the order by infra-red and computer. Concretely we saw that a system with infra-red can order a process, it needs a transmitter IR (remote control), an infra-red receiver and a programmed electronic interface which will play the part of intermediary, of interpreter of orders and adapter of signals with the process in question. According to same logic, we saw that to order a process by computer to require in addition to the electronic interface, a driving software allowing to control our process. We then presented some assemblies of receiver already carried out and we thus raised their limits.

We proposed a solution in extreme cases underlined higher in the form of schedule of conditions. We then proceeded to the detailed study of our receiver and with the dimensioning of the various blocks; we finished this part by the implementation of the software.

The continuation of our work was centered on the realization of our receiver, the presentation of the results, the tests and the user guide.

Ultimately we indeed set up an infra-red receiver able to control to 16 exits and to control 8 independent entries via a computer or an infra-red remote control. Our objective with summer reached and we have thus by our work contributed to raise from this point of view, the image of our country in the world.

.

DEDICACES ..........................................................................................................II

REMERCIEMENTS.................................................................................................III

RESUME...............................................................................................................IV

ABSTRACT.............................................................................................................V

TABLE DES MATIERES..........................................................................................VI

LISTE DES FIGURES.............................................................................................X

LISTE DES TABLEAUX..........................................................................................XII

INTRODUCTION GENERALE.......................................................................01

PARTIE I : REVUE DE LA LITTERATURE.......................................................03

CHAPITRE I : GENERALITES COMMANDE SUR LA COMMANDE PAR

INFRAROUGE................................................05

Introduction.........................................................................................05

I.1 L'infrarouge........................................................................................05

I.1.1 Principe................................................................................05

I.1.2 Conditions d'installation............................................................05

I.1.3 Applications...........................................................................06

I.2 L'émetteur(la télécommande infrarouge).................................................07

I.2.1 Présentation.............................................................................07

I.2.2 Fonctionnement........................................................................07

I.3 Le récepteur infrarouge.....................................................................08

I.4 Le code RC5..................................................................................09

I.4.1 Contraintes de l'émission infrarouge................................................09

I.4.2 Organisation du code RC5...........................................................09

I.4.3 Liste des adresses et des instructions du code RC5...........................12

I.4.3.1 Code RC5 des adresses des appareils..................................12

I.4.3.2 Code RC5 des instructions communes à toutes les adresse..........13

I.5 Quelques exemples des montages émetteur/récepteurs infrarouge................14

I.5.1 Récepteur IR à deux canaux MK161............................................14

I.5.2 Récepteur IR 15 canaux. VM 122................................................15

I.5.3 Carte relais 8 canaux commandée à distance K8056..........................16

I.5.4 Emetteur IR à 15 canaux. VM 121...............................................16

I.5.5 Carte relais universelle K674.....................................................17

I.5.6 Carte relais universelle avec 16 relais. K6714-16.............................17

Conclusion.....................................................................................18

CHAPITRE II : GENERALITES SUR LA COMMANDE PAR ORDINATEUR.........19

Introduction...................................................................................19

II.1 Synoptique d'un système piloté par ordinateur.....................................20

II.2 Architecture de l'ordinateur...........................................................20

II.2.1 Processeur.........................................................................21

II.2.2 Mémoire principale ou centrale.................................................22

II.2.3 Unité de stockage (mémoire de masse)........................................22

II.2.3.1 Le disque dur............................................................22

II.2.3.2 Les lecteurs de mémoire de masse...................................22

II.2.4 Les dispositifs d'entrées/ sorties................................................22

II.3 Le port série RS232.....................................................................23

II.3.1 Géométrie du port série..........................................................23

II.3.2 Description et attribution des signaux.........................................24

II.3.3 Le fonctionnement d'une liaison série........................................24

II.4 Exemple d'un montage ................................................................26

Conclusion.....................................................................................26

PARTIE II : SOLUTIONS PROPOSEES ET ETUDE THEORIQUE............................28

CAHIER DES CHARGES.........................................................................30

CHAPITRE II : CONCEPTION DE L'INTERFACE MATERIELLE.....................31

Introduction...................................................................................31

III.1 Etude du récepteur IR /PC............................................................31

III.1.1 Schéma synoptique de l'interface............................................31

III.1.2 Recherche des structures et dimensionnement............................32

III.1.2.1 Unité de traitement des informations..............................32

III.1.2.2 Circuit récepteur infrarouge........................................34

III.1.2.3 Connecteur port série et circuit de mise en forme...............34

III.1.2.4 Circuit des interrupteurs de sélection..............................35

III.1.2.5 Circuit de signalisation..............................................36

III.1.2.6 Circuits des buffers..................................................37

III.1.2.7 Alimentation..........................................................38

III.2 Schéma général de L'interface....................................................40

III.3 Liste de matériel de l'interface....................................................41

Conclusion..................................................................................41

CHAPITRE IV : IMPLEMENTATION LOGICIELLE......................................42

Introduction..................................................................................42

IV.1 Programmation du microcontrôleur................................................42

IV.1.1 Organigramme de fonctionnement du microcontrôleur.................42

IV.1.2 Codages des informations émises et reçues par le microcontrôleur...42

IV.1.2.1 Codage des informations reçues par le microcontrôleur.....47

IV.1.2.2 Codage des informations émises par le microcontrôleur.....48

IV.1.3 Code Source..................................................................49

IV.2 Programmation du logiciel PC.....................................................51

IV.2.1 Organigramme de fonctionnement mode PC............................52

IV.2.2 Code source..................................................................53

Conclusion.................................................................................56

PARTIE III : REALISATION ET PRESENTATION DES RESULTATS.....................58

CHAPITRE V : REALISATION DE L'INTERFACE MATERIELLE...................60

Introduction..................................................................................60

V.1 Typons des différents circuits.........................................................60

V.1.1 Typon de l'interface............................................................60

V.1.2 Typon de l'alimentation.......................................................61

V.2 Circuits imprimés........................................................................62

V.3 Implantation des composants.........................................................63

V.4 Le boitier................................................................................64

V.5 Devis estimatif..........................................................................65

Conclusion...................................................................................66

CHAPITRE VI : PRESENTATION DES RESULTATS, TESTS ET GUIDE

D'UTILISATION......................................................67

Introduction...................................................................................67

VI.1 Présentation des résultats...............................................................67

VI.1.1 Mode de fonctionnement.......................................................67 

VI.1.2 Fonctionnement en mode récepteur IR......................................67

VI.1.3 Fonctionnement en mode PC................................................68

VI.2 Guide d'utilisation du logiciel PLATE FORME FN.............................69

Conclusion.......................................................................................72

CONCLUSION GENERALE.........................................................................74

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.....................................................................75

ANNEXES............................................................................................................76

Figure	Titre		Page
Figure 1.1	Présentation d'une télécommande Philips		7
Figure 1.2	Récepteur infrarouge de type TSOP17XX		8
Figure 1.3	Schéma bloc d'un récepteur infrarouge TSOP17XX		9
Figure 1.4	Trame au format RC5		10
Figure 1.5	Les bits du code RC5		10
Figure 1.6	Exemple de trame		11
Figure 1.7	Enchainement des trames		11
Figure 1.8	Modulation infrarouge		11
Figure 1.9	Récepteur IR à deux canaux		14
Figure 1.10	Récepteur IR à 15 canaux		15
Figure 1.11	Carte relais 8 canaux commandés à distance		16
Figure 1.12	Emetteur IR 15 canaux		16
Figure 1.13	Carte relais universelle		17
Figure 1.14	Carte relais universelle avec 16 relais		17
Figure 2.1	Architecture d'un système de commande par ordinateur		20
Figure 2.2	Synoptique d'un ordinateur		21
Figure 2.3	Dispositifs d'entrées/Sorties		22
Figure 2.4	Liaison série		23
Figure 2.5	Prise DB9 et DB25 mâles		23
Figure 2.6	Exemple pour l'envoi de C5H= 11000101		25
Figure 2.7	Interface universelle série		26
Figure 3.1	Synoptique du récepteur IR/PC		31
Figure 3.2	Schéma de l'unité de traitement des informations		33
Figure 3.3	Schéma circuit récepteur IR		34
Figure 3.4	Schéma connecteur port série et circuit de mise en forme		35
Figure 3.5	Schéma circuit des interrupteurs de sélection		36
Figure 3.6	Schéma circuit de signalisation		36
Figure 3.7	Schéma circuit des Buffers		37
Figure 3.8	Schéma de l'alimentation		38
Figure 3.9	Schéma général de l'interface		40
Figure 4.1	Organigramme du programme principal		43
Figure 4.2	Organigramme du sous-programme enregistrement de l'adresse de la télécommande		44
Figure 4.3	Organigramme du fonctionnement mode normal IR		45
Figure 4.4	Organigramme du fonctionnement mode PC		46
Figure 4.5	Organigramme enregistrement de la vitesse de communication		47
Figure 4.6	Organigramme de fonctionnement du logiciel		52
Figure 5.1	Typon coté piste de l'interface		60
Figure 5.2	Typon coté composant de l'interface		61
Figure 5.3	Typon coté piste de l'alimentation		61
Figure 5.4	Typon coté composant de l'alimentation		61
Figure 5.5		Circuit imprimé de l'interface		62
Figure 5.6		Circuit imprimé de l'alimentation		62
Figure 5.7		Photographie de la maquette		63
Figure 5.8		Vue de face du boitier		64
Figure 5.9		Vue de dessus du boitier		64
Figure 6.1		Choix du mode de fonctionnement		67
Figure 6.2		Confirmation de l'enregistrement		68
Figure 6.3		Fonctionnement en mode infrarouge S1, S2, S3, S4, S6, S9, et S10 ON		68
Figure 6.4		Fonctionnement en mode PC S1, S2, S3, S4, S6, S9, et S10 ON		69
Figure 6.5		Vue de dessus du boitier		69
Figure 6.6		Fenêtre d'installation de PLATE FORME FN		70
Figure 6.7		Page d'accueil de PLATE FORME FN		70
Figure 6.8		Panneaux de commande 16 canaux		70
Figure 6.9		configuration de la communication série		71
Figure 6.10		Feuille de modification du nom d'une sortie		71
Figure 6.11		Feuille de modification du nom d'une entrée		71
Figure 6.12		Page de fermeture de PLATE FORME FN		72

Tableau	Titre	Page
Tableau 1.1	Code RC5 des adresses des appareils	12
Tableau 1.2	Code RC5 des instructions communes à toutes les adresses	13
Tableau 2.1	Broches du connecteur série	24
Tableau 3.1	Liste de matériel de l'interface	41
Tableau 4.1	Codage des informations reçus par le microcontrôleur	48
Tableau 4.2	Codage des informations émises par le microcontrôleur	48
Tableau 5.1	Devis estimatif de la maquette	65

Le début du 20^ième siècle est marqué par un boom technologique impressionnant notamment dans le domaine de l'électronique et de l'informatique ; l'homme commence peu à peu à voir l'intérêt de l'automatisation comme un outil très pratique de manipulation pouvant remplacer certaines tâches manuelles lorsqu'une rapidité et une fiabilité extrêmes sont recherchées. C'est ainsi qu'est né dans cette ordre d'évolutionla commande à distance des processus.

La commande à distance est utilisée chaque fois que l'on ne veut pas ou que l'on ne peut pas manoeuvrer directement un appareil. On y fait appel principalement si celui-ci (appareil) est loin, inaccessible ou mobile, ou encore si la manoeuvre de commande ou les différentes actions appliquées en des points dispersés doivent être coordonnées. La commande à distance offre de plus la possibilité d'une transmission pour agir à distance et pour, simultanément, être toujours informé de la situation afin de prendre les décisions convenables.

La commande par infrarouge des processus est une technique de commande à distance très répandue dans le domaine de l'électronique. En effet elle est présente dans la grande majorité des appareils électroniques d'une part.

Par ailleurs la croissance exponentielle des nouvelles techniques de l'information et de la communication(NTIC) est venue inspirer une nouvelle forme de commande : la commande par ordinateur des processus. La commande par ordinateur occupe un champ assez vaste dans la commande à distance des processus que ce soit dans l'industrie ou dans la domotique. En domotique elle intervient principalement dans l'automatisation des résidences (chauffage, climatisation, alarmes, éclairage, etc....)

Le développement à grande échelle des systèmes d'automatisation de toutes sortes à fait apparaître dans les foyers, au bureau et dans les lieux publics des petites centrales destinées à la commande de toutes sortes d'appareils électriques.Qu'elles soient pilotées par liaison filaire ou à distance, l'attrait de ces dispositifs est en constante augmentation chez le particulier.

Cependant bien que très répandue dans le monde, la commande à distance des processus est encore mal connue dans notre pays. Très peu d'organisme la mettent en oeuvre. Dans le domaine de la domotique qui par ailleurs fait l'objet de notre attention, les applications sont très peu nombreuse, voir quasiment inexistantes dans les ménages, les rares applications qui sont mis sur le marché coûtent très cher, ne proposent pas un grand nombre de fonctionnalités et sont très souvent inaccessibles. C'est pourquoi, nous voulons à travers ce mémoire de fin d'études, mettre en oeuvre un récepteur IR/PC stand-alone 16 canaux. Composée de 16 sorties indépendantes à collecteur ouvert, cette carte autorise le contrôle de relais, de LEDs, de triacs, de moteurs et de tout autres dispositifs électriques commandés à distance par l'intermédiaire de n'importe quelle télécommande à infrarouge ou bien encore à partir de son ordinateur

Notre travail est destiné dans un premier temps aux entreprises camerounaises et à tous les établissements à caractères industriel souhaitant implémenter cette nouvelle technologie pour une gestion efficace des ressources énergétiques,et dans un second temps, à tout individu ou tout particulier opérant dans le domaine de la domotique, c'est-à-dire la commande par ordinateur et par infrarouge des applications domestiques telles que les alarmes anti-incendie, la télésurveillance, la régulation de température, les systèmes de sécurité antivols, etc.

Pour atteindre nos objectifs, nous diviserons notre travail en trois grandes parties :

~ La première partie intitulée « Revue de la littérature » est une synthèse des moyens et techniques mis en oeuvre pour la commande par infrarouge et par ordinateur des processus ;

~ La deuxième partie intitulée «  Solutions proposées et étude théorique » présente le cahier des charges, la conception de l'interface matérielle et l'implémentation logicielle ;

~ La troisième partie intitulée « Expérimentation et comparaison des résultats » présente la réalisation du récepteur, les tests et le guide d'utilisation.

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Cette partie est une synthèse des moyens et techniques mis en oeuvre lors de la commande par infrarouge et par ordinateur. Nous y verrons successivement, la commande par infrarouge et ses principes, les notions de base à savoir pour réaliser une commande par infrarouge ; les domaines d'utilisations et quelques travaux déjà réalisés dans le domaine. Nous parlerons ensuite de la commande par ordinateur, son principe, les notions importantes à savoir pour une commande via le port série et pour terminer nous présenterons quelques exemples de montages réalisés dans le domaine de la commande par ordinateur via le port série.

INTRODUCTION 

         Très tôt, dès le début du 20^ème siècle, les scientifiques se sont intéressés à la commande à distance. Tout d'abord, c'est dans la marine française que l'on a utilisé cette technologie pour un navire-cible télécommandé par radio.

En effet, la commande à distance évolue tous les jours avec les techniques. Elle peut être mise en oeuvre par un signal lumineux, un courant électrique ou par une onde. Ce sont ses trois principales techniques qui sont les plus utilisées dans la commande à distance des processus. Toutefois, nous ne nous attarderons que sur la commande par infrarouge qui fait l'objet de notre étude.

I.1 L'INFRAROUGE

I.1.1Principe

Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible. L'émission d'un signal est réalisée à l'aide d'une diode infrarouge, petit composant électronique qui transforme un signal électrique en un signal lumineux. La réception est assurée par une cellule infrarouge. Les télécommandes des téléviseurs et autres équipements audiovisuels utilisent cette technique depuis des décennies. Elle est très bien adaptée à cet usage, car les vitesses nécessaires sont réduites et le volume d'informations à transmettre est limité à quelques caractères pour chaque commande. De plus, cette communication est unidirectionnelle (de la télécommande vers le récepteur). Enfin, l'infrarouge présente l'avantage par rapport aux radiofréquences de ne pas interférer avec les autres signaux électromagnétiques comme les signaux de télévision.

I.1.2 Conditions d'installation

L'infrarouge est une technique fiable et bon marché. Un système de transmission se compose d'un émetteur et d'un ou plusieurs récepteurs intégrés ou installés à proximité des équipements à commander. Différents ordres de commande peuvent être émis par un même émetteur vers un ou plusieurs récepteurs grâce à un codage des signaux.

L'installation de ces dispositifs doit tenir compte des caractéristiques spécifiques au rayonnement infrarouge :

~ Il ne traverse pas les cloisons. L'émetteur et le récepteur doivent donc se trouver dans la même pièce ;

~ Il est relativement directionnel. Il est donc préférable que l'émetteur et le récepteur soient en vue directe. Aucun obstacle ne doit figurer sur le trajet. Avec les télécommandes mobiles, il faut viser le récepteur pour ne pas avoir d'erreur de transmission de l'ordre ;

~ La portée est limitée à quelques mètres ;

~ Il possède une bonne immunité et ne crée pas de perturbations. Le signal peut cependant être perturbé par les tubes fluorescents et les lampes fluo-compactes «à économie d'énergie» ou une lumière trop vive. L'émetteur n'a pas besoin d'être raccordé au réseau 230 V. Du fait de sa faible consommation électrique, une alimentation par piles est suffisante.

Grâce à cette autonomie, il offre une très grande flexibilité d'installation :

~ L'émetteur peut être fixe (sur une cloison) ou mobile ;

~ Son installation dans des locaux humides, à proximité d'une baignoire ou d'un bac à douche, est possible ;

~ Il est bien adapté à la rénovation de bâtiments existants ou aux locaux dont les réaménagements sont fréquents (cloisons mobiles, etc.). L'installation reste évolutive : l'intégration d'un émetteur supplémentaire ne pose pas de problème (il suffit d'ajouter un récepteur à l'appareil à commander).

I.1.3 Applications

La technologie infrarouge est principalement destinée à des applications de commande à distance et de détection. Elle est très utile pour piloter les équipements domestiques et en améliorer le confort d'utilisation en assurant la commande :

~ de l'éclairage (allumage/extinction, variation, etc.) ;

~ de volets roulants, de portails, de portes de garage (ouverture/fermeture) ;

~ de thermostats ou de gestionnaires d'énergie;

~ de centrale d'alarme ;

~ d'automatismes ;

~ d'équipements audiovisuels.

Autre domaine d'application de l'infrarouge : les détecteurs passifs. Une source de chaleur, la lumière, les humains et les animaux à sang chaud sont des émetteurs de rayonnement (chaleur) à des fréquences voisines de l'infrarouge. Ces éléments «perturbateurs» peuvent donc être détectés par une cellule infrarouge. Cette caractéristique permet de concevoir divers capteurs pour assurer une détection de présence ou de chaleur. Les détecteurs passifs sont utilisés, par exemple, pour l'allumage automatique de l'éclairage (en remplacement de l'interrupteur), la détection de passage (barrière infrarouge), la détection d'intrusion, la détection d'incendie.

I.2 L'EMETTEUR (LA TELECOMMANDE A INFRAROUGE)

I.2.1 Présentation

La télécommande est un dispositif, généralement de taille réduite, servant à en manipuler un autre à distance, via un, par infrarouge ou ondes radio. Les télécommandes servent à interagir avec des jouets, des appareils audiovisuels comme une télévision ou une chaîne Hi-fi, un moteur de porte de garage ou de portail, un éclairage, l'ouverture des portières d'une voiture, des appareils de topographie, des engins de levage ou de travaux public, etc.

Figure 1.1 : Présentation d'une télécommande PHILIPS [1]

I.2.2 Fonctionnement

L'infrarouge « fabriqué » est émis par une diode infrarouge, petit composant électronique acceptant une tension d'alimentation de 1,5 V à ses bornes, transforme un signal électrique en une lumière ayant un spectre de longueur d'onde invisible à l'oeil nu et se situant en dessous du rouge, dit infrarouge. Il est cependant possible de capter cette lumière grâce à un appareil photo numérique car leurs capteurs y sont sensibles. Cela peut permettre de facilement tester le fonctionnement d'une télécommande. Ce système est devenu courant à notre époque, servant à donner l'ordre à un automatisme de porte de garage ou de voiture, utilisé pour les télécommandes de TV ou encore pour véhiculer un son dans les casques infrarouges. L'inconvénient de l'infrarouge est sa propagation : si en intérieur le rayon peut se réfléchir sur les murs, en extérieur il faut viser le récepteur pour ne pas avoir d'erreur de transmission de l'ordre. Bien que modulé autour de 30KHz, celui-ci est perturbé par les néons, les lampes à économie d'énergie ou les rayons du soleil, et ne fonctionne que sur quelques mètres. Aucun obstacle ne doit figurer alors sur le trajet.

I.3 LE RECEPTEUR INFRAROUGE

Lerécepteurinfrarouge doit être enmesure de faire la différenceentrelalumièreinfrarougequiestomniprésente dans l'environnement et celle émise par l'émetteur. C'est uncircuitélectronique capabledefaire unetelledistinction.Lalumièreinfrarougequ'ildétecteest particulière:elle doit être pulsée à une fréquence compatible à celle du récepteur. Il existe sur le marché une large gamme de récepteur infrarouge. Chaque variante est caractérisée par sa fréquence de réception. La plupart des télécommandes émette avec une fréquence de porteuse entre 30 et 40 KHz. L'un des récepteurs infrarouges que l'on trouve sur le marché est le récepteur de type TSOP1736.

Figure 1.2 : Récepteur infrarouge de type TSOP1736 [2]

Le récepteur se charge du filtrage, de l'amplification et de la démodulation du signal, et fournit un signal série TTL (0-5V) sur une broche.Le récepteur TSOP1736dispose de 3 broches :

§ Vs pour l'alimentation 5V, 5 ma

§ GND pour la masse

§ OUT pour les données

Le schéma bloc d'un récepteur est représenté ci- dessous

Figure 1.3 :Schéma bloc d'un récepteur infrarouge de TSOP1736 [2]

I.4LE CODE RC5

Le standard de transmission de données infrarouge développé par Philips très répandu en Europe est connu sous le nom de code RC5.

I.4.1Contraintes de l'émission infrarouge

Les télécommandes à infrarouges doivent pouvoir fonctionner parfaitement dans un milieu perturbé par des fréquences voisines de leurs domaines d'émission. Le chauffage, l'éclairage, les humains et autres animaux à sang chaud sont des émetteurs de chaleurs perturbants. Pour atteindre une immunité suffisante aux rayonnements environnants et assurer le fonctionnement à distance, les ondes lumineuses infrarouges sont en général modulées à une fréquence située entre 30 et 40 KHz lors des transmissions de trames et/ou bits d'information.

I.4.2 Organisation du code RC5

ü Limites

Le code RC5 peut générer 2048 commandes différentes. Ces commandes sont organisées en 32 groupes adressables de 64 commandes chacun. Nous pouvons donc attribuer une adresse individuelle à chaque appareil, sans se soucier des influences de réglage d'un appareil sur l'autre.

ü Constitution des mots de données du code RC5

La trame au format RC5 se compose d'un mot de données de 14 bits. Sa construction est la suivante :

~ 2 bits de départ ;

~ 1 bit de basculement ;

~ 5 bits d'adressage du système ;

~ 6 bits d'instruction ;

Les 2 bits de départ sont utiles pour ajuster le niveau de la commande automatique du gain AGC dans le circuit intégré de réception.

Le bit de basculement indique une nouvelle transmission de données.
Sa valeur change à chaque nouvelle activation d'une touche afin de distinguer une nouvelle pression d'une pression continue sur la même touche.

Les 5 bits suivants déterminent l'adresse de l'appareil devant réagir à la commande.
Nous avons donc 2⁵ = 32 groupes d'adressage.

L'instruction destinée à l'appareil est codée dans les 6 derniers bits.
Nous avons donc 2⁶ = 64 instructions.

Figure 1.4 : Trame au format RC5 [3]

ü Détail d'un bit

Les bits du code RC5 sont codées en biphasé ( codage Manchester), c'est à-dire qu'un bit est composé de 2 demi-bits alternés. La combinaison bas/haut caractérise un bit positionné à 1 et la combinaison haut/bas un bit remis à 0.

Figure 1.5 : Les bits1 et 0selon le codage Manchester[3]

ü Détail d'une trame

Chaque bit a une longueur de 1,778 ms, donc une trame RC5 dure en tout 14 x 1,778 = 24,892 ms (24,889 ms réellement sur les documentations duesaux erreurs d'arrondissement par excès).

Figure 1.6 : Exemple de trame [3]

ü Enchaînement des trames

La périodicité des messages (ou trame) à été choisie comme tel : c'est un multiple de la durée d'un bit soit, 64 x 1,778 = 113,778 ms.La trame suivante ne sera émise que 88,886 ms après la fin de la précédente.

Figure 1.7 : Enchainement des trames [3]

ü Modulation infrarouge.

Pour un bilan énergétique adapté à l'utilisation de piles, le rapport cyclique des Impulsions de la modulation est relativement faible.

Figure 1.8 : modulation Infrarouge [4]

En faisant le produit de 36 KHz et 4 nous obtenons une fréquence de 144 KHz ce qui correspond à une période de : 1 / (36 x 4) = 6,94 us.

I.4.3 Liste des adresses et instructions du code RC5

La première liste donne le code des adresses soit 32 codes possibles puisque l'adresse d'un système est codée sur 5 bits. La deuxième liste donne le code des instructions communes à tous les appareils. Les adresses système 0 et 1 (TV1, TV2) bénéficient de commandes dédiées.

I.4.3.1 Code RC5 des adresses des appareils

Tableau 1.1 : Code RC5 des adresses des appareils [4]

ADRESSE SYSTEME	APPAREIL
0	TV1
1	TV2
2	Vidéo texte
3	Extension pour TV1 et TV2
4	Laser vision Player
5	Magnétoscope1(VCR1)
6	Magnétoscope2(VCR2)
7	Réservé
8	SAT1
9	Extension pour VCR1 et VCR2
10	SAT2
11	Réservé
12	CD-vidéo
13	Réservé
14	CD-photo
15	Réservé
16	Préampli Audio1
17	Turner
18	Magnétocassette Analogique
19	Préampli audio2
20	CD
21	Rack audio ou enregistreur
22	Récepteur satellite audio
23	Magnéto DCC
24	Réservé
25	Réservé
26	CD inscriptible
27 à 31	Réservé

I.4.3.2 Code RC5 des Instructions communes à toutes les adresses

Tableau 1.2 : Code RC5 des Instructions communes à toutes les adresses [4]

Instruction	Signification
0	0
1	1
2	2
3	3
4	4
5	5
6	6
7	7
8	8
9	8
16	Volume +
17	Volume -
18	Brightness+
19	Brightness -
20	Color saturation +
21	Color saturation -
22	Bass +
23	Bass -
24	Treble +
25	Treble -
26	Balance right
27	Balance left
63	System select
71	Dim Local Display
77	Linearfunctionincrement
78	Linearfunctiondecrement
80	Step up
81	Step down
82	Menu on
83	Menu off
84	Display A/V system status
85	Step left
86	Step right
87	Acknowledge
88	PIP on/off ( pay TV channel + for system3
89	PIP shift ( pay TV channel - for system 3)
90	PIP/ main swap (Radio channel + for system 3)
91	Strobe on/off (Radio system - for channel 3)
92	Multi strobe ( date + for system 9)
93	Main Frozen (date - for system 9)
94	3/9 multi-scan( Start time + for system 9)
95	PIP select (start time + for system 9)
96	Mosaic/multi-scan( start time - for system 9)
97	Picture DNR (record program - for system 9)
98	Main stored(alternate channel for system 9)
99	PIP strobe ( Stop time + for system 9)
100	Recall main picture( stop time - for system 9)
101	PIP freeze
102	PIP Step up +
103	PIP Step down -
118	Sub Mode
119	Option sub mode
123	Connect
124	Disconnect

I.5 QUELQUES EXEMPLES DES MONTAGES EMETTEUR-RECEPTEUR INFRAROUGE

Il en existe plusieurs sur le marché, disponible sous forme de kits. Nous vous présentons ici quelques-uns.

I.5.1 Récepteur IR à Deux Canaux - MK161

Figure 1.9 : Récepteur IR à deux canaux [5]

Caractéristiques :

~ Deux canaux avec sortie relais (24V CA/CC 1A max.)

~ Modèle ultracompact

~ Indication de réception et du canal actif par Leds

~ Choix entre déclenchement par commutation/impulsion pour les deux canaux

~ Mode d'apprentissage par canal

~ Les réglages sont mémorisés dans la mémoire EEPROM

~ Compatible avec la plupart des commandes à distance IR de Velleman Kit: MK162, K6710, K8051, K8049.

Spécifications:

~ tension d'alimentation: 12VCC

~ consommation de courant: 75mA max.

~ dimensions: 45 x 50 x 15mm

I.5.2 Récepteur IR à 15 Canaux - VM122

Figure 1.10 : Récepteur IR à 15 canaux [5]

Caractéristiques:

§ Quatre différents modes de sortie :

~ 15 sorties indépendantes

~ simulation de bouton rotatif à 15 positions

~ simulation de bouton rotatif à 8 positions et 7 sorties indépendantes

~ simulation de 2 boutons rotatifs indépendants à 7 et 8 positions

§ permet l'usage de plusieurs récepteurs dans une seule pièce

Spécifications:

§ alimentation: 8-14Vcc ou 2x6 à 2x12Vca (150mA)

§ 15 contacts à collecteur ouvert: max. 50V/50mA

§ portée émetteur - récepteur: jusqu'à 20m

§ consommation de courant:

~ toutes les sorties désactivées: 10mA

~ toutes les sorties activées: 150mA

I.5.3 Carte Relais 8 Canaux Commandée à Distance - K8056

Figure 1.11 : Carte relais 8 canaux commandés à distance [5]

Cette carte relais permet plusieurs applications : carte stand-alone, pilotage par interrupteurs ou par sorties à collecteur ouvert ou commande à distance via RS232. Option: commande à distance via signaux RF (signaux de fréquence radio) et télécommande K8058 + module RX433.

I.5.4 Emetteur IR à 15 Canaux - VM121

Figure 1.12 : Emetteur IR 15 canaux [6]

Caractéristiques:

~ fonctionne avec notre VM122 récepteur 15 canaux

~ permet l'usage de plusieurs récepteurs dans une seule pièce

Spécifications:

~ alimentation: 3 piles R03 (pas incl.)

~ commande jusqu'à 15 canaux

~ clavier en caoutchouc

~ indication de fonction par LED

~ également compatible avec la plupart de nos kits récepteurs IR

~ portée émetteur - récepteur: jusqu'à 20m.

I.5.5 Carte Relais Universelle - K6714

Figure 1.13 : Carte relais universelle [6]

Cette carte relais est un auxiliaire indispensable si vous souhaitez coupler des courants élevés à l'aide de commandes électroniques, tout en disposant d'une isolation des commandes. . Caractéristiques aussi disponible en version avec 16 relais: K6714-16 . Spécifications 8 relais livrés (possibilité d'extension à 16) pilotage direct des relais ou via des sorties à collecteur ouvert contact: 1 x repos-travail: 10A/28VCC ou 125VCA, max. 5A à 230VCAcontact à inversion de courant par relais: maximal 5A.

I.5.6Carte Relais Universelle avec 16 Relais - K6714-16

Figure 1.14 : Carte relais universelle avec 16 relais [6]

Spécifications:

~ plusieurs méthodes de pilotage des relais sont possibles: pilotage direct à partir de sorties à collecteurs ouverts, niveau TTL ou CMOS

~ des interrupteurs DIP sont inclus afin de permettre une activation manuelle des relais lors de travaux d'entretien

~ 16 sorties relais

~ contact : 1 x repos-travail: 10A/28Vcc ou 125Vca, max. 5A à 230VCA

~ alimentation: 230 ou 125Vca, max. 12VA

~ tension de sortie: 12V/250mA

~ dimensions: 150 x 212mm

CONCLUSION

La mise en évidence des éléments essentiels pour une communication à distance par infrarouge a été l'objectif de ce chapitre. Nous avons tour à tour présenté l'infrarouge, l'émetteur infrarouge qui est ici la télécommande, le récepteur infrarouge, le code RC5 qui constitue le protocole de communication et nous avons terminés en présentant quelques exemples d'émetteur/récepteur infrarouge. Il est à noter l'importance du code RC5 sans quoi il serait impossible pour le récepteur IR de comprendre les commandes générées par la télécommande.

INTRODUCTION

Apparu il y a une soixantaine d'années, l'ordinateur a connu et connaît une évolution extrêmement rapide. Après avoir été un outil réservé aux centres de recherche, il s'est implanté dans l'industrie et depuis quelques années il a envahit nos foyers. A sa motivation initiale qui était de faciliter et d'accélérer le calcul, se sont ajoutées de nombreuses fonctionnalités, comme l'automatisation, la communication et le partage de l'information... En plus du traitement de l'information, les ordinateurs sont impliqués de plusieurs façons dans de nombreuses applications, l'une des grandes innovations liée à l'application de l'ordinateur ses dernières années a été le contrôle et la commande de processus.

Les secteurs d'activités associés à la commande par ordinateur des processus sont nombreux et variés nous citerons entre autre :

~ L'automobile

~ L'instrumentation, Mesures, Détection, Contrôle

~ La mécanique

~ La robotique, Interface homme-machine, Intelligence artificielle

Comme applications spécifiques nous pouvons cités entre autre application :

~ Le Rejet de perturbations sur des structures mécaniques : application à la direction assistée (véhicule), aux suspensions actives (véhicule), au positionnement laser (aérospatial).

~ Positionnement optimisé des capteurs et actionneurs sur une structure intelligente.

~ Surveillance et localisation des défauts : diverses applications dans le domaine automobile.

~ Commande des systèmes dynamiques à plusieurs entrées sorties : application dans le domaine sidérurgique, automobile.

~ Identification des systèmes linéaires : approche boucle fermée, par base polynomiale, temps réel et temps différé.  

II.1 SYNOPTIQUE D'UN SYSTEME PILOTE PAR ORDINATEUR

Le schéma ci-dessous présente la structure générale d'un système de commande de processus par ordinateur.

PROCESSUS

INTERFACE D'ENTREE

ORDINATEUR

OPERATEUR

INTERFACE DE SORTIE

Figure 2.1 : Architecture d'un système de commande par ordinateur [7]

II.2 ARCHITECTURE DE L'ORDINATEUR

Un ordinateur est une machine de traitement de l'information. Il est capable d'acquérir de l'information, de la stocker, de la transformer en effectuant des traitements quelconques puis de la restituer sous une autre forme. L'ordinateur standard se présente sous la forme d'un boîtier métallique dans lequel se trouve des composantes matérielles électroniques (carte mère: processeur, mémoire, dispositifs d'entrées/ sorties) et des composantes externes. Ces composantes sont reliées entre elles par des fils appelés bus. L'architecture de l'ordinateur se présente de la manière suivante :

Processeur

Unité d'entrées/ Sorties

Mémoire principale ou centrale

Unité de commande ou de contrôle

Données

Unité d'entrées/ sorties

Programme

Périphériques :(clavier, souris, moniteur, imprimante...etc.)

Figure 2.2 : Synoptique d'un ordinateur [7]

II.2.1 Processeur

Le processeur aussi appelé Unité Centrale de Traitement (UCT) est le cerveau de l'ordinateur. Il reçoit les données, en fait le traitement et dirige les sorties vers les bons périphériques. Il a pour fonction de traiter et de contrôler l'information qui circule à l'intérieur de l'ordinateur grâce aux jeux d'instructions (RISC : Reduced Instruction Set Computer ou CISC : Complex Instruction Set Computer). Pour la commande par ordinateur, il est souhaitable d'avoir une fréquence d'horloge élevée car La vitesse à laquelle le microprocesseur traite l'information par unité de temps est liée à la fréquence de son horloge (un Processeur Pentium ou Celeron par exemple).

II.2.2 Mémoire principale ou centrale

La mémoire principale est un organe (électronique de nos jours) capable de contenir, de conserver et de restituer sans les modifier des informations. Les informations peuvent être lues ou écrites. Pour ce fait, il existe deux grands types de mémoire : les mémoires centrales et les mémoires de masses

Nous avons deux grands types de mémoire centrale.

~ La memoire vive RAM (Random Access Memory) : Elle permet d'emmagasiner des données pour y accéder rapidement. Elle est accessible en lecture et en écriture mais elle est volatile (perd son contenu dés la coupure de courant).

~ La memoire morte ROM (Read Only Memory) : c'est une mémoire permanente qui permet de conserver les données nécessaires au démarrage de l'ordinateur (BIOS, chargeur d'amorce, SETUP CMOS, POST : Power-on Self Test).

II.2.3 Unité de stockage (mémoire de masse)

II.2.3.1 Le disque dur

Le disque dur qui permet de stocker et de fournir l'information nécessaire au fonctionnement de la mémoire vive et du processeur lorsque l'ordinateur est en fonctionnement grâce aux programmes appelés logiciels.

II.2.3.2 Les lecteurs de mémoire de masse

Les lecteurs de mémoire de masse sont généralement les CD, DVD, disquette. Ils ont une petite capacité par rapport au disque dur. Ils sont de grande capacité mais sont lentes.

E/S

E/S

Série

USB

LPT

E/S

Parallèle

RS232

IrDA

II.2.4 Les dispositifs d'entrées/sorties

Figure 2.3 : Dispositifs d'Entrées/Sorties. [7]

L'interface de la commande par ordinateur est donc connectée à ces dispositifs d'E/S. la préférence d'un port à un autre dépend du concepteur et de la fonction à réaliser. Dans le cadre de cette étude, notre choix se portera sur le port série.

II.3 LE PORT SERIE RS232

Les ports série (également appelés RS-232, nom de la norme à laquelle ils font référence) représentent les premières interfaces ayant permis aux ordinateurs d'échanger des informations avec le "monde extérieur". Le terme série désigne un envoi de données via un fil unique : les bits sont envoyés les uns à la suite des autres.

Ordinateur

Ordinateur

Liaison série

Figure 2.4 : Liaison série [8]

La prise série est généralement utilisée en conjonction avec une souris ou un modem. Ce port a l'avantage d'être compact et de ne posséder que quelques signaux utiles. Plus difficile à mettre en oeuvre que le port parallèle, la prise série se révèle cependant plus puissante et plus universelle.

II.3.1 Géométrie du port série

À l'origine, tous les compatibles PC possèdent 2 ports série : COM1 et COM2. L'un d'entre-eux se présente sous la forme d'une prise DB9 mâle et le deuxième, sous la forme d'une DB25 mâle.

DB9 mâle (vue de devant)

DB25 mâle (vue de devant)

Figure 2.5 : Prise DB9 et DB25 mâle [9]

II.3.2 Description et attribution des signaux 

Tableau 2.1 : Broches du connecteur série [9]

Broche DB9	Broche BD25	Sens	Nom	Fonction
1		Entrée	DCD (Data Carrier Detect)	Détection porteuse
2	3	Entrée	RXD ou RD ( Receive Data)	Réception
3	2	Sortie	TXD ou TD (Transmet Data)	Emission
4	20	Sortie	DTR( Data Terminal Ready)	Terminal prêt
5	7		Masse
6	6	Entrée	DSR (Data set ready)	Emission prête
7	4	Sortie	RTS (Request to Send)	Demande d'émission
8	5	Entrée	CTS (Clear to send)	Prêt à émettre
9		Entrée	RI (Ring indicator)	Sonnerie

D'un point de vue électronique, les signaux TX et RX en sortie des prises répondent aux normes RS232, c'est à dire : 1 logique compris entre -3 et -25 V, 0 logique compris entre +3 et +25 V.

II.3.3 Le fonctionnement d'une liaison série 

La communication série nécessite trois fils au minimum : une masse pour référencer les signaux, un fil émetteur et un fil récepteur. Notre liaison série est en effet full-duplex, c'est à dire que l'on peut émettre et recevoir en même temps (comme le téléphone par exemple).
La différence principale entre le port parallèle et le port série est que les informations ne sont pas transmises simultanément sur des fils séparés (D0 à D7) mais les unes après les autres sur un même fil. Cela amène une économie de câble (un fil au lieu de 8) mais un montage décodeur devient nécessaire pour retransformer les données sérialisées.
La figure ci-dessous montre comment l'octet 11000101 est transformé pour être transmis sur un seul fil. Vous voyez qu'en plus de l'information utile (10110101) se greffent d'autres bitscomme le bit de Start. Ces bits sont utiles pour la synchronisation de l'émetteur et du récepteur.

Figure2.6 : Exemple pour l'envoi de C5H = 11000101[6]

En effet, la liaison série est totalement asynchrone. Aucune horloge n'est transmise. Il faut donc se mettre d'accord sur la vitesse de transfert des bits et rajouter des bits de synchronisation.

Les différents paramètres rentrant en jeu lors d'une communication série sont:

Ø Longueur de mot : sur le PC, le BIOS ne permet une longueur de mot que de 7 ou 8 bits.

Ø Parité : le mot transmis peut être suivi d'un bit de parité qui sert à détecter les erreurs éventuelles de transmission.

Ø Bit de Start : lorsque rien ne circule sur la ligne, celle-ci est à l'état haut. Pour indiquer qu'un mot va être transmis, la ligne passe à bas avant de commencer le transfert. Cette précaution permet de resynchroniser le récepteur.

Ø Bits de stop : ces bits signalent la fin de la transmission. Selon le protocole utilisé, il peut y avoir 1, 1.5, ou 2 bits de stop (ces bits sont toujours à 1).

Ø Vitesse de transmission : la plupart des cartes série permettent de choisir une vitesse entre 300 et 9 600 bauds (par exemple à 300 bauds, un bit est transmis tout les un trois-centième de seconde). Les cartes récentes proposent des vitesses jusqu'à 115 200 bauds. Ces vitesses ne vous paraissent peut-être pas énormes mais il faut garder à l'esprit que la liaison série est avant tout pensée pour les liaisons téléphoniques par modems, dont la bande passante est très limitée.

En général, la première interface série est associée au port 3F8h à 3FFh, et la seconde aux ports 2F8h à 2FFh. Néanmoins, ces valeurs ne sont pas universelles. Pour en connaître la valeur, le BIOS possède une table à l'adresse 0040h:0000h comportant les adresses de base des quatre interfaces série :

· 0040h:0000h : adresse de base de l'interface série n°1 (zéro si inexistante)

· 0040h:0002h : adresse de base de l'interface série n°2 (zéro si inexistante)

· 0040h:0004h : adresse de base de l'interface série n°3 (zéro si inexistante)

· 0040h:0006h : adresse de base de l'interface série n°4 (zéro si inexistante).

II.4 EXEMPLE D'UN MONTAGE DEJA REALISE

Figure 2.7: Interface universelle série [10]

Caractéristiques:

Composée d'un grand nombre d'entrées et sorties numériques, cette carte innove en proposant également des entrées et des sorties analogiques ainsi qu'une gestion d'écran LCD.
Les nombreuses sorties numériques vous permettent de piloter des relais, des LEDs, des triacs ou opto-triacs, ou bien encore faire varier la vitesse de rotation d'un moteur à courant continu.

CONCLUSION

Grâce à cette structuration plus ou moins détaillé du port série, nous pouvons dés lors suivre l'état d'émission et de réception d'un bit via le port série. Il serait important de rappeler que pour une communication série il est nécessaire d'avoir un câble série pour assurer la connexion entre l'ordinateur et le dispositif à commander ; de connaître le protocole de communication série et enfin d'avoir une interface d'entrée/sortie série.

Cette première partie consacrée à la revue de littérature nous a permis de faire un détour important dans le domaine de la commande par infrarouge et de la commande par ordinateur des processus via le port série. Les informations apportées dans cette partie bien qu'incomplètes présentent néanmoins les notions importantes à connaitre pour se lancer dans notre travail. Les exemples de montages déjà mis sur pied dans le cas de la commande par infrarouge et par ordinateur nous ont permis de relever certaines limites essentielles :

· Les deux commandes à savoir la commande par ordinateur et par infrarouge ont rarement été expérimentées au sein d'un même montage et sur un même boitier.

· La plupart des Kits présent sur le marché, ne sont utilisable que grâce au logiciel fournit par le fabricant. Donc ceux-ci ne donnent pas la possibilitéà l'utilisateur de développer ses propres applications pour une utilisation plus personnelle ;

· Le caractère stand Alone des Kits qui les permettent de fonctionner une fois que la fonction commande par ordinateur du récepteur est interrompue est rarement pris en compte par les fabricants ;

· La configuration de la commande par ordinateur via le port série (vitesse de transmission des données, choix du port COM1 ou COM2,...) est très difficile pour l'utilisateur car les récepteurs qui sont sur le marché sous forme de kits n'offrent pas cette possibilité à l'utilisateur;

· Les canaux sont rarement contrôlés car le récepteur ne prévoit pas le feedback des sorties et des entrées ;

· Les récepteurs Infrarouge disponibles sur le marché sous forme de Kits sont toujours accompagnés de leur télécommande ; si cette télécommande vient à se détruire le récepteur dévient inutilisable.

Au vue de tout ceci, nous nous donnons pour objectif de proposer des solutions dans la seconde partie de notre travail intitulé « solutions proposées et étude théorique ».

Dans le souci de résoudre le problème posé et tout en partant des limites soulevées dans la partie précédente, nous avons trouvé judicieux de consacrer cette partie aux solutions proposées et à l'étude théorique du récepteur. Nous allons procéder dans cette partie à la production du cahier des charges. Le chapitre III intitulé «conception de l'interface matérielle » nous présentera le synoptique de l'interface,la recherche des structures et le dimensionnement des différentes modulesdu montage. L'implémentation du logiciel constituera notre chapitre IV, nous y présenterons la programmation du microcontrôleur et la programmation du logicielle sur ordinateur.

SPECIFICATIONS FONCTIONNELLES:

Notre dispositif doit être capable :

· D'assurer un contrôle par liaison infrarouge qui reste l'un des moyens les plus courants pour contrôler à distance un dispositif sans fil. La platine portera le nom de récepteur infrarouge dans ce cas ;

· D'assurer  un contrôle filaire en interconnectant la platine à un ordinateur équipé d'une liaison série RS232.un logiciel de gestion sera mis sur pied pour la gestion des entrées et des sorties de la platine. Dans ce cas, la platine portera le nom de récepteur PC ;

· De fonctionner soit en mode IR soit en mode PC ;

· De commander indépendamment 16 sorties digitales ;

· De contrôler indépendamment les 8 entrées digitales;

· De reconnaître et de prendre en charge le signal IR transmit par n'importe quelle télécommande respectant le protocole standard RC5 ;

· De donner la possibilité d'affectation distincte des 16 sorties en mode bistable (toggle) ou en mode impulsionnel ;

· De donner la possibilité d'utiliser un convertisseur RS232 / USB du commerce pour ceux ne disposant pas sur leur PC d'un port série (PC portable essentiellement).

SPECIFICATIONS TECHNIQUES:

· Alimentation de la platine comprise entre +8V et +20V CC ;

· 16 sorties à collecteur ouvert indépendantes pouvant piloter une charge alimentée jusqu'à +50Vavec un courant max de 100mA ;

· Plusieurs vitesses de communication série : 2400, 4800, 9600 ou 14400 bauds.

INTRODUCTION

Il  est question dans ce chapitre de concevoir et de dimensionner les différents modules qui nous permettrons d'atteindre notre objectif. Nous donnerons dans un premier temps le synoptique global de notre récepteur. La suite sera consacrée à une étude détaillée et approfondie des différents blocs afin de ressortir le schéma final de réalisation

III.1 ETUDE DU RECEPTEUR INFRAROUGE/PC

III.1.1 Schéma Synoptique De L'interface

Tension utilisation

+5V

CIRCUIT

RECEPTEUR

INFRAROUGE

UNITE DE TRAITEMENT

DES INFORMATIONS

CIRCUIT DE

SIGNALISATION

CIRCUIT DES BUFFERS

+5V

+5V

CIRCUIT DES INTERRUPTEURS DE SELECTION

UTILISATION

8 ENTREES

16 SORTIES

+5V

+5V

ALIMENTATION

CONNECTEUR
PORT SERIE ET CIRCUIT DE MISE EN FORME DES SIGNAUX

Figure 3.1: Synoptique du récepteur infrarouge / PC

III.1.2 Recherche des structures et dimensionnement

Après le synoptique général nous allons présenter le schéma de chaque bloc ainsi que leur dimensionnement et choix de composants.

II.1.2.1 Unité de traitement d'informations

Cette unité est le cerveau du dispositif et a pour rôle de :

~ Permettre à l'utilisateur de faire fonctionner notre carte soit en récepteur infrarouge 16 canaux, soit en en récepteur PC 16 canaux.

~ Recevoir un signal démodulé issu du circuit de réception infrarouge, puis de le traduire pour activer ou désactiver la sortie correspondante, ceci après vérification de l'adresse attribuée à la carte.

~ Permettre l'enregistrement d'une nouvelle adresse lorsque l'utilisateur veut changer de télécommande.

~ Recevoir les informations venant de l'ordinateur, les traiter et activer ou désactiver les sorties correspondantes.

~ Transmettre les informations à l'ordinateur pour donner l'état des sorties, ce qui constitue un feedback pour l'ordinateur.

~ Transmettre les informations à l'ordinateur pour donner l'état des entrées de notre carte.

~ Donner l'état des sorties en le signalant à partir du circuit de signalisation.

~ Permettre à partir du circuit de sélection de choisir le mode de fonctionnement des sorties (impulsionnel ou bistable) lorsqu'on la carte fonctionne en récepteur infrarouge.

~ Permettre afin à partir du circuit de sélection de choisir la vitesse de communication série lorsqu'on la carte fonctionne en récepteur PC.

a) Schéma

Figure 3.2 : Schéma de l'unité de traitement des informations

b) Dimensionnement et choix des composants.

Le circuit U1 est le circuit microcontrôleur qui joue le rôle de cerveau de notre carte. Nous avons choisi à cet effet le PIC 16F877A deMicrochip qui a un grand nombre de ports d'entrées/sorties, une unité de communication série (USART) et sa programmation est assez aisée. Pour plus d'informations sur ce microcontrôleur rendez-vous à l'ANNEXE 1.

L'association , C3, X1 constitue l'horloge externe pour le fonctionnement du microcontrôleur U1. Les valeurs préconisées par le constructeur sont :

~ = C3 = 20pF céramiques.

~ X1= Quartz de 4MHz.

Le groupe D1, R19, C8 permet la remise à zéro du PIC automatiquement lors de la mise sous tension du montage. A cet effet si nous voulons que le temps de la remise à zéro se fait au bout de 50ms alors 5 x R19 x C8 = 50ms. On choisit donc :

~ R19 = 10K? ; 1/4W.

~ C8 = 1uF ; 50V polarisé.

~ D1 = diode petit signal 1N4148.

Le connecteur ENTREE est un connecteur mâle 10 broches.

III.2.1.2 Circuit récepteur infrarouge

La fonction de ce circuit est de recevoir des trames modulées en amplitude avec une porteuse de 36KHz venant de la télécommande infrarouge puis d'extraire le signal utile et ensuite de l'envoyer vers l'unité de traitement.

a) Schéma

Figure 3.3: Schéma circuit récepteur infrarouge

b) Choix des composants

Le composant U1 un circuit récepteur infrarouge qui doit démoduler les trames RC5 venant des télécommandes infrarouges fonctionnant pour la plupart à 36KHz etrespectant le protocole RC5. Nous choisir à cet effet le récepteur TSOP1736 qui estparfaitement adapté pour la circonstance et qui un niveau de tension compatible TTL. Pour plus d'informations regarder l'ANNEXE 2.

Les valeurs de R1, R2, C1 sont imposées par le constructeur du TSOP1736. Nous prenons donc :

~ R1 = 100? ; 1/4W.

~ R2 = 10K? ; 1/4W.

~ C1 = 4,7uF ; 16V polarisé.

II.1.2.3Connecteur port série et circuit de mise en forme

Ce circuit a pour rôle d'établir la communication entre l'ordinateur et le récepteur a travers le port série. Les signaux qui proviennent du port série étant comprise entre #177; 12V, on va donc prévoir un circuit de mise en forme qui va se charger d'adapter les signaux venant de l'ordinateur avant d'attaquer l'unité de traitement et vis versa.

a) Schéma

Figure 3.4: Schéma connecteur port série et circuit de mise en forme.

b) Choix des composants

Le connecteur J1 est un connecteur BD-9Femelle.

Le circuit d'adaptation des signaux U4 doit être capable de convertit les niveaux de tensions #177;10 venant du port série en niveaux de tensions compatibles TTL avant d'attaquer le PIC. Nous avons donc choisi est le MAX 232 parce qu'il joue parfaitement ce rôle d'adaptation et son utilisation est aisée comme le montre l'ANNEXE 3.

Les valeurs des condensateurs sont données par le constructeur du MAX 232. On choisit donc : C4 = C5 = C6 = C4 = 1uF ; 50V polarisés.

III.1.2.4 Circuit des interrupteurs de sélection

Ce circuit permet la sélection :

~ Du mode de fonctionnement de la carte soit en récepteur infrarouge, soit en récepteur PC.

~ Du mode enregistrement de l'adresse de la télécommande ou du mode fonctionnement normale.

~ De la vitesse de communication série.

~ Du mode de fonctionnement des sorties lorsque la carte fonctionne en récepteur infrarouge.

a) Schéma

Figure 3.5: Schéma circuit des interrupteurs de sélection.

b) Fonction des interrupteurs

~ L'interrupteur SW1  Sélectionne mode IR ou PC.

~ L'interrupteur SW2 : permet l'enregistrement de l'adresse de la télécommande.

~ Les interrupteurs SW3 et SW4 servent :

§ En mode IR configurent les sorties en mode toogle ou impulsionnel.

§ En PC Sélectionne la vitesse de communication série.

c) Choix des composants

Les interrupteurs SW1, SW2, SW3, SW4 sont des commutateurs à deux positions.

Les entrées du microcontrôleur 16F877 étant compatible avec Les entrées des circuits TTL alors on choisit donc les résistances : R22 = R23 = R24 = R25 = 10K? ; 1/4W.  

III.1.2.5 Circuit de signalisation

Ce circuit permet de donner l'état de fonctionnement du système.

a) Schéma

Figure 3.6: Schéma circuit de signalisation.

b) Fonction des LEDs

La LED L_IR permet de signaler la réception d'un signal infrarouge.

La LED L_ENG permet de signaler l'enregistrement de l'adresse d'une télécommande infrarouge.

Les LEDsS1 à S16 donnent l'état des 16 sorties.

c) Dimensionnement et choix des composants

Le choix des résistances de protection des leds dépend essentiellement du courant traversant la LED et de la tension aux bornes de celle- ci quand elle brille.

La LEDL_IRest une diode électrode luminescente verte de 3mm de diamètre.

La LEDL_ENGest une diode électrode luminescente jaune de 3mm de diamètre.

Les LED S1à S16 sontdes diodes électrodes luminescentes rouges de 3mm de diamètre.

Les résistances dans ce circuit permettent de protéger les LEDs. On a :
R₁= (5 - V)/10.10^-3et P_R1 = R₁I²

Avec V et I qui sont respectivement la tension aux bornes de la LED et le courant qui la traverse lorsqu'elle brille. D'où R1 = 350? et P_R1 = 350 x 10.10^-6 = 0,0035W.

Nous choisissons : R1 à R18 = 330? ; 1/4W.

III.1.2.6 Circuit des buffers

Ce circuit a pour rôle d'amplifier les courants qui sortent de l'unité de traitement.

a) Schéma

Figure 3.7: Schéma circuit des buffers.

b) Choix des composants

Pour donner la possibilité à l'utilisateur de la carte de choisir sa tension d'alimentation des appareils qu'il va mettre aux différentes sorties, nous choisissons le buffer inverseur à collecteurs ouverts ULN2803 pour U2 et U3.

Les connecteurs SORTIES1 et SORTIES2 sont des connecteurs mâles 12 broches.

III.1.2.7 Alimentation

Il va nous permettre d'alimenter notre interface .Compte tenu que interface contient des circuits intégrés compatible TTL, notre alimentation va fournir une tension continue de + 5V. Il doit aussi pouvoir être capable de fournir un courant supérieur au courant appelé par toute l'interface.

a) Schéma

Figure 3.8 : Schéma de l'alimentation.

b) Estimation du courant total maximal

· Courant consommé par le PIC16F877.I_PIC = 30 x15mA = 450 mA.

· Courant consommé par le MAX 232. I _MAX232= 3 x 3,2mA = 6,4 mA.

· Courant consommé par le TSOP176.I_TSOP176= 1,5 mA.

· Courant total maximal.

I_TOTAL = I _PIC + I _MAX232+ I_TSOP176= 458mA.

On peut prendre : I_TOTAL=500mA.

c) Dimensionnement et choix des composants

§ Choix du transformateur

Le transformateur doit pouvoir supporter un courant supérieure 500mA.

On choisit donc un transformateur TR1 : 220V/ 9V ; 1000mA.

§ Choix des diodes de redressements

Deux critères sont à considérés dans le choix des diodes :

- sa tension inverse maximale ou tension de claquage : c'est la valeur de la tension inverse (cathode- anode) qui provoquerait sa destruction.

- Le courant maximal qu'elle peut supporter.

On choisit les diodes de redressement du type 1N4007

§ Choix des condensateurs

Trois critères sont à considérer dans le choix d'un condensateur :

~ sa capacité

~ sa tension de service

~ sa précision ou tolérance

Or

On choisit C9 = 3300uF ; 25V polarisé.

Les condensateurs C10 et C11 sont respectivement des condensateurs de déparasitages et des condensateurs de découplage. C'est pourquoi nous avons choisi donc :

C10= 100nF ; 100V céramique et C11 = 1uF/50V polarisé.

§ Choix des régulateurs.

Pour maintenir un niveau de tension stable, il est nécessaire d'utiliser des régulateurs. La tension de sortie du régulateur dépend de sa référence. Dans notre cas on doit choisir un régulateur capable de supporter un courant de plus de 600mA. Ainsi pour une tension de 5V on utilisera un régulateur de référence 7805.

§ Choix de la résistance de protection de la LED de signalisation LA.

La LED LA est unediode électrode luminescente rouge de 3mm de diamètre.

R₂₆ = (5 - 2)/ 10x10^-3 =350.

P_R26 = (10x10^-3)². 350 = 0,0035W.

On choisit : R₂₆ = 330 ; 1/2W.

III.2 SCHEMA GENERAL DE L'INTERFACE

Figure 3.9: Schéma général de l'interface.

III.3 LISTE DE MATERIEL DE L'INTERFACE

Tableau 3.1 : Liste de matériel de l'interface.

DESIGNATION		CARACTERISTIQUES
Résistors	R1 à R18 et R26	330 ; 1/4W
	R19, R20, R22 à R25	10K ; 1/2W
	SR21	100 ; 1/2W
	R13à R23	1K ; 1/4W
Condensateurs	C1	4,7uF/25V électrolytique
	C10	100nF/100V céramique
	et C3	4,7pF/100V céramique
	C4 à C8 et C11	1uF/25V électrolytique
	C9	3300uF/25V électrolytique
Diodes	D2 à D5	Diodes de redressement 1N4007
	D1	Diodes petits signaux 1N4148
	LA, LENG, LIR et S1 à S16	Diodes électroluminescentes, 5mn (Verte, Rouge, Jaune)
Circuit de mise en forme	U4	MAX232
Régulateur	U5	7805, 1A
Buffers	U2 et U3	ULN2803
Transformateur	TR1	220/9V ; 1000mA
Interrupteur	SW1 à SW4	2 positions
Connecteurs pour Entrées et sorties	ENTREES	Mâle
	SORTIES1 et SORTIES2	Mâle
Connecteur série pour ordinateur	DB9	Femelle

CONCLUSION

L'étude, le dimensionnement et le choix des composants terminés, nous pouvons maintenant passer à la prochaine étape qui est celle de l'implémentation du logicielle

INTRODUCTION

Après la conception de la partie matérielle, nous allons dans ce chapitre aborder la partie logicielle qui est composée de deux parties. La première partie consiste à programmer le microcontrôleur selon le cahier des charges pour assurer la commande à distance et la commande filaire. La seconde partie consiste à programmer le logiciel sur PC qui va permettre d'effectuer la commande par ordinateur via le port série.

IV.1 PROGRAMMATION DU MICROCONTROLEUR

Le microcontrôleur joue un rôle essentiel dans notre récepteur. Sans lui aucune commande des différentes sorties ne sera possible soit par télécommande infrarouge, soit par ordinateur. Le microcontrôleur, en fonction du mode dans lequel il se trouve, doit être capable de recevoir les données transmises par le récepteur infrarouge ou par l'ordinateur , de les décoder, puis effectuer les commandes correspondantes et enfin renvoyerun feedback pour le mode PC.

IV.1.1 Organigramme de fonctionnement du microcontrôleur

a) Organigramme du programme principal

Oui

Non

Non

Oui

Oui

Non

Début

Lecture de l'entrée de l'interrupteur SW1

Initialisations des différents registres

Mode IR ?

Enregistrer la vitesse de communication?

Lecture de l'entrée SW2

Lecture de l'entrée SW1

Enregistrer l'adresse de la télécommande ?

Fonctionnement en mode IR

Enregistrement de l'adresse de la télécommande

Fonctionnement en mode PC

Enregistrement de la vitesse de communication

FIN

Figure 4.1 : Organigramme du programme principal

b) Organigramme du sous-programme enregistrement de l'adresse de la télécommande

DEBUT

Oui

Non

Lecture des 14 bits

Signalisation fin enregistrement

Extraction des 5bits d'adresse de la télécommande

Enregistrement de l'adresse dans l'EEPRO M

FIN

Bit 0 de la trame présent ?

Lecture de la sortie du récepteur IR

Figure4.2 :Organigramme du sous-programme enregistrement de l'adresse de la télécommande

c) Organigramme du fonctionnement en mode normal IR

Oui

Non

Oui

Non

DEBUT

Lecture de la sortie du récepteur IR

Bit 0 de la trame présent ?

Extraction des 5 bits d'adresse et 6 bits de commande

Lecture des 14 bits de la trame

Exécution de la commande correspondant

FIN

Adresse lu = adresse dans l'EEPROM ?

Figure4.3 :Organigramme du fonctionnement en mode normal IR

d) Organigramme du fonctionnement en mode PC

DEBUT

Non

Oui

Oui

Non

Donnée présente dans le registre de réception ?

Décodage de la donnée reçue

Commander une sortie ?

Lire l'état de l'entrée ou de la sortie correspondante

Mettre la sortie correspondante à 1 ou à 0

Transmettre l'état de la sortie ou de l'entrée correspondante

Lecture de l'état de la sortie

Transmettre l'état de cette sortie au PC

FIN

Figure4.4 :Organigramme du fonctionnement en mode PC

e) Organigramme enregistrement de la vitesse de communication

Oui

Non

Non

Oui

Début

Lecture des entrées SW 1 et SW2

Enregistrer V1

Enregistrer V2

Non

Oui

Enregistrer V1

Enregistrer V2

FIN

SW3 = 0 ?

SW3 = 0 ?

SW3 = 0 ?

Figure 4.5 : Organigramme enregistrement de la vitesse de communication

IV.1.2 Codage des informations reçues et émises par le microcontrôleur

Afin de piloter sélectivement les 16 sorties de l'interface, d'avoir l'état d'une entrée ou d'une sortie, l'ordinateur doit être capable de comprendre le microcontrôleur et vis versa. Ceci ne peut se faire que si ces deux éléments utilisent le même protocole de communication (dans notre cas le RS232) et une codification bien précise. Différentes commandes composées d'une suite de 8 bits allant de B0 à B7 ont été définies pour la commande d'une sortie et la lecture de l'état d'une entrée (ou sortie) selon la codification suivante :

IV.1.2.1 Codage des informations reçues par le microcontrôleur

Elle dépend de l'opération que l'on désire effectuée : la commande d'une sortie ou la lecture de l'état d'une entrée ou d'une sortie.

Tableau 4.1 : Codage des informations reçus par le microcontrôleur

B7	§ Si B7 = 1 : lire l'état d'une entrée (sortie) § Si B7 = 0 : Commander une sortie
B6	§ Si B6 = 1 : mettre une sortie ON § Si B6 = 0 : mettre une sortie OFF
B5	§ Si B5 = 1 : Inverser l'état d'une sortie § Si B5 = 0 : mettre une sortie ON ou OFF
B4	§ Si B4 = 1 : une entrée § Si B4 = 0 : une sortie
B3	Adresse de la sortie ou l'entrée concernée
B2
B1
B0

IV.1.2.2 Codage des informations émises par le microcontrôleur

Elle dépend si le microcontrôleurveut envoyer l'ordinateur l'état d'une entrée ou d'une sortie.

Tableau 4.2 : Codage des informations émises par le microcontrôleur

B7	B7 = 0
B6	B6 = 0
B5	§ Si B5=1 : l'état est 1 § Si B5=0 : l'état est 0
B4	§ Si B4=1 : l'état d'une entrée § Si B4=0 : l'état d'une sortie
B3	Adresse de la sortie ou l'entrée concernée
B2
B1
B0

IV.1.3 Code source

Ecrit en langage BASIC à l'aide du logiciel PROTON, le programme du microcontrôleur se présente comme suit :

Device = 16F877

XTAL 4

ALL_DIGITAL = TRUE

Symbol entreeIR = PORTA.0

Symbol entreeSW1 = PORTA.1

Symbol entreeSW2 = PORTA.2

Symbol entreeSW3 = PORTA.3

Symbol entreeSW4= PORTA.4

Symbol sortieLIR = PORTA.5

Symbol sortie0 = PORTC.0

Symbol sortie1 = PORTC.1

Symbol sortie2 = PORTC.2

Symbol sortie3 = PORTC.3

Symbol sortie4 = PORTC.4

Symbol sortie5 = PORTC.5

Symbol TXData = PORTC.6

Symbol RXData = PORTC.7

Symbol sortie6 = PORTE.0

Symbol sortie7 = PORTE.1

Symbol sortieLENG = PORTE.2

Symbol sortie8 = PORTD.0

Symbol sortie9 = PORTD.1

Symbol sortie10 = PORTD.2

Symbol sortie11 = PORTD.3

Symbol sortie12 = PORTD.4

Symbol sortie13 = PORTD.5

Symbol sortie14 = PORTD.6

Symbol sortie15 = PORTD.7

Symbol entree0 = PORTB.0

Symbol entree1 = PORTB.1

Symbol entree2 = PORTB.2

Symbol entree3 = PORTB.3

Symbol entree4 = PORTB.4

Symbol entree5 = PORTB.5

Symbol entree6 = PORTB.6

Symbol entree7 = PORTB.7

Dim ADREEPROM As Byte

Dim ADR_IR As Byte

Dim COM_IR As Byte

Dim compt_ADRAs Byte

Dim compt_COMAs Byte

Dim erreurAs Byte

Dim TAMPON_ADR As Byte

Dim TAMPON_ADR1 As Byte

Dim TAMPON_ADR2 As Byte

Dim TAMPON_ENT As Byte

Dim comptAs Byte

Dim TAMPON As Bit

Dim bon_codeAs Bit

Dim Mo_sortiesG1 As Byte

Dim Mo_sortiesG2 As Byte

Dim code1 As Byte

Dim octet1 As Byte

Dim octet2 As Byte

Dim octet3 As Byte

Dim vitesseAs Byte

RCSTA = %10010000 ' Enable serial continuous receive

TXSTA = %00100000 ' Enable transmit asynchronous mode

TAMPON_ADR1 = EReadADREEPROM + 3

If TAMPON_ADR1 <> 6 Or TAMPON_ADR1 <> 25 Or TAMPON_ADR1 <> 51 Or TAMPON_ADR1 <> 2 Then

vitesse = 6

SPBRG = 6

Else

vitesse = TAMPON_ADR1

SPBRG = TAMPON_ADR1

EndIf

Mo_sortiesG1 = EReadADREEPROM + 1

Mo_sortiesG2 = EReadADREEPROM + 2

OPTION_REG.7=0

Input PORTB

Output PORTD

Output PORTE

TRISA=%11011111

TRISC=%10000000 ' Set TX (PortC.6) to output

ADREEPROM = 0

ADR_IR = 0

COM_IR = 0

sortie0 = 0

sortie1 = 0

sortie2 = 0

sortie3 = 0

sortie4 = 0

sortie5 = 0

sortie6 = 0

sortie7 = 0

sortie8 = 0

sortie9 = 0

sortie10 = 0

sortie11 = 0

sortie12 = 0

sortie13 = 0

sortie14 = 0

sortie15 = 0

sortieLIR = 0

sortieLENG = 0

debut:

If entreeSW1=0 Then GoSubMo_infrarouge

If entreeSW1=1 Then GoSubMo_PC

GoTodebut

Mo_infrarouge:

If entreeSW1 = 0 AndentreeSW2 = 0 Then GoSubMo_IR_ENG

If entreeSW1 = 0 AndentreeSW2 = 1 Then GoSubMo_IR_NORM

Return

Mo_IR_ENG:

If entreeSW1 = 0 AndentreeSW2 = 0 And entreeIR = 0 Then

sortieLIR = 1

GoSubLECTURE

GoSubTRAME

sortieLIR = 0

GoSubENREGIS_ADR

EndIf

Return

Mo_IR_NORM:

If entreeSW1 = 0 AndentreeSW2 = 1 And entreeIR = 0 Then

GoSubLECTURE

GoSubACTION

If bon_code = 1 Then

sortieLIR = 1

GoSubTRAME

GoSubFIN_TRAME

sortieLIR = 0

EndIf

EndIf

Return

Mo_PC:

If entreeSW2 = 0 Then

GoSubMo_PC_ENG

Else

HSerIn10 , Timeout , [code1]

GoSubaction_donnees

End If

Timeout:

Return

Mo_PC_ENG:

If entreeSW3 = 0 AndentreeSW4 = 0 Then

vitesse = 25 '2400 Mb/s

SPBRG = 25

GoSubENREGIS_vitesse

EndIf

If entreeSW3 = 0 AndentreeSW4 = 1 Then

vitesse = 6 '9600 Mb/s

SPBRG = 6

GoSubENREGIS_vitesse

EndIf

If entreeSW3 = 1 AndentreeSW4 = 0 Then

vitesse = 51 '1200 Mb/s

SPBRG = 51

GoSubENREGIS_vitesse

EndIf

If entreeSW3 = 1 AndentreeSW4 = 1 Then

vitesse = 2 '19200 Mb/s

SPBRG = 2

GoSubENREGIS_vitesse

EndIf Return

IV.2 PROGRAMMATION DU LOGICIEL SUR PC

Programmer à l'aide du logiciel VISUAL BASIC, ce logiciel va permettre, à partir de l'ordinateur, de commander les16 sorties et d'avoir l'état des 8 entrées de notre récepteur via le port série.

NON

NON

OUI

OUI

NON

OUI

DEBUT

Lecture de l'état des sorties

Enregistrer le numéro de port et la vitesse

Attente pendant 10 ms

Configurer le port série ?

Commander une sortie ?

Envoyer le code de commande correspondant à la sortie

Lecture de l'état de la sortie commandée

Afficher l'état de la sortie commandée

Affichage de l'état des sorties

Ouverture du port série

Envoyer le code de lecture de toutes les entrées

Afficher l'état de toutes les entrées

Lecture de l'état de toutes les entrées

Quitter l'application ?

FIN

Fermer le port série

Attente pendant 10 ms

IV.2.1 Organigramme de fonctionnement du logiciel

Figure4.6 : Organigramme de fonctionnement du logiciel

IV.2.2 Code source

Dim compt As Integer

Private Sub B_BIS_Click(Index As Integer)

LEDS_SORTIES Index, COM_sortie_toggle(Index)

End Sub

Private Sub B_MOM_MouseDown(Index As Integer, Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)

LEDS_SORTIES Index, COM_sortie(Index, 1)

End Sub

Private Sub B_MOM_MouseUp(Index As Integer, Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)

LEDS_SORTIES Index, COM_sortie(Index, 0)

End Sub

Private Sub B_ONOFF1_Click(Index As Integer)

LEDS_SORTIES Index, COM_sortie(Index, 1)

End Sub

Private Sub B_ONOFF2_Click(Index As Integer)

LEDS_SORTIES Index, COM_sortie(Index, 0)

End Sub

Private Sub close1_Click()

CLOSECOM

ouvrir.Enabled = True

open1.Enabled = True

fermer.Enabled = False

close1.Enabled = False

End Sub

Private Sub confi_Click()

config.Show 1

End Sub

Private Sub fermer_Click()

CLOSECOM

ouvrir.Enabled = True

open1.Enabled = True

fermer.Enabled = False

close1.Enabled = False

Timer1.Enabled = False

End Sub

Private Sub Form_Load()

vitesse = 2400

num_port = 3 'Ouvrir COM3

Call lire_noms

End Sub

Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)

CLOSECOM

Call ecrire_noms

End Sub

Private Sub met_off_Click()

LEDS_SORTIES 16, COM_sortie(16, 0)

End Sub

Private Sub met_on_Click()

LEDS_SORTIES 16, COM_sortie(16, 1)

End Sub

Private Sub NOME_DblClick(Index As Integer)

Dim nom As String

nom = InputBox("ENTRER LE NOM DE VOTRE SORTIE", "NOM DE LA SORTIE")

If nom <> "" And Index = 0 Then NOME(Index).Caption = "E1" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 1 Then NOME(Index).Caption = "E2" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 2 Then NOME(Index).Caption = "E3" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 3 Then NOME(Index).Caption = "E4" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 4 Then NOME(Index).Caption = "E5" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 5 Then NOME(Index).Caption = "E6" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 6 Then NOME(Index).Caption = "E7" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 7 Then NOME(Index).Caption = "E8" & " : " & nom

End Sub

Private Sub NOMS_DblClick(Index As Integer)

Dim nom As String

nom = InputBox("ENTRER LE NOM DE VOTRE SORTIE", "NOM DE LA SORTIE")

If nom <> "" And Index = 0 Then NOMS(Index).Caption = "S1" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 1 Then NOMS(Index).Caption = "S2" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 2 Then NOMS(Index).Caption = "S3" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 3 Then NOMS(Index).Caption = "S4" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 4 Then NOMS(Index).Caption = "S5" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 5 Then NOMS(Index).Caption = "S6" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 6 Then NOMS(Index).Caption = "S7" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 7 Then NOMS(Index).Caption = "S8" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 8 Then NOMS(Index).Caption = "S9" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 9 Then NOMS(Index).Caption = "S10" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 10 Then NOMS(Index).Caption = "S11" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 11 Then NOMS(Index).Caption = "S12" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 12 Then NOMS(Index).Caption = "S13" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 13 Then NOMS(Index).Caption = "S14" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 14 Then NOMS(Index).Caption = "S15" & " : " & nom

If nom <> "" And Index = 15 Then NOMS(Index).Caption = "S16" & " : " & nom

End Sub

Private Sub open1_Click()

Call ouvrir_port

ouvrir.Enabled = False

open1.Enabled = False

fermer.Enabled = True

close1.Enabled = True

End Sub

Private Sub ouvrir_Click()

Call ouvrir_port

ouvrir.Enabled = False

open1.Enabled = False

fermer.Enabled = True

close1.Enabled = True

Timer1.Enabled = True

End Sub

PrivateSubouvrir_port()

If num_port = 1 Then

I= OPENCOM("COM1,vitesse,N,8,1")

End If

If num_port = 2 Then

i = OPENCOM("COM2,vitesse,N,8,1")

End If

If num_port = 3 Then

i = OPENCOM("COM3,vitesse,N,8,1")

End If

If num_port = 4 Then

i= OPENCOM("COM4,vitesse,N,8,1")

End If

End Sub

Private Sub ecrire_noms()

Dim compt As Integer

Open App.Path& "\noms_sorties.txt" For Output As #1

While Not EOF(1)

Print #1, ""

Wend

Close #1

Open App.Path& "\noms_entrées.txt" For Output As #1

While Not EOF(1)

Print #1, ""

Wend

Close #1

Open App.Path& "\noms_sorties.txt" For Output As #1

compt = 0

While compt<= 15

Print #1, NOMS(compt).Caption

compt = compt + 1

Wend

Close #1

Open App.Path& "\noms_entrées.txt" For Output As #1

compt = 0

While compt<= 7

Print #1, NOME(compt).Caption

compt = compt + 1

Wend

Close #1

End Sub

Private Sub lire_noms()

Dim compt As Integer

Dim nom As String

Open App.Path& "\noms_sorties.txt" For Input As #1

compt = 0

While Not EOF(1) And compt<= 15

Line Input #1, nom

NOMS(compt).Caption = nom

compt = compt + 1

Wend

Close #1

Open App.Path& "\noms_entrées.txt" For Input As #1

compt = 0

While Not EOF(1) And compt<= 7

Line Input #1, nom

NOME(compt).Caption = nom

compt = compt + 1

Wend

Close #1

End Sub

Private Sub quit_Click()

Call ecrire_noms

End

End Sub

Private Sub quitter_Click()

Call ecrire_noms

End

End Sub

Private Sub Timer1_Timer()

REFLEX_entrees

End Sub

CONCLUSION

Arriver au terme de ce chapitre où nous avons présenté tour à tour la programmation du microcontrôleur et de l'ordinateur. Nous pouvons maintenant aborder la dernière partie de notre travail avec une idée un peu plus claire sur le fonctionnement logiciel de notre maquette.

Tout au long de cette partie il a été question de présenter les solutions proposées et de faire une étude théorique du récepteur IR/PC. Pour cela nous avons procédés à la production du cahier des charges où nous avons clairement définis les objectifs à atteindre. Ensuite nous avons procédés à la conception de l'interface matérielle en faisant une étude minutieuse des différents blocs de l'interface. Pour terminer cette partie nous procédé à l'implémentation du logiciel en présentant les organigrammes et le code source de nos différents modes de commande. Les solutions des limites citées plus haut énumérées, l'étude théorique du récepteur terminée nous pouvons maintenant passer à la dernière étape de notre travail qui est intitulé « Réalisation, tests et présentation des résultats ».

Cette partie constitue une étape importante dans l'évolution de notre de travail car elle est une confirmation des résultats obtenues dans la partie précédente. Aussi nous nous devons de nous appliquer sur la réalisation du récepteur qui constitue d'ailleurs notre chapitre V. il sera question dans ce chapitre de présenter les différents étapes qui ont conduit à la réalisation de la maquette. Le chapitre VI, dernière étape de notre travail sera spécialement consacrer à la présentation des résultats, aux tests et au guide d'utilisation du récepteur.

INTRODUCTION

Après avoir fait l'étude théorique de l'interface, nous allons dans cette partie, faire une synthèse de tous les schémas retenus pour l'étude afin de pouvoir réaliser notre maquette. Nous présenterons tour à tour les différents typons et circuits imprimés (réalisés à partir des logiciel ISIS et de ARES), le boîtier de l'interface et enfin nous donnerons le devis estimatif.

V.1 TYPONS DES DIFFERENTS CIRCUITS.

La réalisation d'un typon se après la saisie du schéma et ceci fait à l'aide du logiciel PROTEUS, plus principalement grâce à ses composantes ISIS et ARES.

Figure 5.1: Typon côté piste de l'interface

V.1.1 Typon de l'interface

Figure 5.2 :Typon Coté composant de l'interface de commande

V.1.2 Typon de l'alimentation

Figure 5.3 : Typon côté piste de l'alimentation.

Figure 5.4 :Typon côté composants de l'alimentation.

V.2 CIRCUITS IMPRIMES

La procédure pour ressortir le circuit imprimé de notre interface a est la suivante :

§ Le typon est imprimé sur papier calque ;

§ A l'aide de l'insoleuse, on filme sur une plaque présensibilisé ;

§ L'insolation terminée, on procède à la gravure à l'aide d'une solution du perchlorure de fer ;

§ L'opération suivante est le perçage de la plaque.

Après la gravure le conseil à suivre est de rincer abondamment la plaque avec de l'eau, de la sécher, d'éliminer le verni protecteur du cuivre avec de l'alcool. De plus, après le perçage, gommer la surface cuivrée à l'aide du tampon pour faciliter la soudure.

Les différents circuits imprimés se présentent comme suit :

Figure 5.5 : Circuit imprimé de l'interface

Figure 5.6 :Circuit imprimé de l'alimentation.

V.3 IMPLANTATION DES COMPOSANTS

Après la mise en place des fils de liaison et des supports des circuits intégrés on implante les composants en prenant soin de respecter la polarité des composants. Une fois le câblage terminé, procéder à un contrôle visuelle de la qualité de soudure et l'aide d'un multimètre, vérifier les coupures des pistes et des court-circuit.

La soudure de tous les composants terminée notre carte se présente comme suit :

Figure 5.7 : Photographie de la maquette

V.4 LE BOITIER.

Pour abriter la carte de l'interface nous avons opté pour un caisson en bois. Les photographies ainsi réalisés sont représenté par les figures ci dessous :

LEDs de signalisations pour les sorties

LEDs de signalisations télécommande IR

ON/OFF

Led signalisation alimentation

Récepteur IR

Figure 5.8 : Vue de face du boitier

Figure 5.9 :Vue de dessus du boitier

V.5 DEVIS ESTIMATIF

Tableau 5.1: Devis estimatif de la maquette

Désignation	Références		Quantité	Prix unitaire (FCFA)	Prix total (FCFA)
Régulateur	7805		01	1000	1000
Transformateur	220V/12V-1A-50Hz		01	2500	2500
Condensateurs Chimiques	1uF/50V		01	500	500
	3300uF/25V		01	1000	1000
Condensateurs Céramiques	100nF		04	300	1200
Résistances	1/2W		26	100	2600
LEDs (R, V, J)	5mn		20	150	3000
Interrupteurs	2 broches		05	500	2500
Connecteurs	DB9F		01	3000	3000
	10 et 12 broches		03	2000	6000
Câble de liaison PC	DB9 série		01	6000	6000
Support de CI	40 broches		02	500	1000
	14 broches		04	500	2000
Plaque pré- sensibilisée	formatA4		1	20000	20000
Circuits intégrés	PIC 16F877		01	20000	25000
	MAX232		01	3000	3000
	ULN2803		02	2000	4000
Diodes	1N4007		4	200	800
	1N4148		01	200	200
Boîtier	En bois		01	10000	10000
Divers					30000
Total					126800

Le devis estimatif est arrêté à 126800 FCFA (cent vingt-six mille huit cent francs CFA).

CONCLUSION

Tout au long de ce chapitre, il a été question non seulement de la réalisation du module d'interface de commande, mais aussi du coffrage et l'estimation du coût de la réalisation de la maquette toute entière. A présent, la prochaine étape à exécuter est celle de la mise sur pied du logiciel.

INTRODUCTION :

Le chapitre suivant est une confirmation de l'étude théorique menée plus haut. Il présente les résultats obtenus après les différents tests que nous avons effectués sur notre récepteur. Nous avons également jugé qu'il était important de présenter un guide d'utilisation du logiciel PLATE FORME FN pour les utilisateurs.

VI.1PRESENTATION DES RESULTATS

Les résultats sont ici présentés conformément au deux modes de fonctionnements de notre récepteur :

VI.1.1 Mode de fonctionnement 

Nous avons deux modes de fonctionnement :

~ Mode récepteur IR

~ Mode PC

La position du SW1 comme présentée sur la figure ci-dessous nous permet de choisir le mode souhaité.

SW1 = sélection du mode de fonctionnement

SW2

SW3

SW4

Figure 6.1 : Choix du mode de fonctionnement

VI.1.2 Fonctionnement en mode récepteur IR

Les différentes étapes à suivre pour le fonctionnement en mode récepteur infrarouge sont les suivantes :

1- Enregistrement de l'adresse de la télécommande

Pour l'enregistrement de l'adresse positionner le SW2 en mode enregistrement (position 0) la led verte s'allume pendant l'enregistrement et s'éteint une fois l'enregistrement terminé.

Figure 6.2: Confirmation de l'enregistrement

2- Fonctionnement en mode normal IR : repositionné le SW2 en mode fonctionnement normal (position 1)

3- Choisir les options de fonctionnement des sorties selon vos besoins avec lesSwitchs SW3 et SW4

4- Vous pouvez dès lors effectuer vos différentes commandes.

Figure 6.3: Fonctionnement en mode Normal S1, S2, S3, S4, S6, S9, et S10 ON

VI.1.3Fonctionnement en mode PC

Les étapes à suivre pour le fonctionnement en mode PC sont les suivantes :

1- Lancer le programme de pilotage du récepteur. ;

2- Ouvrir le port série ;

3- Vous pouvez dés lors effectuer vos différentes commandes en appuyant sur la commande que vous souhaitée ;

Figure 6.4 : Fonctionnement en mode PC S1, S2, S3, S4, S6, S9, et S10 ON

4- Pour quitter l'application fermer le port série, Puis cliquer sur Quitter.

VI.2GUIDE D'UTILISATION DU LOGICIEL PLATE FORME FN

L'utilisation de la PLATE FORME FN de pilotage de notre récepteur PC nécessite de suivre les étapes suivantes :

~ On installe le logiciel en cliquant sur son setup. Son installation passe par la fenêtre suivante :

Figure 6.5: Fenêtre d'installation de PLATE FORME FN

L'installation s'achève en affichant la fenêtre de fin d'installation suivante : 

Figure 6.6 : Fenêtre d'installation de PLATE FORME FN

~ Après avoir configuré le récepteur en mode PC et le branché sur ordinateur via l'un des ports séries de l'ordinateur, on peut lancer PLATE FORME FN en double cliquant sur son icône et La page d'accueil s'affiche comme le montre la figure suivante :

Figure 6.7 : Page d'accueil de PLATE FORME FN

Quelques secondes après la page principale s'affiche et se présente comme suit :

Figure 6.8 : Panneaux de commande 16 canaux

~ Avant d'effectuer une quelconque commande configurer la communication série en choisissant le numéro du port série et la vitesse de communication comme le montre la figure suivante :

Figure 6.9 : Feuille de configuration de la communication série

~ Le logiciel offre aussi la possibilité de changer les noms par défaut des différentes sorties et entrées tout simplement en double cliquant sur leurs noms produisant ainsi l'apparition de l'une des fenêtres suivantes :

Figure 6.10: Feuille de modification du nom d'une sortie

Figure 6.11: Feuille de modification du nom d'une entrée

~ Pour quitter l'application on ferme le port série en cliquant sur  clique sur `FERMERLE PORT SERIE' puis sur `QUITTER' et la page de fermeture s'affiche comme le montre la figure suivante :

Figure 6.12: Page de fermeture de PLATE FORME FN

CONCLUSION

Les résultats présentés dans ce chapitre montrent l'effectivité des commandes effectuées que ce soit en mode récepteur IR ou en mode PC. Les résultats sont satisfaisants et remplis pleinement le cahier des charges qui à été fixé plus haut. Nous pouvons dés lors mettre cette à la disposition des utilisateurs pour des applications plus concrètes.

Tout au long de cette partie il à été question de procéder à la réalisation de l'interface matérielle du récepteur proprement dit. Pour cela nous avons présenté les différentes étapes de la réalisation. Ensuite nous avons procédé à la présentation des résultats, des tests et du guide d'utilisation.

Au terme de cette partie nous pouvons dire que ce travail àdonné les résultats escomptés. Cependant nous devons avoir en vue que le fonctionnement absolu de ce récepteur n'était pas notre principale priorité, nous recherchions entre autre à mettre sur pied un système qui puisse satisfaire dans sa totalité l'utilisateur. D'une manière générale, nous pouvons dire que les faiblesses de notre système ne se situent pas au niveau de la particularité physique sur laquelle il repose, mais bien sur la façon avec laquelle il sera utilisé.

En somme la rédaction de ce mémoire intitulé « Récepteur IR/PC stand-alone 16 canaux » nous a permis de proposer un prototype de récepteur commandé par infrarouge et par ordinateur. Les contraintes du cahier des charges nous ont amené tour à tour aux généralités sur l'infrarouge et la commande par ordinateur dans une première partie, la conception de l'interface matérielle et l'implémentation logicielle pour la seconde partie , la réalisation et la présentation des résultats a constitué la dernière partie de notre travail. La mise au point de cette maquette s'est effectuée avec suffisamment de soins et les résultats sont satisfaisants. En effet, les objectifs fixés par le cahier des charges au départ ont été totalement atteints. Le travail ainsi achevé a été mené dans une logique qui permettrait à ceux qui en prendront connaissance d'avoir non seulement des notions pour le comprendre mais en plus d'être au parfum d'une technologie en pleine expansion dans notre pays. Par conséquent nous espérons que les informations apportées à chacune des composantes du système à savoir les composantes matérielle et logicielle ont permis à chacun de tirer un plus à la fin du parcours de ce document.

Toutefois sans prétendre complet nos travaux car comme toute bonne oeuvre scientifique, les améliorations peuvent y être envisagées. Notamment au niveau du logicielle ; en effet la possibilité de créer une librairie dynamique (DLL) reste à envisager et celle-ci permettra à coup sûr à l'utilisateur d'être moins dépendant de notre logiciel et aux programmeurs de développer des petites applications pour un usage plus personnel du récepteur. Nous restons donc ouverts à toutes les suggestions qui tenteront d'améliorer ce travail.

1) [1] http://www.aaroncake.net/circuits/irremote.asp, 14 Mars 2009 à 13 h 30 min.

2) [2]http:// www.datasheepcatalog.com/tsop1736.pdf, 18 Mars 2009 à 15 h 30 min.

3) [3] http://kudelsko.free.fr/CodeRC5.pdf, 12 Février 2009 à 16 h 00 min.

4) [4] http://www.positron-libre.com/electronique/protocole/rc5/liste-code-rc5.html, 24 Février 2009 à 13 h 30 min.

5) [5] http://www.conrad.fr/webapps/emetteur_infrarouge_15.html, 12 Février 2009à 11 h 30 min.

6) [6] http://florent.bedoiseau.free.fr/Domestiques/EmetteurRecepteurIR/index.html, 12 Avril 2009à 13 h 20 min.

7) [7] Jean MBIHI, Informatique et automation : Automatisme programmables, Editions Publibook Université Paris(France) 2005à 18 h 30 min.

8) [8] http://www.abcelectronique.com/annuaire/montages_0_750.php, 12 Février 2009à 20 h 30 min.

9) [9]http:// www.znsoft..free.fr/explorer/la_programmation_des_ports, 06 Février 2009à 13 h 30 min.

10) [10] http:// www.supinfo-projects.com/fr/2004/generalite_tech_puce/introduction.pdf, 12 Avril 2009à 17 h 40 min.

11) CIMELLI R., BOURGERON R. (2001) Guide du technicien en électronique, Hachette, Paris, 288pages.

12) GREG P., (2000).Visual Basic 6, Le Maguim, Paris, 422pages.

13) Mathias Franke ; Microsoft Visual basic 6; MA; Paris, France, 230 pages.

14) TOCCI, JN., (1992) Circuits numériques Théorie et applications, DUNOD, Québec, 425pages.

ANNEXE1: Le microcontrôleurPIC16F877

ANNEXE 2: Le récepteur infrarougeTSOP1736

ANNEXE 3: Le circuit MAX232

ANNEXE 4: La diode 1n4148

ANNEXE 5: la diode 1N4007

ANNEXE 6: Lesregulateurs 78XX