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  • REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ETPOPULAIRE MINISTAIRE DE LENSEIGNEMENT SUPERIIEUR

    ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

    Universit MHamed BOGUERRA, Boumerdes

    Facult des hydrocarbures et de la chimie

    Dpartement dAutomatisation et Electrification des Procds Industriels

    Option : Commande des Procds Industriels

    En vue de lobtention du Diplme dingnieur dtat

    ETUDE ET REALISATION DUN KIT

    ELECTRONIQUE DU TYPE SYSTEME EMBARQUE A BASE DE

    MICROCONTROLEUR APPLICATION AU CONTROLE DUN BRAS DE

    ROBOT A 4 DEGRES DE LIBERTES

    Prsent par: Promoteur : IDDIR Hayet Mr : FEKHAR.H Promotion juin 2013

  • A l'issue de cette fin d'tude, jadresse mes sincres

    remerciements premirement DIEU le tout puissant qui nous a

    donne la sant, la volont et la patience ,pour tablir ce travail .

    Je tiens a remercier en premier lieu M r Fakher .h mon

    promoteur pour mavoir accepter de mencadrer et de me diriger, ainsi

    pour tout ces conseilles .

    Tout les enseignants qui ont particip a ma formation durant ce

    cycle dtude ,en particulier ceux de dpartement dAutomatisation .

    Je tiens aussi a remercier tous ce qui ont contribu de loin ou de

    prs a la ralisation de ce travail.

  • Cest avec une grande motion, Je ddier ce modeste travail de fin dtude au tres les plus chres ; Mon pre et ma mre qui ont fait de moi ce qui je suis

    aujourdhui et qui ont veill de guider mes pas durant toute ma vie par leurs aides, leur grands motions et leur sacrifice. A mes chers frres et surs : Sofiane ,Anissa ,Mehdi et le petit Yousef. Et surtout sans oubli ma grande sur Lynda, pour lamour, la tendresse et la comprhension. que jai trouver de leurs part . A tout ce qui mont aid de prs ou de loin pour la ralisation de ce travail.

    A tout mes amis

  • Sommaire

    IAR/08 FHC

    Introduction1

    Chapitre I

    Gnralit : robot et moteurs

    Partie I : Description et modlisation du robot :

    I.1. Introduction ....2

    I.2. Description du robot a trois degrs de libert 3

    I.2.1. Unit mcanique ..3

    I.3. Modlisation du bras de robot ...4

    I.3.1. Modle gomtrique directe 4

    I.3.1.1. Modle gomtrique directe du robot a trois degrs de libert ...5

    I.3.2. Modle gomtrique inverse .9

    I.3.2.1. Modle gomtrique inverse du robot a 3 degrs de libert .......9

    Conclusion 1 10

    Partie II : Gnralits sur les moteurs :

    Introduction ...11

    I.5. Actionneurs pas pas ..12

    I.5. 1. Principe de fonctionnement dun moteur pas pas ..12

    I.5.2 Diffrents types des moteurs ....14

    I.6. Avantages et inconvnients des moteurs pas pas ....15

    I.7. Modlisation classique des moteurs pas pas .....15

    Conclusion 2 16

    Chapitre II

    Introduction 17

    II.1. Structure Gnrale de la carte de commande ...17

    II.1.1.Les microcontrleurs ...19

    II.1.1.1.Gnralits .19

  • Sommaire

    IAR/08 FHC

    II.1.1.2. Les avantages du microcontrleur . 19

    II.1.1.3. Structure minimale d'un PIC . 19

    II.1.1.4 .Le choix du microcontrleur ...20

    II.1.1.5 Le microcontrleur PIC 18F452 .20

    II.1.1.5.1 Caractristiques gnrales ....20 II.1.1.5.2 Architecteur interne du pic 18F452 ...21

    II.1.1.5.3 Brochage du pic 18F452 .23

    II.1.1.5.4 LOrganisation du pic 18F452 .24

    II.1.2 Afficheur cristaux liquides (LCD) ..26

    II.1.2.1 Introduction ...26

    II.1.2.2 Schma fonctionnel 27

    II.1.2.3 Brochage du LCD ...27

    II.1.2.4 La mmoire du LCD .28

    II.1.2.4.1 La mmoire d'affichage (DD RAM) ....29

    II.1.2.4.2 La mmoire du gnrateur de caractres (CG RAM) ...29

    II.1.2.5 LAffichage dun caractre ..29

    II.1.2.6 Branchement de lafficheur LCD avec le PIC ...30

    II.1.3 Prsentation du Clavier ...31

    II.1.3.1 Principe de fonctionnement ...32

    II.1.3.2 Branchement de clavier avec le PIC .32

    II.1.4 Prsentation du circuit 74HC573 ...33

    II.2. Carte de puissance SEQUENSEUR33

    II.2.1 Les circuit L297 33

    II.2.2 Reprsentation et brochage du circuit L297 .33

    II.3 Ralisation de la Carte de Commande pour les moteurs pas pas .36

    II.4 Carte de puissance pour un moteur pas pas 37

    II.5 Reprsentation d ISIS 37

    II.6 Le codeur optique incrmental ... 38

    II.6.1 Description gnral du codeur optique ...39

    II.6.1.1 Principes de fonctionnement .40

    Conclusion .41

  • Sommaire

    IAR/08 FHC

    Chapitre III :

    Introduction .42

    III-1 Etapes de dveloppement dun programme .42 III-2 Ecriture du programme ...43 III.3 Prestation du MikroC ...44 III.3.1 Introduction au MicroC .44 III.3.2 Editeur de code... 45 III.3.3 Outils intgrs du MikroC ...45 III.3.4 MikroC bibliothque 46 III.4 Simulation du programme ...46 III.3.5 teste des priphriques qui entour le PIC ..47 III.3.5.1 Pilotage du Clavier 16 touche ...48 III.3.5.2 Pilotage de lafficheur LCD ....51 III.3.6.Organigramme de fonctionnement ...52 III.4 Visualisation des signaux de commande55 III.5 Le circuit imprime 56 III.5.1 Connexion des composants .58 III.6 LOutil de visualisation en 3D .60 III.7 Transfert des donnes au moyen Winpic ..61 Conclusion ...62 Conclusion gnrale Etude bibliographique

  • Liste des figures

    IAR/08 FHC

    Figure 1.1 : Schma qui montre les Paramtres de Danavit Hartenberg ...8 Figure 1.2 : Placement des repres et notation pour le robot ......9 Figure 1.3 : Structure dun Moteur pas pas .....14 Figure 1.4 : Position 1 des bobines pendant le fonctionnement du moteur ..14 Figure 1.5 : Position 2 des bobines pendant le fonctionnement du moteur ..15 Figure 1.6 : Position 3 des bobines pendant le fonctionnement du moteur ..15 Figure 1.7 : Position 4 des bobines pendant le fonctionnement du moteur ..15 Figure 1.8 : Principe de fonctionnement du moteur pas pas ... 16 Figure 2.1 :Schma bloque simplifier de la carte de contrle .. 19 Figure 2.2 : Schma fonctionnel 23 Figure 2.3 :Brochage du pic 18F452 24 Figure 2.4 : Brochage de loscillateur quartz... 25 Figure 2.5 : Ecran LCD .. 27 Figure 2.6 : Schma fonctionnel d'un LCD .28 Figure 2.7 : Brochage des crans LCD alphanumrique ..30 Figure 2.8 : Schma de branchement de lafficheur LCD avec le PIC ....32 Figure 2.9 : Clavier a 16 touches... 32 Figure 2.10 : Schma de branchement de clavier avec le PIC 33 Figure 2.11 : circuit 74HC573 ... 34 Figure 2 .12 : Schma interne de circuit intgr 74hc573 .35 Figure 2.13 : Circuit L297 ..36 Figure 2.14 : Brochage et structure interne du circuit L297 .36 Figure 2. 15 : Photo relle de la carte de commande finale ralise au laboratoire.. 37 Figure 2.16 : Photo relle de la carte de puissance ralise au laboratoire ...38 Figure 2.17 : Schma simplifier de la carte de commande ralis sous ISIS ..39 Figure 2. 18 : photo relle dun codeur optique au laboratoire ..40 Figure 2.19 : Photo relle dun codeur optique (vue de face ) 40 Figure 2.20 :Schma illustre la manire de gnration des signaux dans codeur ...41 Figure 2.21 : Schma fonctionnel illustre le principe de fonctionnement de codeur 41 Figure 3.1 : Cheminement de la programmation44 Figure 3.2 : fentre du compilateur MicroC45 Figure 3.3 : Editeur de code du MikroC ..46 Figure 3.4 : fentre de simulation de la carte de commande par ISIS 48 Figure 3.5 : Organigramme du programme pour scanne les 16 touche du clavier ..50 Figure 3.6 : Simulation de scanne du clavier par PROTEUS 51 Figure 3.7 : Simulation de lafficheur LCD par PROTEUS52 Figure 3.8 : Organigramme simplifi du software de commande 53

  • Liste des figures

    IAR/08 FHC

    Figure 3.9 : Organigramme dtaill du software de commande ..55 Figure 3.10 : Les valeurs introduite ,affich sur LCD pour le moteur 1.....56 Figure 3.11 : Les courbes obtenu sur loscilloscope pour le moteur 1 56 Figure 3.12 : Les valeurs introduite ,affich sur LCD pour le moteur 2 ...57 Figure 3.13 : Les courbes obtenu sur loscilloscope pour le moteur 2 ..57 Figure 3.14 : fentre SCHEMATIC de ARES 58 Figure 3.15 : fentre SCHEMATIC de circuit imprim sous ARES 59 Figure 3.16 : fentre ddit trace .59 Figure 3.17 : fentre SCHEMATIC sur ARES avec visualisation 3D ... 60 Figure 3.18 : Fentre de configuration du programmateur gr par Winpi