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Rpublique Algrienne Dmocratique et PopulaireMinistre de
lenseignement Suprieur et de la Recherche ScientifiqueUniversit des
Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Facult dElectronique et dInformatique
Domaine Sciences Techniques
Mmoire de LicenceGnie Electrique
Thme
Serrure code par un PIC 16F628
Propos et dirig par : Prsent par :Dr Mostefa BELHADJ AISSA Melle
Manel NOUACERMr Essaid MAMRI Melle Yasmina LADJEROUD
Devant la commission dvaluation :
JUIN 2009
Projet n 01/08/SC/FEI
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Sommaire Remerciement Introduction
Partie 1 :I. synoptique de notre montage
II. Etude du montage
1. Premier schma bloc : Rgulateur de tension Page12. Deuxime
schma bloc
1) Les lments de base d'un microcontrleur. Page3
2) Avantages et inconvnients d'un microcontrleur. Page4
3) Le choix du microcontrleur. Page5
4) Les microcontrleurs PIC de Microchip. Page5
5) Identification des PIC. Page5
6) Caractristiques du 16F628. Pages 6-7
7) Fonctionnement du PIC 16F628. Pages 8-14 3. Troisime schma
bloc :
Fonctionement du clavier Pages 14-16
4. Quatrime schma bloc :1) Le transistor Pages 17-18 2) Le
relais Pages 18-20 3) Les LED Pages 21-22 4) Un buzzer Page22
Partie 2 La ralisation Page 24-26 Nomenclature Conclusion
Bibliographie Annexe
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Remerciements
La ralisation de ce travail ne saurait tre considre comme le
fruit des efforts de notre
binme. Tout au contraire, ce travail est la rsultante d'un
ensemble conjugu d'apports
humains et intellectuels. Certes, nous ne pouvons pas citer ici
toutes les personnes qui nous ont
apports leur soutien, mais nous tenons tout de mme remercier
particulirement :
nos parents, ceux qui nous comprennent le plus, nos frres et nos
surs.
Ce travail a t ralis au dpartement tlcommunications de la
facult
dlectronique et dinformatique sous la codirection de Monsieur
MAMERI E et le Docteur
BELHADJ AISSA M, Enseignants dans la facult sous-nommes.
La partie thorique a t faite sous la direction du Dr BELHADJ
AISSA M et la partie
pratique sous lclairage de Monsieur MAMERI E.
A ce titre nous les remercions vivement pour leur disponibilit
et les conseils quils nous
ont prodigu tout au long du temps qua dur la ralisation et nous
remercions tout ceux qui
nous on aide de pr ou de loin.
Nous tenons remercier vivement les membres du jury qui ont
accept de juger notre travail.
Avec toute notre gratitude.
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Introduction
La scurit des biens immobiliers est actuellement une
proccupationquotidienne.
Lvolution technologique a permis le dveloppement des systmes
de
scurit qui deviennent de plus en plus performants. Cette
performance est dueessentiellement lutilisation des microcontrleurs
programmables. Grce ces
derniers, plusieurs circuits logiques classiques se sont vus
rduits un seul botier.
Cela nous a conduits utiliser un contrleur programmable
appelProgrammer Interface Contrler (PIC) dans la ralisation dune
serrure code quiconstitue notre mini projet.
Pour mener bien ce mini projet, ltude a t scinde en deux parties
:
-une partie thorique dans la quelle nous dcrivons le montage
gnral etltude thorique de ce dernier ;
-une deuxime partie est consacre la ralisation de la
serrureprogrammable.
Nous terminons notre document par une conclusion.
Le programme que nous avons crit en langage Mikro-Basic est mis
enannexe.
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La science est connaissance qui devient authentique par lemoyen
de la critique..... .SUZANNE BACHELARD.lalogique de husserl,
page635
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III. Schma synoptique de notre montage
Figure 1 : schma synoptique
IV. Etude du montage
Le montage tudi peut tre dcompos en 4 schmas blocs :1. Premier
schma bloc : Rgulateur de la tension dalimentation
Figure 2 :Rgulateur de tension dalimentation
Ce schma bloc contient :
un rgulateur de tension de 12Volts ; deux capacits C1, C2.
On a en entre une tension de 12Volts. Le rgulateur nous dlivre
une tensionde 5Volt stabilise par les deux condensateurs (ils se
dchargent lors des chutes de tension etse chargent lors des pics de
tension).
Le contrleurProgrammable Module desortie
Entre ducode
Rgulateur detensiondalimentation
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2. Deuxime schma bloc : Le PIC 16F628 est le cur de notre
circuit, il estconnu pour tre le successeur du PIC 16F84.[rf.1]
Figure 3 : Deuxime schma bloc
8) Le microcontrleur
Dans les annes 40, le premier ordinateur fut l'ENIAC apparu en
1945 il cotait10 millions de dollars, contenait 20 000 tubes,
pesait 30 tonnes, consommaient 0.2Mwatts /tube et occupait une pice
de 150 m2 de surface ; chacune des units fonctionnellestenait sur
plusieurs cartes lectroniques.
Lvolution des technologies va permettre la miniaturisation et
l'intgration de
plus en plus de fonctions sur une surface de plus en plus
petite.
Tout d'abord, lintgration se fera au niveau des cartes
lectroniques puis au
niveau des circuits intgrs.
L'avnement des transistors (1958),des circuits intgrs (1968) et
des circuitsintgrs haute densit (1978) a permis de construire des
ordinateurs de plus en plus petits etde plus en plus puissants.
Les intgrations, qu'on doit principalement la socit Intel fonde
en 1968,laissent leurs traces: les diffrents noms que l'on
rencontre aujourdhui comme le mini-ordinateur, le microprocesseur,
le micro-ordinateur et le microcontrleur .Ce dernierrassemble 3
units (une mmoire centrale et deux priphriques) qui forment un seul
circuit.
Les microcontrleurs sont classs par familles selon le
constructeur et les
caractristiques du microcontrleur ; parmi ces familles, citons
[rf.1]:
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HCS 48, MCS51 et MCS96 dINTEL ; le ST6 de SGS-THOMSON ; la
famille 6805 de MOTOROLA ; le V25 de NEC ; la famille PIC de la
socit amricaine MICRO CHIP.
1) Les lments de base d'un microcontrleur
Un microcontrleur se prsente sous la forme d'un circuit intgr
runissant tousles lments d'une structure base de microprocesseur
.Voici gnralement ce que l'on trouve l'intrieur d'un tel
composant:
un microprocesseur (C.P.U) ; une mmoire de donnes (RAM et
EEPROM) ; une mmoire programme (ROM, OTPROM, UVPROM ou EEPROM) ;
des interfaces parallles et sries (synchrone ou asynchrone) pour la
connexion
des entres/sorties ;
un oscillateur qui gnre la base de temps et des Timers qui
gnrent leurtour les diffrents signaux de synchronisation avec une
grande prcision temporelle ;
des convertisseurs analogique/numrique (A/N) pour le traitement
de signauxanalogiques.
M I C R O P R O C E S S E U R R O M R A M E E P R O MC H I E
N
D EG A R D E
T IM E R S C . A . N I N T E R F A C EP A R A L L L E
I N T E R F A C ES R I E
B U S D O N N E S - C O N T R L E - A D R E S S E S
O S C I L L A T E U R M M O I R EP R O G R A M M E
M M O I R ED E D O N N E
R E S E TO S C I N O S C O U T
I N T
T IMER
1
T IMER
2
P ORT
A
P ORT
B
P ORT
C S OUT
S CLKS IN
Figure 4 : schma interne dun microcontrleur
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2) Avantages et inconvnients d'un microcontrleur
Les avantages :Les points forts des microcontrleurs sont
nombreux:
une simplification du circuit imprim ;
une augmentation de la fiabilit du systme ;
une diminution de la consommation du circuit ;
le microcontrleur cote nettement moins cher que les composants
qu'il
remplace. Ce qui le rend intressant conomiquement.
Les inconvnients :Il y a trs peut dinconvnients ; cependant, ils
sont de manipulation fragiles.
3) Le choix du microcontrleur
Le microcontrleur est un outil trs important pour la ralisation
de notre serrurecode.
Son choix est dict par deux critres principaux:
1) ladaptation de son architecture interne aux besoins de
l'application, la prsence deconvertisseurs A/N et d'un timer
programmable ;
2) la possibilit de le programmer avec plusieurs langages usuels
(C, mikroBasic,Assembleur, etc).
4) Les microcontrleurs PIC de Microchip
Un PIC n'est rien d'autre qu'un microcontrleur c'est dire une
unit de traitementnumrique de type microprocesseur auquel on ajoute
des priphriques internes permettantde raliser des montages sans
qu'il soit ncessaire d'ajouter des composants externes.
Les PIC sont des composants dit RISC (reduce instrections
constructions) ou encorecomposants jeu d'instruction rduit ce qui
les rend plus faciles et plus rapides ; on trouvetrois grandes
familles de pics : [rf .1]:
la famille base-line qui utilise des mots d'instruction de 12
bits ; la famille mide-ringe qui utilise des mots de 14bits ; la
famille High-end qui utilise des mots de 16 bits.
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5) Identification des picsLes deux premiers chiffres indiquent
la catgorie du PIC, vient ensuite la lettre l qui
indique que le PIC peut fonctionner avec une plage de tension
plus tolrante ; ensuite, onpeut trouver [rf.1] :
un C : qui indique que la mmoire est un EEPROM ou EPROM ;
un CR : pour indiquer une mmoire de type flash.
Puis viennent les derniers chiffres identifiant prcisment le PIC
; enfin, on trouve surle boitier (-xx) o xx reprsente la frquence
d'horloge maximale du PIC.
6) Caractristiques du 16F628 [rf.2]:
Figure 5 :larchitecture de Harvard
Le schma fonctionnel prcdent reprsente une architecture de
HARVARD :
PIC 16F628
Figure 6 :schma externe du PIC16F628
Le PIC 16F628 possde 13 pattes dE/S, tout comme le 16F84, nombre
qui peut
monter jusqu 16 E/S, selon les configurations. Ces E/S sont
rparties sur deux ports (A et B)
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qui possdent 8 broches chacun (nommes RA0 RA7 et RB0 RB7) dont
le nombre debroches utiliss est choisi lors de la
programmation.
Outre ces caractristiques, le PIC 16F628 possde des fonctions
intgresparticulirement intressantes .Il possde aussi :
4 CAN (aux entres des comparateurs) ; 2 comparateurs, dont les
valeurs de sortie peuvent tre connues par
programme ;
une source de tension de rfrence programmable de 0 3,6V ;
une connectique de transmission asynchrone (srie Tx et Rx) ; une
connectique de transmission synchrone (DT et Ck) ; 2 timers
supplmentaires (3 en tout) ; un systme dhorloge RC intgr 4 MHz
(frquence lgrement
variable selon la temprature ambiante du PIC 16F628).Les
caractristiques gnrales du PIC 16F628 fourni par Microchip :
mmoire de programme : 2KO, type Flash ; mmoire de donnes RAM :
224 octets ; mmoire de donnes EPROM : 128 octets ; code
dinterruption : 10 ; frquence maximale de travail : 20 MHz (horloge
interne de 4 MHz) ; lignes E/S numrique : de 13 16 (le RA5 na quune
entre) ; temporisateur : 3 pour lutilisateur, un pour le Watchdog ;
tension dalimentation : de 3 5,5 V continus ; tension de
programmation : de 12 14 V continue ; botier : DIL 18.
7) Fonctionnement du PIC 16F628:
a. Les entres/sorties :
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Figure 7 :Schma synoptique du PIC 16F628
PATTE 1 : E/S RA2, CAN 2, tension de rfrence ; PATTE 2 : E/S
RA3, CAN 3, Sortie du comparateur 1 ; PATTE 3 : E/S RA4, entre
Timer 0 TOCKI, Sortie comparateur 2 ; PATTE 4 : E RA5, reset
externe, programmation type 16F84 ; PATTE 5 : masse ; PATTE 6 : E/S
RB0, source dinterruption ; PATTE 7 : E/S RB1, Rx (rception
asynchrone, srie), Dt broche de
donnes (transmission synchrone) ;
PATTE 8 : E/S RB2, Tx (transmission asynchrone, srie), Ck
brochede synchronisation de transmission synchrone ;
PATTE 9 : E/S RB3, Capture avec le timer 1, Comparaison avec
letimer1, PWM avec le timer 2 ;
PATTE 10 : E/S RB4, programmation basse tension; PATTE 11 : E/S
RB5 ; PATTE 12 : E/S RB6, T1OSC0 ( utiliser avec T1OSC1) quartz
externe pour le timer 1 (de 32 200 KHz), entre dhorloge pour le
timer 1 ;
PATTE 13 : E/S RB7, T1OSC1 (voir ci-dessus) ; PATTE 14 :
Alimentation positive (5V typique) ;
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PATTE 15 : E/S RA6, OSC2 entre horloge (brancher une
rsistancepour un oscillateur RC) ou quartz ( utiliser avec un
quartz),CLKOUT sortiedhorloge pour le mode 4 & 6 ;
PATTE 16 : E/S RA7, OSC1 (voir ci-dessus), CLKIN entre
horlogeexterne (type GBF, ou autre) ;
PATTE 17 : E/S RA0, CAN 0 ; PATTE 18 : E/S RA1, CAN 1. [rf. 2b.
Les modes dhorloge :
Dans cette partie, nous allons voir les diffrents modes
dhorloge. On peut les
dnombrer aux nombres de 6. Le mode de fonctionnement se fait
sous ICPROG, dans lafentre oscillateur. Nous prciserons, plus loin,
les broches utilises pour lhorloge. Dans le
cas dun quartz (mode1), nous pouvons choisir lors de la
programmation soit lhorloge XT
(jusqu 4 Mhz), ou HS (jusqu 20 MHz). [rf.2]
MODE 1 : fonctionnement classique avec quartz (OSC1 &
OSC2).
MODE 2 : Horloge externe (ex : NE555, GBF,) (OSC1).
MODE 3 : Horloge interne. Frquence unique : 4 MHz .
MODE 4 : idem MODE3, mais loscillateur2 gnre lhorloge divisepar
4 ;
MODE 5 : Horloge externe. Branchez une rsistance de 1K
entreloscillateur 1 et la masse.
MODE 6 : Idem MODE 5, mais loscillateur 2 gnre lhorloge
divisepar 4. [rf.2]
c. Le reset :
Figure 8 : Le reset automatique (condensateur de 1F et une
rsistance de 1 K)
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Figure 9 : Le reset manuel (avec une rsistance de 1K)
Figure 10 : Le modle mixte, permettant un reset automatique lors
de la mise soutension et galement un interrupteur de reset
manuel
d. La mmoire EPROM :
LEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) est
une
mmoire interne au PIC. Il sagit dune mmoire non volatile dans
laquelle le PIC peutstocker des donnes, comme par exemple les
rsultats dune acquisition.
e. La mmoire flash :La mmoire flash est le nouveau type de
mmoire EPROM. Bien plus souple que les
premires gnrations de ces dernires, la mmoire flash permet une
criture/effacement detoute la mmoire ou dune partie. Ce type de
mmoire possde beaucoup de caractristiques
intressantes.
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f. Les Interruptions :Il possde 10 interruptions que nous
dcrivons ci-dessous :
externe : RB0 ; dbordement du timer 0 ; changement dtat des
broches RB4 RB7 ; modules de comparaison ; USART ; module CCP (pour
la modulation PWM) ; dbordement du timer 1 ; Timer 2. [rf.2]
g. Les TIMERS :Chez le PIC 16F628, ils sont au nombre de 3.
Le premier (timer 0) est identique celui du 16F84 (8 bits).Le
second (timer 1) est sur 16 bits, permettant ainsi dtendre les
possibilits.
Le troisime (timer 2), sur 8 bits, possde un pr et un
post-diviseur,permettant ainsi de gnrer un signal PWM. Timer0 : il
sagit dun temporisateur interne de 8 bits, qui peut tre
initialis
une valeur donne. A chaque passage de FF 00 (en hexa), le bit de
dbordement est activ. Ilfaut alors le remettre zro, pour pouvoir
dtecter un autre dbordement (non automatique).
Il possde deux modes de fonctionnement possible, dont le choix
seffectue par la
mise 1 ou 0 du bit TOSC (voir figure 6), la patte RA4 devient
TOCKI .Ces deux modes sont :
temporisateur interne (peut alors servir pour des fonctions de
temps).
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Compteur dvnements (peut servir pour compter des vnements
extrieurs par
lintermdiaire de RA4).
Remarque : la patte RA4 doit tre dfinie en entre dans le cas du
Compteurdvnements.
h. La tension de rfrence:Le PIC 16F628 utilise une tension de
rfrence interne. Nous pouvons ainsi sur la
patte 1 avoir, pour une tension dalimentation de 5V, une tension
de rfrence comprise entre
0 et 3,6 V. Pour choisir cette tension, on utilise le registre
VRCON :
Le bit VREN sert la mise en marche (niveau 1) ou non (niveau 0)
de la tension derfrence (la patte 1 du PIC 16F628 sert alors de
tension de rfrence externe). Le bit VROE,lui, sert appliquer cette
Vref lentre du comparateur (niveau 1) ou non (niveau 0). Le
VRR, sert choisir deux intervalles de tensions possibles (VR3.0
dsignera la valeurdcimale code sous forme binaire dans VR3, VR2,
VR1 et VR0) :
VRR=0 :
Vref= Valim / 4+ (VR3.0 / 32)* Valim.Nous obtenons ici une gamme
allant de 1.25 3.59 V.VRR=1 :
Vref= (VR3.0 / 24)* Valim.Ici, la gamme va de 0 3.13V.Toutes ces
tensions sont obtenues par lintermdiaire dun rseau de
rsistance.
i. Les comparateurs:Le PIC 16F628 possde deux comparateurs
intgrs. Deux tats de sorties sont possibles :
niveau 1 si V+>V-, niveau 0 si V+
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CM2, CM1, CM0 : permettent de dfinir un mode de
fonctionnementdes Comparateurs.
Les comparateurs fonctionnent selon le tableau suivant
Figure 11 :Comparateur to operating modeCe tableau montre, selon
la configuration des CMx, les diffrents types de
fonctionnement possible, ainsi que le cblage interne effectu.
[Rf .2]
j. Le Watch dog :Littralement le chien de garde , le Watch dog
est un systme de surveillance du
bon droulement du programme. Il sagit dun compteur qui est
rinitialis rgulirement
dans le cas dun fonctionnement normal.
Mais dans le cas dun dysfonctionnement, le compteur dclenche un
reset interne, par
dbordement, rinitialisant le PIC.
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Le compteur peut fonctionner une frquence spcifie par
programmation.
k. Le RTCC:Il sagit dune horloge interne destine au
fonctionnement du timer 0(TMR0) dans le
cas dun fonctionnement de ce dernier sur horloge interne.
[rf.2]
Figure12 : schma interne du PIC 16F628.
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3. Troisime schma bloc : Le module dentr est constitu du clavier
de type matriciel :
Figure 13 : Photo du clavier.la LED verte :+Vcc ;la LED rouge
:acce au mode de programmation ;la LED jaune :activation du relais
(Validation) ;la touche * :confirmation du code dacce ; .
la touche # :acce au mode de programmation (modification du
code).Fonctionement du clavier :On introduisant le code daccs qui
est par dfaut 1234, suivant * , la LED jaune
sallume signifiant lactivation du relais .
Si on introduit un code erron plus de trois fois ,le PIC gnre un
signal pourlactivation de lalarme,et un autre pour les deux LED(
verte et rouge ) clignoatantes .
Par scurit, le systme est totalement bloqu.Il est dbloqu en
introduisant le boncode.
Si jamais lusager voudrait changer le code daccs ,il aura suivre
les tapes
suivantes :
appuyer sur la touche # : lusager entre en mode deprogrammation
;
entrer lancien code ;
appuyer sur # ;
entrer le nouveau code daccs dsir ;
appuyer sur * .
Remarque :La LED jaune sallume durant 2secondes ;le relais est
de nouveauactiv.
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Figure 14 :Configuration du clavier.4.Quatrime schma bloc :
Le module de sortie est constitu : dun relais comme lment
principal permettant lactivation du systme de
verrouillage (fermeture /ouverture) dune porte ;
dun transistor, polaris par la rsistance R3, fonctionnant en
mode commutation(on/off) permet lactivation ou dsactivation du
relais. La diode D1 est utilise pour laprotection du relais ;
la LED1 (verte) polarise par la rsistance R1 sallume lors du
fonctionnementnormal ; de la LED2 (jaune) polarise par la rsistance
R2 sallume lors de lactivation durelais. La LED3 (rouge) sallume
lors de son fonctionnement en mode programmation ;
dun haut parleur (buzzer) qui fournit un signal sonore en cas
dintroduction dunmauvais code.
1 2 3
45 6
7 8 9
* 0#
Ligne 1
Ligne 2
Ligne 3
Colonne 11 1
Colonne 2 Colonne 3
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Figure 15 : Le module de sortie.1) Le transistor
Le transistor bipolaire T1 que nous avons utilis est du type
NPN. Sescaractristiques lectriques sont donnes dans le tableau
suivant : [rf.3]
Figure 16 : Le transistor bipolaire.
Caractristiques lectriques du transistor. Transistor en
commutation
Si Ve=0 le transistor est bloqu.Le transistor est satur si
Ic
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2) Le relais
Figure 17 :Les relais.Les relais sont des interrupteurs qui sont
commands par un lectro-aimant, c'est--
dire une bobine de fils qui gnre un champ magntique lorsquelle
est traverse par un
courant.
Les relais sont des dispositifs lectromcaniques qui ferment un
interrupteur surcommande lorsquun courant lectrique leur
parvient.
Pour cela, les relais disposent de deux parties principales :
une lame mtallique et unlectro-aimant. [rf.4]
Figure 18 :schma interne dun relais.
i. Avantages du relais lectromcanique
capacit de commuter aussi bien des signaux continus
qu'alternatifs sur une largegamme de frquences ; fonctionnement
avec une dynamique considrable du signal commut ; rsistance de
contact ferme trs faible) ; rsistance de contact ouvert trs leve;
trs grande isolation entre circuit de commande (bobine) et circuit
commut (contacts).
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ii. Inconvnients du relais lectromcanique
lment de commande possdant une composante inductive non
ngligeableprovoquant une surtension importante lorsque le courant
circulant dans la bobine estinterrompu .Ce qui impose l'emploi d'au
moins un composant de protection (une diode parexemple) pour
protger le circuit de commande si ce dernier est de type
lectronique ; Prsence de rebonds lors des commutations, le passage
de l'tat ON l'tat OFF (ou
inversement) n'est pas "net" (mme phnomne de rebonds mcaniques
que l'on observedans les interrupteurs). Il est intressant de
savoir que le nombre de rebonds, et donc larapidit de la mise en
contact franc, dpend du courant de commande circulant dans
labobine. Le nombre de rebonds est en effet plus important quand ce
courant de commandeest bien infrieur ou bien suprieur la valeur de
courant nominale spcifie par lefabricant (exemple : si une tension
de commande de 8 V est applique un relais dont latension nominale
est de 12 V, peut le faire coller, mais de faon moins franche et
avec plusde rebonds) ;
compatibilit pas toujours assure avec les circuits numriques,
notamment pour lesrelais de forte puissance, qui peuvent ncessiter
un circuit d'interface spcifique ; couplage capacitif entre les
contacts pour les modles multipolaires ( plusieurs
ples) ; diminution de l'isolation l'tat ouvert cause du couplage
capacitif (d'autant plus
gnant que les signaux commuts montent haut en frquence) ; dure
de vie "faible" sil y a un nombre important de commutations (usage
des
contacts et du ressort de rappel, qui peut se "ramollir" ou mme
casser) ; encombrement mcaniques plus important pour les relais de
moyenne et forte
puissance qu'il faut cependant comparer aux transistors ou tiacs
munis de leur (parfoisgros) radiateur ; brochage non normalis,
malgr des essais infructueux de certains fabricants pour
amliorer certaines catgories de relais (relais reed en boitier
DIL et relais norme"europenne"). [rf.4]
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iii. Fonctionnement du relais :
Lorsquun courant arrive dans la bobine, il se produit un champ
magntique qui
attire le courant, celui-ci se ferme, on dit que le relais est
en position travail (do le T de1RT).
Lorsquun courant ne parvient pas la bobine, un petit ressort
fait remonter le
contact on dit alors que le relais est on position repos (do le
R de 1RT).Si le relais est on position travail, la lame est dirige
vers un deuxime contact .Un
relais a donc au minimum 5pattes, 2 pour la bobine, 3pour la
lame chaque contact, positiontravail note (T) et repos note (R) et
une patte commune, qui est note (C) commun ;si lechamp magntique
nest plus prsent ,le retour a ltat repos est assur par un ressort
qui
remonte la lame. [rf 4]
3) Les LED
Led: Light Emitting Diode (DEL=Diode Electro-Luminescent).La led
est un composant dit passif, de la famille des semi-conducteurs
(comme la
diode et le transistor).Il sagit dune diode un peu particulire,
qui a la proprit dmettre de
la lumire quand un courant la parcourt (de lanode vers la
cathode).Il en existe de plusieurs
sortes, fabriques avec des matriaux diffrents, qui seront choisi
par le constructeur enfonction du rendement et du type de lumire
dsirs. Certaines LED ont un rendement trssuprieur dautre, on les
rserve laffichage en extrieur (feux tricolores, feux stop des
voitures, panneaux daffichage vido), ou pour de la signalisation
critique en intrieur (voyantdalarme par exemple).
La LED est un semi-conducteur, et son sens de branchement
importe peu. La tensioninverse dune LED est trs faible (de lordre
de quelque volts) ;une LED est prvue pour
fonctionner un courant nominal donn, par exemple 10mA ou 20mA.
Faire parcourir laLED un courant trop intense risque de la
dtruire.
Une LED doit toujours tre alimente au travers dun systme de
rgulation de
courant, qui se rsumera la plupart du temps une simple
rsistance. Le calcul de la valeur dela rsistance est trs simple, et
seffectue en fonction de la tension dalimentation disponible,
du courant qui doit traverser la LED, et de la chute de tension
quelle prsente ses bornes
son courant nominal. La formule employer est la suivante :
R= (Ualim-Uled)/Iled
R : est la valeur (en ohms) de la rsistance qui limitera le
courant dans la LED ;Ualim : la tension disponible (en volts) ;
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Uled : la chute de tension au borne de la LED(en volt) ;Iled :
le courant devant parcourir la LED (en A).
Remarque :
En gnral, la chute de tension de la LED stend entre 1.8 et 1.4 V
pour les LED
rouges, et de 3 4.2pour les bleus et blanches et un peut plus
pour les vertes. Pour un courant de 20mA traversant la led et
assurant une luminance
maximum on a une d.d.p. VF de 2.0V donc :
R=V/I=(5Volt-2.0Volt)/20mA=150ohm
4) Un buzzer
Un buzzer est un lment lectromcanique ou lectronique qui produit
un son quand onlui applique une tension. Certains ncessitent une
tension continue (buzzers lectro-mcaniques), dautres ncessitent une
tension alternative (transducteurs pizo-lectrique).[rf5]
Buzzer pizo-lectrique avec oscillateur intgrIl s'agit simplement
de l'assemblage dans un mme botier, d'un transducteur pizo-
lectrique et d'une lectronique de commande (gnrateur de signal
rectangulaire). Le touts'alimente alors avec une simple tension
continue, gnralement comprise entre 3V et 20V, etrequiert un
courant compris entre 10 mA et 30 mA (la consommation du buzzer
dpendprincipalement de la tension utilise). La mise en uvre d'un
tel buzzer devient donc aussi
facile qu'avec un buzzer lectromcanique.
Figure 19 : buzzer pizo-lectriqueCertains buzzers "lectroniques"
avec oscillateur intgr, produisent un son continu,
alors que d'autres produisent un son entrecoup (hach).Le buzzer
dans le module a la sortie un signal sonore. [rf.5]
En rassemblant les 4 schmas blocs nous obtenons le schma suivant
:
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Figure 20 : Le schma global du montage
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Savoir que l'on sait ce que l'on sait; et savoir que l'on ne
sait pasce que l'on ne sait pas: voila la vritable
science!!.....CONFICIUS,dictrine,le lun-yu
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La ralisation
La figure 22 reprsente le schma lectronique global de notre
ralisation. Le logicielEAGLE Version 4.16 nous a permis dobtenir le
schma du circuit imprim figure 23.
Le perage de la plaque sest fait avec une mche de 0.8 mm.
La procdure dimplantation des composants est comme suit :
Souder dans un premier temps ; les rsistances, la diode, le
support du circuit intgrs, lebuzzer, les borniers, les
condensateurs et terminer par le transistor, le rgulateur, les LED
et lerelais.
La figure 24 nous montre le circuit imprim face composants.
Pour la programmation du PIC nous avons utilise le logiciel
MICRO BASIC Version 5002.
Figure 21 : Schma lectrique de la serrure code
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Figure 22 :Circuit imprim
Figure 23:Circuit imprim face composants
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Figure 24 :photo du montage
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Nomenclature
Rsistances :
R1, R2 :370 R3 :1 K
Condensateurs :
C1 :100fC2 :10f
Diode :
D1 :1N4007
Transistor :
T1 :BC546
Circuit intgr :
IC1 : PIC 16F628
Relais :
1RT 12V
Support de CI :
1 support tulipe 18broches
Barrette :
1 connecteur pour le clavier
Divers:
REG : rgulateur de 5vLED : 3*LED lectroluminescentes 5mm (rouge
et verte et jaune)3 borniers vis pour le circuit imprim.
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Conclusion :
Lobjectif de notre travail a pour but de raliser une serrure
programmable utilisantun clavier numrique. Pour cela, nous sommes
passs par les tapes suivantes :
-conception de lensemble du circuit lectronique ;
-conception du circuit imprim ;-implantation et soudure des
composants sur le circuit imprim;-programmation du PIC 16F628 avec
un programmateur des
microcontrleurs ;
-tests de diffrentes tapes de la programmation pour vrifier et
ajuster larponse du systme ;
-essai de lensemble du montage.
Il faut signaler que parmi les diffrentes tapes de conception et
de mise enuvre, la plus dlicate et la plus importante phase
concerne la programmation du PIC 16F628parce quelle ncessite des
langages de programmation complexes que nous ne maitrisions
pas et auxquels nous avons d nous initier partiellement.En
effet, durant la mise en uvre du mini projet, nous avons pu
constater le rle
majeur du microcontrleur de type PIC 16F628 dans la ralisation
de la serrure lectronique.Au vue des rsultats obtenues et les tests
les confirmant (test labo/test de contrle
pratique), nous pouvons dire que dans la serrurerie lectronique
lutilisation dumicrocontrleur PIC 16F628 donne satisfaction tant
sur le plan thorique que dans le domainede la mise en uvre pratique
du montage.
Il faut cependant prciser quune amlioration du systme dans son
volet scurit
peut tre envisage en dveloppant une programmation plus fine du
PIC16F628.Ce type de ralisation peut tre utilis dans tous systme de
scurit ncessitant un
code pour son activation.
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Bibliographie :
[rf .1].- www.Bignoff.com
[rf .2] : le Livre sur LE PIC 16F628 :Lessentiel par Glod
Alexandre.
[rf.3] :www.transistor bc547.html.
[rf.4] :www.electronique_theorie_relais.html.
[rf.5] :www.electronique_theorie_buzzers.html.
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Programme du PIC 16F628 :program SERRUREsymbol LV =
porta.1symbol LR= porta.2symbol BZ = porta.3symbol RL =
porta.0symbol tmp =delay_ms(700)symbol bip =delay_ms(20)dim
cnt,C1,C2,C3 as bytedim code as byte[4]dim Pr,Ov,Et as booleandim
V1,V2,V3,V4,Al asbytedim D as integersub procedure CLAVIERdim i,a
as byteportb=$0Fportb.6=0portb.5=1portb.4=1for i =0 to 10
delay_ms(1)a= portba=a and $0Fif a $0F thenC1=
abz=1bipbz=0select case C1case %0001110
Pr=1
case %0001101
code[cnt]=9inc(cnt)case %0001011code[cnt]=6inc(cnt)case
%0000111
code[cnt]=3inc(cnt)end select
delay_ms(200)end ifnext i
portb=$0Fportb.6=1portb.5=0portb.4=1for i =0 to 10
delay_ms(1)a= portba=a and $0Fif a $0F thenC2= a
bz=1bipbz=0select case C2
case %0001110code[cnt]=0inc(cnt)case %0001101
code[cnt]=8inc(cnt)case %0001011code[cnt]=5
inc(cnt)case %0000111
code[cnt]=2inc(cnt)end selectdelay_ms(200)end ifnext i
portb=$0Fportb.6=1portb.5=1portb.4=0for i =0 to 10delay_ms(1)a=
portba=a and $0Fif a $0F thenC3= a
bz=1bipbz=0select case C3case %0001110
Ov=1case %0001101
code[cnt]=7inc(cnt)case %0001011code[cnt]=4inc(cnt)case
%0000111
code[cnt]=1inc(cnt)end selectdelay_ms(200)
-
end ifnext i
end subsub procedure VERIFif code[0]=V1 then
if code[1]=V2 thenif code[2]=V3 thenif code[3]=V4 thenif Pr=1
then
cnt=0doCLAVIERloop until cnt > 3
V1=code[0]V2=code[1]V3=code[2]V4=code[3]
Eeprom_Write(0,V1)delay_ms(50)Eeprom_Write(1,V2)
delay_ms(50)Eeprom_Write(2,V3)
delay_ms(50)Eeprom_Write(3,V4)
delay_ms(50)Pr=0lr=0
tmp
lr=1
tmp
lr=0
tmp
lr=1
tmp
lr=0
tmp
lr=1
tmp
lr=0bz=1bipbz=0lv=1
rl =1
delay_ms(2000)Ov=0rl=0
lv=0Al=0
D=0else
bz=1bipbz=0lv=1
rl =1
delay_ms(2000)rl=0lv=0
Al=0D=0
Ov=0Pr=0
exit
end ifelse
inc(al)end if
else
inc(al)end if
else
inc(al)end if
else
inc(al)end ifOv=0cnt=0
code[0]=0code[1]=0code[2]=0code[3]=0end submain:
cmcon=7
trisa=0
option_reg=0trisb=%10001111portb=0cnt = 0
lv=1
tmp
lv=0lr=1
tmp
lr=0
bz=1bipbz=0cnt=0
Pr=0Ov=0
D=0Al=0
Et=0code[0]=0code[1]=0
-
code[2]=0code[3]=0
V1=eeprom_read(0)delay_ms(50)
V2=eeprom_read(1)delay_ms(50)
V3=eeprom_read(2)delay_ms(50)
V4=eeprom_read(3)delay_ms(50)
while TRUE
if D > 1500 thenD=0
code[0]=0
code[1]=0code[2]=0code[3]=0cnt =0
else
inc(D)end ifCLAVIERif Ov then
VERIF
end ifif cnt > 3 then
cnt=0
end if
if Al > 3 thenEt=not Et
if Et then
bz=1else
bz=0end if
end ifif Pr=1 then
lr=1
end ifwend
end.
