Poursuite de de Maximum d'Eclairage

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    06-Jul-2015

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Ecole Polytechniques de Tunisie

Module : applications base de microprocesseur

Rapport du mini projet :

POURSUITE MAXIMUM DECLAIREMENT

Ralis par les lves ingnieurs :

Haythem SAKKA Abdelkarim AMMARI

Anne universitaire : 2010-2011 1

Table de matires

1. 2.

Fonctionnement du dispositif ralis .......................................................................................................4 Commande du moteur .............................................................................................................................5 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. Les moteurs pas pas .......................................................................................................................5 Avantages des moteurs pas pas .....................................................................................................5 Les types de moteurs pas--pas ........................................................................................................5 Moteur..............................................................................................................................................6 Pilotage des moteurs pas pas : .......................................................................................................6 Schma lectrique : (Voir Annexe) ....................................................................................................7

3. 4. 5.

LDR et conversion analogique/numrique ...............................................................................................9 Photorsistance (LDR) ..........................................................................................................................9 Conversion analogique numrique ..................................................................................................... 11 Transformation de la rsistance en une tension ................................................................................. 11 Conversion.......................................................................................................................................... 12 Programmation ...................................................................................................................................... 13 Carte lectronique .................................................................................................................................. 16

Annexe ........................................................................................................................................................... 18

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Introduction

Certains systmes lectroniques sont autonomes nergtiquement, et sont aliments par des batteries. Pour maintenir le niveau de charge de ces batteries, des cellules photovoltaques transforment lnergie solaire en nergie lectrique. Pour optimiser cette fonction, il est intressant dorienter le panneau de cellule, toujours dans la direction du maximum dclairement, et ceci automatiquement, en fonction des variations dclairement. Cest lobjet de ce mini projet, ralis dans le cadre du module : Applications base de microprocesseurs . Une LDR (Light Dependent Resistor) fournit un signal analogique trait par un microcontrleur. Cette LDR est solidaire dun support tournant coupl un moteur pas pas. Aprs traitement des donnes, le programme commande le moteur pour positionner le capteur dans la direction la plus favorable. Dans le rapport prsent, nous prsentons, en premier lieu, le fonctionnement du dispositif ralis. Ensuite, nous analysons les units fonctionnelles en prsences. Finalement, on montre limplmentation logicielle et matrielle du travail.

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1. Fonctionnement du dispositif ralisLe travail consiste balayer 360 en prenons une capture de lintensit de lumire toutes les 7,2. Aprs traitement, le programme commande le moteur pour positionner le capteur dans la direction la plus favorable. Position initiale : Capture de lintensit lumineuse. Commander le moteur pour tourner de 7,2.

Position suivante : Capture de lintensit lumineuse.

Traitement : Si nouvelle valeur est suprieur lancienne valeur du ma maximum alors marquer comme maximum.

Rpter les tapes 50 fois. (Retour la position 0) Ramener le dispositif la position correspondante la valeur maximale dintensit lumineuse.

Donc, le travail peut tres subdivis en deux modules fonctionnels importants : La commande du moteur Lacquisition de donnes 4

2. Commande du moteur2.1. Les moteurs pas pas Les moteurs pas--pas, galement connus sous le nom de "stepping motor", peuvent tourner et sarrter avec une prcision de lordre du centime de millimtre. Cette trs grande prcision et leur fiabilit les prdestinent tre utiliss dans de nombreux appareils lectroniques comme, par exemple, les lecteurs de disquettes pour la recherche des pistes, les imprimantes et les traceurs pour le dplacement du chariot, les photocopieuses pour lagrandissement, ainsi que dans diffrents robots industriels. 2.2. Avantages des moteurs pas pas Vitesse constante Contrairement aux moteurs courant continu qui ralentissent quand on augmente le couple appliqu sur l'axe, le moteur pas pas avance d'un pas chaque oscillation de l'horloge qui pilote l'lectronique. Elle est indpendante du couple appliqu sur l'axe du moteur pas pas. lectronique plus simple Les moteurs courant continu et synchrone peuvent tourner sans lectronique de contrle alors que le moteur pas pas ncessite un circuit de commande. Cependant, pour obtenir une vitesse constante, l'lectronique ncessaire aux moteurs courant continu et synchrone est plus complique que celle utilise pour les moteurs pas pas. Basse vitesse de rotation Les moteurs pas pas peuvent rester immobiles avec un couple sur leur axe et n'avancer d'un pas que lorsque l'horloge l'ordonne. Cela permet de tourner trs lentement en contrlant la vitesse ce qui n'est pas possible avec les moteurs courant continu et synchrones. 2.3. Les types de moteurs pas--pas Les moteurs pas--pas peuvent tre de type bipolaire ou unipolaire : Les moteurs bipolaires sappellent ainsi car, pour faire tourner laxe, il faut inverser la polarit de lalimentation de leurs bobines, selon une squence bien prcise (voir figure 8). Ces moteurs se reconnaissent aisment aux 4 fils qui sortent de leur corps (voir figure 4). Les moteurs unipolaires sappellent ainsi car, ayant un double enroulement, il nest pas ncessaire dinverser la polarit dalimentation. Ces moteurs se reconnaissent aux 5 ou 6 fils sortant de leurs corps (voir les figures 5 et 6). Les moteurs bipolaires sont plus courants car, puissance gale, ils sont de plus petites dimensions que les unipolaires. Cest pour cette raison que lon prfre utiliser les bipolaires lorsque lon rencontre des problmes despace dans un appareil.

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2.4. Moteur Caractristiques :

Tension: 12 V Rsistance des enroulements: 75 ohms 200 pas/tour

Dterminer le cblage : Il suffit de mesurer la rsistance entre chaque fil pour dterminer les enroulements qui y sont relis. Dans cet exemple:

75 ohms entre 1 et 2, 150 ohms entre 1 et 3, rsistance infinie entre 1 et 4.

Schma lectrique d'un moteur pas pas unipolaire

2.5. Pilotage des moteurs pas pas : Le premier problme auquel nous sommes confronts, cest le pilotage dun moteur pas--pas. Ayant entre les mains des moteurs munis de 4 fils, voire de 5 ou 6, beaucoup ignorent comment les relier et avec quelle tension les alimenter. Pour mieux expliquer comment on procde pour faire tourner laxe dun pas, analysons un moteur thorique muni de 4 bobines excitatrices seulement (voir figure 1), excites par un seul aimant.

Figure 1

Si on applique une tension sur les deux bobines A-A, laimant sera attir vers ces deux bobines, et on obtiendra alors la rotation dun pas (voir figure 1-A). Si on retire la tension des deux bobines A-A pour lappliquer sur les bobines BB, laimant sera attir vers ces deux bobines et on obtiendra alors la rotation dun autre pas (voir figure 1-B). Si on applique la tension sur les bobines A-A, mais avec une polarit inverse, laimant sera alors attir vers ces deux bobines et on obtiendra alors un autre pas de rotation (voir figure 1-C). Pour obtenir encore un autre pas de rotation, on devra appliquer une tension de polarit inverse sur les bobines B-B (voir figure 1-D). 6

Donc, pour faire effectuer un tour complet laxe du moteur, on devra appliquer de faon squentielle une tension sur les bobines A-A, puis sur les bobines B-B, puis nouveau, mais avec une polarit inverse, sur les bobines A-A et sur les bobines B-B. Plus le nombre daimants prsents sur le rotor et de bobines prsentes dans le stator sera important, plus grand sera le nombre de pas ncessaires pour faire effectuer un tour complet laxe du moteur. 2.6. Schma lectrique : (Voir Annexe) Le schma lectrique reprsent en Annexe, contient deux tages. La partie en haut, et qui utilise les deux circuits intgrs L297 et L298, est le circuit de puissance qui sert faire sortir des bornes A-A et B-B les combinaisons ncessaires pour faire tourner nimporte quel type de moteur pas--pas. La partie en bas, et qui utilise le microcontrleur PIC 16F877, sert envoyer au circuit intgr L297 les impulsions dhorloge (un signal PWM) pour faire tourner le moteur diffrentes vitesses.

Nous commenons la description de leur fonctionnement avec la partie en haut, o le premier circuit intgr que lon trouve est un L297 et construit par SGS-Thomson. Ce circuit intgr, grce une logique interne, prsente sur ses sorties 4, 5, 6, 7, 8 et 9 toutes les combinaisons ncessaires pour piloter les couples de bobines A-A et B-B. Ces sorties contrlent le pilotage et le sens de rotation du moteur pas--pas, tandis que les broches 14 et 13 sont utilises pour contrler le courant maximal pouvant tre abs