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Chatire lectroniquePPE 2010-2011
Sommaire
I/. Prsentation gnrale II/. Partie mcanique III/. Partie lectronique IV/. Conclusion
Prsentation gnrale
Pour la production de notre systme, nos objectifs principaux taient les suivants :
Produire un systme usage domestique Permettre un chat des alles et venues entre deux espaces spars par une porte ou une cloison sans intervention extrieure Dtecter le chat grce la technologie RFID (Radio frequency identification)
Prsentation gnrale
Nous avons choisi plusieurs critres pour nous encadrer dans notre projet afin de ne pas driver. Les plus pertinents taient les suivantes : Comment permettre une ouverture de porte scurise ? Comment produire une chatire de taille raisonnable ? Comment avertir l'utilisateur des alles et venues du chat ? Comment permettre l'utilisateur de choisir son mode de fonctionnement ?
Prsentation gneralePourquoi produire un tel systme ?
Pour bien concevoir un produit, il faut connatre la raison de son existence. Pour la chatire les raisons retenues sont les suivantes : Le chat est un animal rpandu que lon trouve dans de nombreuses maisons. Simplifier la vie du propritaire. Donner plus de libert et d'autonomie au chat.
Prsentation gnerale
La russite d'un projet est li l'organisation du groupe; il ne fallait donc pas la ngliger. Nous avions choisi de ne pas avoir de rle fixe. Ce choix s'est rvl mauvais car le groupe a manqu de coordination. La solution des binmes a t envisage pour continuer le projet. Les groupes retenus ont t les suivants : Damien et Alexandre partie mcanique David et Romain partie lectronique.
Prsentation gneraleDepuis le dbut du projet, nous avons utilis de multiples outils. Solidworks : pour la modlisation et la conception MotionWorks : pour la simulation Un IDE : pour la programmation de la carte Arduino Flowcode : pour la programmation de PIC ISIS : pour le cablage Google document : Pour les diffrents compte rendus TeamSpeak : Pour les brainstorming
Partie mcaniqueRecherche tude de march Dure de fonctionnement Dimensions 25*25*7 cm
Conditions respecter Couple faible Ouverture en 0,4s Course crmaillre : 38,04 mm On nglige les forces de frottements
Plusieurs solutions retenues
Partie mcaniqueStyle d ouverture Rotation Scurit Choix du mode Installation
Peut blesser le chat Peut blesser le chat Ne blesse pas le chat
Impossible
Simple
Verticale
Impossible
Compliqu
Avec verrou
Possible
Simple
La solution choisie est donc Avec Verrou
Partie mcanique Description de la solution choisie : Ensemble pignon/crmaillre pour fermer le verrou Prsence de 2 ensembles Permet le choix du mode
Le moteur Comment le dimensionner :On a : Temps de dploiement : 0,4s Distance de dplacement de la crmaillre : 38.04mm On calcule : Vitesse linaire de dplacement de la crmaillre Vitesse de rotation du moteur (avec V=W.R) Conversion en tr/min On trouve : 181.6 tr/min
Partie mcaniqueMoteur choisie : PSE 371-8Caractristiques Vitesse de 180tr/min Alimentation sous 24V Intensit : 2A Couple : 1 N.m
On ajoute un pignon moteur de 5mm de rayon
Partie mcaniqueFonctionnement
Voici donc le fonctionnement du systme mcanique modlis et simul sous Solidworks et Motionworks.
Partie lectroniqueSommaire
a) RFID b) Programmation c) Commande des moteurs
Partie lectroniquea) RFID
Radio Frequency IDentification
Rcuprer des donnes d'une puce grce un lecteur Produit trs rpandu dans le monde Utilit ? Remplacera le tatouage d'ici deux ans Dtection fiable
Partie lectroniqueNotre RFID : MK179Alimentation :
12V 100 mA Dtection : Frquence : 20Mhz Courte porte Pntre bien les objets Sortie: Fermeture d'un interrupteur on/on
ProgrammationIntroduction l'ArduinoArduino est une carte lectronique possdant un microcontrleur programmable. Nous avons choisi de l'utiliser pour plusieurs raisons :
Sa simplicit d'utilisation Un langage dj connu par plusieurs d'entre nous Vastes possibilits d'utilisation Arduino est "Open-source" Les nombreux "shields"
ProgrammationNotre ArduinoPour notre systme, nous avons choisi l'Arduino Duemilanove. Celui-ci est bas sur un microcontrleur ATmega 328. Les caractristiques de celui-ci sont les suivantes : Une alimentation 9V ou par liaison USB 14 broches pouvant tre configures en entre ou sortie 6 broches rserves aux entres analogiques Nous avons galement opt pour un shield thernet.
ProgrammationLes modesPour rappel, une de nos problmatique tait : Comment permettre l'utilisateur de choisir son mode de fonctionnement ? Nous avons choisis pour cela deux interrupteurs configurs de la manire suivante :
Ce qui nous donne le tableau suivant :0 0 1 1 0 1 0 1Cot extrieur et intrieur bloqus Cot extrieur dbloqu, cot intrieur bloqu Cot extrieur bloqu, cot intrieur dbloqu Cot extrieur et intrieur bloqus Mode bloqu Mode sortie seulement Mode entre seulement
Mode dbloqu
ProgrammationPrsentation du rseau social Twitter
Dfinition du site : Outil de rseau social et de microblogging qui permet l'utilisateur d'envoyer de brefs messages, appels tweets, sa communaut.
ProgrammationFonctionnement Programme et Twitter
Explication du fonctionnement Justification sur le code : Remplacement des capteurs par une variable Rsultat en vido
Commande des moteursConditions respecter : Permettre la commande des moteurs dans les deux sens. Ne pas endommager les moteurs (2A/24V).
Solution : Pont de transistor
2N2646
Caractristiques 2N2646 : Type NPN Ie = 2A maxi Veb2 = 30V maxi.
Respect des conditions : Veb2 = 24-5 = 19V Ie = 40mA
2N2646
Pourquoi ce transistor?On a : 5V et 40mA en sortie de lArduino. Un moteur de 24V et de 2A. Conditions de saturation (datasheet) : Ie = 40mA Veb1sat = 3.5V Vb2b1 = 10V Coefficient damplification : Ib2 = B.Ie B = Ib2/Ie = 2/0.04= 50
Cblage final
ConclusionEn conclusion, nous pensons avoir produit le systme demand et rpondu nos objectifs. De ces nombreuses heures de travail, nous en avons retir plusieurs choses essentielles : Le travail en quipe (changes d'ides) L'utilisation de logiciels de communication pour apronfondir le travail en quipe (Google Docs, Teamspeak) Le perfectionnement de plusieurs logiciels (Solidworks, ISIS, Flowcode) Dcouverte de nouveaux systmes (Arduino) Mener terme un projet Le rsultat est qu'a la suite de 4 mois de projet, nous avons russi cerner tous ses aspects et produire, dans la limite du temps impos et dans les moyens dont on disposait, un prototype de la chatire. Cette version peut tre facilement ralisable et ce pour un prix de conception attractif de mme que son prix de vente. Le produit peut-tre perfectible.
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