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Réalisation Pratique

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Serrure de sécurité

numérique à 3

caractères

Application sur une porte de maison

Réalisé par: Bouiche Hachemi 06/08/2010 Tous droits réservés © 2010

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Table des matières

I. Introduction

II. Diagramme Du Projet

III. Alimentation

IV. Compteurs – 74HC4518

V. Décodeurs DCB-7 segments – 74HC4511

VI. Afficheur 7 segments - Cathode commune

VII. Branchement de 3 afficheurs numériques

VIII. Comparateur - 7485

IX. Schéma principal

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I - Introduction

Dans cette réalisation, on va vous présenter une serrure de sécurité numérique à 3

caractères, c’est le système de sécurité le plus basique, vous trouverez ainsi le rôle de chaque

composent qui se trouve dans cette réalisation.

Vous vous demandez bien, ou peut-on utiliser ce genre de montage !, ce principe de sécurité

est le plus utilisé de nos jours, on les trouve souvent dans des coffres fort, banques…etc, et

même chez vous, ou vous pouvez sécuriser la porte de votre maison pour le verrouillage et

déverrouillage, ce qui est le cas dans cette réalisation.

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II - Diagramme Du Projet

Afficheurs Numériques

7 Segments

Décodeurs

74HC4511

Compteurs

74HC4518

Boutons

Poussoir

Alimentation 5V

Comparateur

7485

Moteur

Pas à pas

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III – Alimentation

Tous les circuits intégrés qu’on a utilisés dans notre projet fonctionnement sous une

tension de 5V (Technologie TTL), pour cela on a pensé à réaliser la partie Alimentation pour

avoir une régulation de 5V de tension. La carte peut être alimentée par une batterie 9V ou un

transformateur externe.

Le régulateur utilisé est le LM7805, il peut avoir à son entrée (Input) une tension de 5V

jusqu'à 24V max (on a utilisé une batterie de 9V), et la tension de sortie (Output) reste fixe de

5V.

Les deux capacités C1=330nF et C2=100nF sont fixés par le constructeur pour minimiser

les bruits.

La diode D1 a pour rôle de ne pas avoir un courant inverse vers la batterie.

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IV - Compteurs – 74HC4518

Fonctionnement d’un compteur binaire modulo 16 :

Un compteur binaire est constitué de bascules, dans notre cas, on a utilisé 4 bascules pour

un seul compteur afin d’avoir 4 codes binaire (modulo 16), pour bien voir, le tableau suivant

montre la conversion du code binaire en décimale :

Binaire Décimale

0000 0

0001 1

0010 2

0011 3

0100 4

0101 5

0110 6

0111 7

1000 8

1001 9

Principe de fonctionnement, c’est quand le compteur reçoit une impulsion, le code binaire

change d’état en mémorisant la valeur précédente, par exemple :

- Au repos (sans impulsion) le code binaire du compteur reste toujours à l’état initial

« 0000 ».

- Hors qu’a la présence d’une impulsion, le compteur change d’état de « 0000 » vers

« 0001 » et si on lui donne une autre impulsion, il passe de l’état « 0001 » vers

« 0010 » et ainsi de suite jusqu'à la valeur « 1001 » .

Pour cette raison, on a choisi le compteur 74HC4518.

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Compteur 74HC4518 :

C’est un circuit intégrer qui possède 2 compteurs synchrones sous une tension de 5V, on

aura besoin de 3 compteurs au total (3 afficheurs utilisés), d’ou on a utilisé 2 circuits intégrés

74HC4518.

Diagramme de fonctionnement :

On voit bien qu’il possède 2 compteurs de 4 bits chacun. Maintenant à quoi ressemble le

système logique de ces compteurs !

Diagramme logique :

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Le brochage du 74HC4518 :

PIN NO. SYMBOL NAME AND FUNCTION

1, 9 1CP0, 2CP0 clock inputs (LOW-to-HIGH, edge-triggered)

2, 10 1CP1, 2CP1 clock inputs (HIGH-to-LOW, edge-triggered)

3, 4, 5, 6 1Q0 to 1Q3 data outputs

7, 15 1MR, 2MR asynchronous master reset inputs (active HIGH)

8 GND ground (0 V)

11, 12, 13, 14 2Q0 to 2Q3 data outputs

16 VCC positive supply voltage

Diagramme du timing :

Si on suit les colonnes de ce diagramme, on peut déduire les valeurs binaires en fonction

de Q0, Q1, Q2, Q3, les résultats sont donnés par le tableau suivant :

Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0

Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

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V – Décodeurs DCB-7 segments – 74HC4511

Un décodeur est un circuit numérique qui fait correspondre 2n sorties à n variables binaires

d’entrées, sur lesquelles sont appliquées des variables binaires égales à 1 ou 0.

Dans notre cas, on a utilisé le circuit 74HC4511 qui possède 4 variables binaires d’entrées

et 7 de sorties sous une tension de 5V, il est réalisé spécialement pour les afficheurs 7

segments.

Décodeurs 74HC4511 DCB-7 segments :

Brochage du 74HC4511 :

PIN NO. SYMBOL NAME AND FUNCTION

3 LT lamp test input (active LOW)

4 BI ripple blanking input (active LOW)

5 LE latch enable input (active LOW)

7, 1, 2, 6 D1 to D4 BCD address inputs

8 GND ground (0 V)

13, 12, 11, 10, 9, 15, 14 Qa to Qg segments outputs

16 VCC positive supply voltage

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Diagramme logique :

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VI - Afficheur 7 segments - Cathode commune

La plupart des afficheurs numériques (montres, compteurs….etc.) permettent de

représenter dix chiffres (de 0 à 9), ces symboles sont dessinés au moyen de sept segments

lumineux qui sont des diodes électroluminescentes ou des cristaux liquides, leurs

fonctionnement et limité entre 1.5V à 2V avec une intensité de 16mA à 20mA. Pour cela on a

utilisé des résistances de 220Ω (avec R = (5-1.5)/0.016 = 220Ω) à la sotie des décodeurs afin

de diminuer la tension de 5V vers 1.5V.

Pour l’affichage, certains de ces sept segments ne sont pas apparents :

13

Table de vérité du décodeur 74HC4511:

BCD d’entrées Segments de sorties Afficheur

D C B A a b c d e f g

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

VII – Branchement de 3 afficheurs numériques

Dans le schéma suivent sera présenté le branchement de 3 compteurs numériques

indépendants.

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Vous voyez bien qu’on a réalisé 3 compteurs indépendants, si on appuie sur le premier bouton

poussoir on aura le fonctionnement du premier afficheur, le deuxième et le troisième bouton

pareil, donc on peut conclure qu’on peut manipuler les 3 chiffres en composant notre propre

code décimal.

Maintenant, pour recevoir l’information des 3 afficheurs, on rajoute un autre composant pour

comparer le code introduit avec le code qu’on veut comparer, donc c’est un comparateur 7485

de 4 bits, en tous, on aura besoin de 3 comparateurs, chaque comparateur correspond à un

compteur.

VIII – Comparateur - 7485

La comparaison de 2 nombres binaires A (AO, A1, A2 ... An) et B (BO, B1, B2 ... Bn)

s'effectue dans de nombreuses opérations. On peut simplement demander une détection

d'égalité ou bien savoir si le nombre A est supérieur ou inférieur au nombre B.

Les bits de même rang Ai et Bi des 2 mots à comparer sont analysés par une fonction "OU-

exclusif-NON" pour donner en sortie l'indication d'égalité (e=1) ou de non égalité (e=0). Les

2 mots A et B sont égaux si et seulement si tous leurs bits de même rang Ai et Bi sont égaux.

En conséquence pour obtenir A=B, il suffit de mettre en condition "ET" les différents

résultats.

Ce comparateur possède 3 entrées supplémentaires qui lui permet de tenir compte d'une

comparaison effectuée sur des bits de rang inférieur et de traiter ainsi des mots de longueur

quelconque en mettant en cascade plusieurs circuits. Ces 3 entrées sont appelées : entrée A>B,

entrée A=B, entrée A<B.

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Comparateur 7485 :

Si l'on souhaite que la sortie A=B passe à l'état 1 chaque fois que les deux nombres

binaires sont égaux, il suffit de mettre l'entrée A=B à l'état 1, l'état des entrées A<B et

A>B n'ayant alors pas d'importance.

Si l'on souhaite que la sortie A>B passe à l'état 1 également dans le cas où les deux

nombres binaires sont égaux, il faut mettre l'entrée A>B à 1 et mettre les entrées A<B

et A=B à 0.Dans cette configuration de l'état des entrées A>B, A<B et A=B, la sortie

A>B est à l'état 1 lorsque le nombre binaire A est supérieur au nombre binaire B ou

quand ces deux nombres sont égaux. Elle indique donc si A est « supérieur ou égal » à

B.

De même, en mettant l'entrée A<B à l'état 1 et les entrées A>B et A=B à l'état 0, la

sortie A<B indique si le nombre binaire A est « inférieur ou égal » au nombre binaire

B.

En mettant en cascade deux comparateurs 7485, on peut comparer deux nombres de 8 bits. Il

suffit de relier la sortie A=B du premier comparateur à l'entrée A=B du second et de faire de

même avec les sorties A>B et A<B.

Voyons le principe de mise en cascade de deux circuit 7485 pour comparer deux mots

binaires X et Y de 8 bits chacun (deux octets).

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Les 8 bits de l’octet X sont X0 à X7 (X0 étant le bit de poids faible et X7 le bit de poids forts)

et les 8 bits de l’octet Y sont Y0 à Y7 (Y0 le bit de poids faible et Y7 le bit de poids forts).

Le premier circuit compare les poids faibles de X avec les poids faibles de Y. Le résultat de

cette comparaison est transmis aux entrées A<B, A=B et A>B du deuxième circuit. Celui-ci

compare les poids forts de X avec les poids forts de Y et, éventuellement en fonction du

résultat de la comparaison des bits de poids faibles de X et Y, indique sur ses sorties A>B,

A=B et A<B le résultat de la comparaison des nombres X et Y.

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IX – Schéma principal

Dans notre cas, on a pris le nombre 256 comme code d’accès, le premier comparateur

compare le chiffre 2 avec le premier chiffre introduit, le chiffre 5 pour le deuxième, et le 6

pour le troisième.

Si le code introduit est égale à 256, le moteur pas à pas commence à tourner de 90°

(verrouillage), sinon le moteur ne fonctionnera pas. Pour le déverrouillage, il suffit juste

d’appuyer sur n’importe quel bouton poussoirs et le moteur retourne à sa position initiale.

Quand vous sortez de votre maison, n’oubliez pas de le mettre à zéro (RESET) ^_^

Voila, on a fini cette fois-ci, j’éspere que cela sera utile pour certains, pour toutes questions

ou remarques, veuillez svp me contacter à cette adresse :

aerohache@hotmail.com

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Consultez aussi la réalisation :

« Compteur à afficheur numérique à 3 caractères »

http://dynelectrons.net76.net/pratique.php?d=20

Internet :

www.AllDataSheet.com

Logiciels :

ISIS Proteus v7.2 Pro

Eagle Pro v5.6.0/Eagle 3D