Membres du groupe

SCHNELL Vincent & PIVERT Anthony

 

Présentation du sujet

Durant notre 3ème semestre de notre formation Génie Electrique et Informatique Industrielle (GEII), nous sommes à nouveau amené à réaliser un projet. Nous avions le choix entre différents sujets qui concernait soit le domaine de l’automatisme, soit le domaine du réseau industriel. Nous devions choisir 1 sujet de chaque domaine. Nous avons été reçu sur notre 2ème vœu qui est Modbus TCP.

Cahier des charges

diagramme « bête à cornes » :

 

 

diagramme « pieuvre » :

 

 

Tableau présentant la fonction principale et les fonctions contraintes :

 

Gestion du projet

 

• Faire fonctionner dans un premier temps une lampe (1.7 A)
• Programmer l’interface
• Etude pour la fabrication d’une carte de puissance
• Réalisation de la carte de puissance
• Faire fonctionner feux de brouillard arrière, feu de plafond, phare, clignotants, ventilateur0, feux de freins
• Activer ces composants à partir d’une interface avec des boutons
• Interfaçage, fixations et câblages

 

Réalisation de la carte de puissance :

Avant de réaliser la carte, il fallait déjà connaître les caractéristiques des lampes, et en fonction choisir les composants qui correspondent. Donc il a fallu tester les feux.

Ci-après se trouve une image résumant les tests des différents feux, et le tableau comportant toutes les valeurs trouvées :

Feu avant                                                                                                                        Feu anti-brouillard arrière

 

 

Ces tests nous ont permis de voir l’intensité maximum qui devra traverser la carte et donc adapter la carte pour cela.

Pour la réalisation de cette carte, nous avons besoin : 3 borniers de 2, 2 borniers de 3, 2 diodes (de roue libre) « classiques », 2 relais et de 2 fusibles. Ensuite, la réalisation de cette carte se fait en 2 temps : premièrement, il s’agissait de réaliser la carte sur le logiciel Kicad et deuxièmement de la fabriquer.

L’étape Kicad se fait en 3 étapes ; il faut réaliser le schéma, créer la netliste associé pour enfin s’occuper du pcb. Le schéma que j’ai créé sur Eeschema est le suivant :

J’ai du changé le module du relais car il ne correspondait pas au mien. Par simplification, j’ai fait la moitié du schéma, et j’ai copier/coller pour avoir un schéma bien aligné et pour bien s’y retrouver. Avec ce schéma, j’ai généré la netliste qui suit :

A l’aide de cette Netliste, j’ai ouvert pcbnew. J’ai changé l’empreinte du fusible et des relais pour qu’ils correspondent aux tailles de mes composants.

Fusible : 

Relais :

Une fois les composants bien disposés sur la carte, je pouvais créer les pistes. Un détails mais pas des moindres, toutes les pistes ne seront pas de la même taille puisqu’elles conduiront des courants différents. Ci-après se trouve le pcb de la carte de puissance.

La difficulté se trouve surtout dans la taille des pastilles et des trous puisque les pattes des composants doivent rentrer dans les trous.

 

Après quoi, il suffit d’imprimer le pcb en faisant apparaître les trous, les pastilles, les pistes et de bien vérifier que les trous ont la bonne taille et le bon espacement par rapport aux composants. Une fois fait, je suis passé à la fabrication de la carte.

Ma carte faisant à peu de chose près 10cm sur 10cm, j’ai pris un circuit imprimé et je l’ai coupé pour avoir les dimensions précédentes. Ensuite les étapes s’enchainent ; il faut graisser le dos de la feuille imprimé, placé la feuille ainsi que le circuit imprimé (démuni de son scotch bleu) aux UV en faisant bien attention d’être bien sur le circuit et j’ai mis une insolation d’une durée de 2’40 », j’ai passé la carte au révélateur puis dans la machine afin que la carte ne conserve que les pistes et les pastilles, et enfin passé la carte à l’étamage. On finit par faire les trous et les soudures en respectant le schéma. Et voila la carte de puissance!

Ici les images correspondants aux différentes étapes dans l’ordre chronologique :

 

 

Maintenant que la carte de puissance est créé, image suivant :

 

Il s’agit donc de la tester afin de vérifier qu’elle est fonctionnelle et qu’elle correspond aux attentes.

                                                

Programmation:

On a dû réaliser un programme pour faire une démonstration du projet à l’aide de l’automate qui pourra activer les sorties que l’on à programmé.

Automates :

 

Ensuite on pouvait commander ces sorties sur un IHM (Interface Homme-Machine)

 

IHM:

 

 

Voici le programme qui nous a permis de réaliser la fonction clignotant d’une voiture.

Comme vous pouvez le voir le programme est sur une sortie que l’on alterne entre TRUE (vrai) et FALSE (faux) avec d’avoir le clignotant. Le seul inconvénient était la vitesse de clignotement. Pour subvenir à cet inconvénient on à régler la vitesse du compteur qui réglait l’action entre le TRUE et le FALSE. On a du pour cela changer le temps de cycle du CPU  qui était de 1000 ms. On l’a divisé par deux pour avoir un clignotant optimal donc 500 ms.

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Continuité du projet au semestre 4

 

 

Au semestre 4, nous avons eu la chance de pouvoir continuer notre projet afin de le finaliser entièrement. Le but étant de commander tous les feux.

Nous avons commencé par la duplication de la carte initiale, et nous en avons fait 5 autres en suivant le même procédé.

Exemple de l’étape des UV.

Après tous les perçages et les soudures réalisés, nous nous sommes occupés du câblage en suivant le schéma suivant:

 

Ensuite nous avons améliorer l’interface en fonction. En effet, en rassemblant les feux par catégorie par le câblage, nous avons fait de même sur l’interface. Par contre, nous avons reçu qu’une partie de la dernière commande, ce qui a pour effet qu’on ne peut pas commander tous les catégories de feux comme les feux de position par exemple.

Notre professeur M. Mercklé nous a aussi procuré une batterie plus puissante qu’au semestre 3. En effet, auparavant nous étions limité à 6 ampères, et désormais nous sommes limités à 10 ampères ce qui nous permet d’allumer 2 catégories de feux en même temps au maximum (à part les feux de brouillard, car il y a 3 feux dans cette catégorie).

Du coté logiciel on à réaliser u ne fonctionnalité dédier au phare : l’appel de phare du programme que vous trouverez ci dessous:

Partie Lampe

Dans cet partie on a du mettre en place des lampes avec un automates wago qui les commandes.

                                                

On a mis en place l’automates wago on a du régler les sorties relais(en rouge) qui était en tout ou rien (0 1) et les sortie analogiques(en bleu) on était plus compliqué à mettre en oeuvre car il fallait trouver les tensions de commande qui sont de 0V à 10V. Et sur l’automates il sont codés sur 12 bits , cet sortie analogique nous sert pour faire varier l’intensité des ampoules. Sur l’IHM on a mis une nouvelle page dédier à cet automates avec des sliders qui permette de régler l’intensité des ampoules à distance .

 

 

 

Conclusion

Nous sommes arrivés à finaliser ce projet. Un projet est toujours intéressant et celui ci n’a pas fait exception. En effet, en tant que Technicien Supérieur nous devrons aussi savoir comment dimensionner, modéliser et réaliser une carte de puissance devant répondre aux besoins et pouvant faire face aux contraintes, programmer un automate et un interface, mettre en oeuvre une maquette, câbler et fixer. Malheureusement on a pas pus aboutir la fonctionnalités des lampes par manque de temps mais on a réaliser plus de la moitié du travail sur cette partie.Nous tenons à remercier nos professeurs, notamment M. Merckle, notre tuteur, pour avoir répondu à nos différentes questions, pour nous avoir conseillé et guidé.