Cours:ProjetsDomotique2020

Le contenu de ce site est susceptible d'être complété pendant toute la durée du projet, il est donc conseillé de le consulter régulièrement

Projet Domotique

Le projet consiste à réaliser un ensemble de cartes électroniques destinées à des applications domotiques. Il se déroulera en deux phases : les Etudes et Réalisations (M2202) du second semestre et le Projet de l'Inter-semestre (M2203).

Projet tuteuré

L'objectif du projet tuteuré est de faire l'étude du projet global : du cahier des charges, analyse fonctionnelle, recherche et comparaison de solutions pour les capteurs et les actionneurs, schémas électroniques.

Projet Inter-semestre

Il sera consacré à la mise en oeuvre et au test des fonctions électroniques qui auront été retenues après l'étude comparative des solutions.

Les montages seront simulés sur TINKERCAD et utiliseront principalement des circuits intégrés numériques (pas de microcontrôleur ni de carte Arduino.

Les fonctions

Les fonctions que vous pourrez utiliser seront intimement liées aux composants qui sont disponibles sur Tinkercad. Voici une liste non exhaustive de fonctions que vous pourrez être amenés à utiliser:

- convertir un signal analogique en un signal numérique
- convertir un signal numérique en un signal analogique
- convertir une grandeur physique (force - poussée / température / lumière ...) en une grandeur électrique (analogique / numérique / binaire)
- convertir une grandeur électrique (analogique / numérique / binaire) en une grandeur physique (déplacement / chaleur / lumière / son ...)
- adapter ( amplifier / inverser / mettre en forme ...) une grandeur analogique
- transcoder une grandeur numérique (changer de type de codage)
- comparer (des signaux analogiques / des signaux numériques)
- mémoriser (une tension / une valeur numérique)
- décoder un signal numérique
- générer une base de temps (un signal qui représente le temps)
- temporiser

Schémas de principe

Les schémas ci-dessous représentent les schémas de principe des principales fonctions du projet. Vous serez probablement amenés à les adapter à votre cahier des charges.

Représentation du temps **

A = action(s) manuelle(s) permettant de définir une plage horaire

B = référence 'plage horaire'

Commande par clavier *

A = action(s) manuelle(s) (sur clavier)

B = validation (des fonctions suivantes)

Comparaison de deux signaux ***

A = grandeur physique	B = réglage (manuel) de la consigne
a = mesure	b = consigne	d = résultat de la comparaison

Affichage d'informations *

H = information d'état

J = information visuelle

exemple : position des volets :

A = position haute atteinte

B = position basse atteinte

C = montée en cours

D = descente en cours

Commande des actionneurs *

A = auto/manu	B = référence 'plage horaire' pour mode auto
C = commande (mode auto)	D = commande manu	E = sécurité(s) pour actionneur()s
F = commande actionneur(s)	G = information(s) sur l'état de fonctionnement

Réalisation de fonctions spécifiques

Comparaison de deux mots

Pour comparer deux mots binaires A et B on utilise un composant qui effectue une soustraction (numérique). Tant que le résultat est positif cela signifie que A > B . Si le résultat est nul alors A = B , si il est négatif alors A <B. Dans Tinkercad il n'y a pas de soustracteur... Il faudra en fabriquer un à partir d'un additionneur 4 bits 74HC283. ( structure d'un soustracteur / additionneur)

Représentation du temps

Pour représenter le temps qui s'écoule, on prendra un compteur numérique.

• 74HC93 compteur binaire sur 4 bits. attention il doit être cascadé (chercher sur internet)
  

Conversion numérique/ analogique

Il n'existe pas de CNA tout intégré sur Tinkercad, le plus simple sera d'utiliser un réseau de résistance de type R/2R (vu en TD)

Conversion analogique / numérique

Il n'existe pas de CAN tout intégré sur Tinkercad, il y a deux solutions pour en fabriquer un :
- utiliser une structure similaire à celle que nous avons utilisé dans la régulation de température au premier semestre : pont diviseur de résistances + comparateurs + décodage par portes logiques
- générer une rampe à partir d'un compteur et d'un réseau R/2R et la comparer à la valeur analogique à convertir puis mémoriser la valeur du compteur lorsque la valeur de la rampe est égale à celle de la valeur analogique.

Mémoriser une grandeur binaire

- La mémorisation d'un bit s'effectue à l'aide d'une bascule D ( 74HC74 double bascule D)

Fonctions imposées

Chaque groupe devra impérativement réaliser :
- une alimentation 5V DC en utilisant un GBF pour simuler le secondaire du transformateur
- une base de temps de 1 seconde qui servira d'horloge

Méthode de travail et évaluation

- Les fonctions secondaires seront réparties au sein du groupe.
- Chacun aura pour objectif de faire valider le fonctionnement des fonctions dont il aura la charge. La validation pourra être réalisée à partir d'une fonction simplifiée (exemple : une fonction utilisant des mots de seize bits pourra être validée en utilisant des mots de 4 bits).
- Les fonctions à faire valider sont :

1. - une alimentation 5VDC *
2. - une base de temps numérique à la seconde **
3. - un convertisseur N/A 4 bits*
4. - un comparateur 4 bits *
5. - un décodage de clavier **
6. - un affichage d'information pour 4 états (volet) **
7. - une commande d'actionneurs (volets) **
8. - un convertisseur analogique numérique ***

- Les ensembles traités par plusieurs étudiants seront reliés par des connecteurs de type "embase 8 broches". La cohérence du brochage entre les différentes parties devra impérativement être respectée.

A la fin de la période impartie pour le projet (jeudi 25 juin à 17h) chaque groupe devra remettre :
- un schéma fonctionnel de la solution réalisée
- un schéma électrique de la solution complète : ce schéma ne devra pas être un assemblage des solutions testées mais le schéma du système à développer pour respecter les spécifications du client)

La note portera sur :
- le schéma fonctionnel de la solution réalisée (4pts)
- le schéma électrique de la solution complète (4pts)
- la participation (4pts)
- la qualité de la solution (4pts)
- le résultat obtenu (fonctionnement)(4pts)

Quelques informations sur les composants

écran LCD 2x16 : afficheur_LCD
clavier : clavier