Conception d'une Station Météo à Base de Microcontrôleur

Conception d'une Station Météo
à Base de Microcontrôleur
Promotion 2011-2012
République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Abderrahmane MIRA- Bejaia
Faculté de Technologie
Département de Génie Electrique
Mémoire de fin de cycle
En vue de l’obtention du diplôme MASTER en Electrotechnique
Option : Automatisme industriel
Présenté par : Encadré par :
Mr BENMANSOUR Lahlou Mr TAIB.N
Mr KHENTICHE Sofiane Mr METIDJI.B

Qu’il nous soit d’abord permis de remercier et d’exprimer notre
gratitude envers le Bon Dieu ,qui nous a donné la patience et le
courage pour que nous puissions achever ce travail.
Nous adressons tous nos sincères et respectueux remerciements à nos
promoteurs, Mr N. TAIB et Mr B. METIDJI pour leur dévouement et
leur disponibilité durant la préparation de ce mémoire.
Nos remerciements s’adressent aux membres du jury d’avoir accepté
d’évaluer notre travail.
Nous tenons également, à remercier tout le corps enseignant du
département Génie électrique qui a contribué à notre formation.
Enfin, nous tenons à remercier, tous ceux qui ont contribué de prêt ou
de loin pour l’élaboration de ce présent travail.

Je dédie ce modeste travail:
A mes chères parents
A mes frères et sœurs
A tous mes amis (es) et toutes les personnes qui m'ont encouragé
tout au long de mon cursus
A tous les êtres chères dont le soutient m'a été indispensable
Lahlou
Je dédie ce modeste travail:
A mes chères parents
A mes frères et sœurs
A tous mes amis (es) en particulier Lahlou et Halim
A toutes les personnes qui m'ont encouragé tout au long de mon
cursus.
spécial es dédicaces pour le D313 , H06 et E405
A tous les êtres chères dont le soutient m'a été indispensable
Sofiane

Introduction générale……………………………………………………………...…………1
Chapitre I : Généralités et capteurs.
I.1 Introduction………………………………………………………………………...2
I.2 Domaine d’exploitation………………………………………………………......2
I.2.1 Dans le domaine des énergies renouvelables …………………………...2
I.2.2 Dans le domaine des transports ………………………………………....3
I.2.3 Dans la vie quotidienne …………………………………………….....3
I.2.4 Le rôle préventif de la station météo…………………………………...3
I.3 Constitution de la station météo........................………………………………..4
I.3.1 Capteur de température ………………………………………………...4
I.3.1.1 Capteurs électriques …………………………………………..5
a) capteurs par résistance ………………..........…………….....5
b) capteur par thermocouple……………..........…………….....5
c) capteur par diodes et transistors ……...........……………....5
I.3.2 Capteur de pression…………………………………………………......5
I.3.2.1 Capteur piézo-électrique ……………………………………...5
I.3.2.2 Capteur à l’effet capacitif ……….…………………………....5
I.3.2.3 Capteur à l’effet inductif ……….…………………………......5
I.3.2.4 Capteur piézo-résistif ………………………………………....5
I.3.3 Capteur du vent ........................................................................................7
I.3.3.1 Girouettes ..................................................................................7
I.3.3.2 Anémomètres .............................................................................7
a) Anémomètres statiques ..........................................................7
b) Anémomètres à moulinet ou à hélice.....................................8
I.3.4 Capteur d’humidité ...................................................................................9
I.3.4.1 Psychromètre ............................................................................9
I.3.4.2 Hygromètre à cheveu ...............................................................9
I.3.4.3 Capteur à impédance variable ..................................................10
a) Hygromètre résistif..............................................................10
b) Hygromètre capacitif ..........................................................10
I.4 Principe de fonctionnement de la station météo..................................................10
I.4.1 Conditionneur des éléments d’entrée ........................................................10
I.4.1.1. Capteur température ..............................................................10
I.4.1.2. Capteur de vitesse du vent .......................................................11
I.4.1.3. Capteur de pression ................................................................12
I.4.1.4 Capteur d’humidité ...................................................................12
I.5 Présentation de la station météo..………………………………………………..13
I.6 Conclusion ………………………………………………………………………..13
Chapitre II : Le Microcontrôleur 16F876 et l’afficheur LCD.
II.1 Introduction……………………………………………………………………...14

II.2 Le Microcontrôleur …………….……………………………………………….14
II.2.1 Composants intégrés.………………………………………………....15
II.2.1.1 Le processeur (CPU) ………………………………………...15
a) Les registres CPU ………...........……………………….…16
b) Architecture des microprocesseurs ……...........…………...16
II.2.1.2 la mémoire …………………………………………………..17
a) La ROM …………………………............………………..18
b) La RAM………............……………………………………18
II.2.1.3 Le bus système………………………………………………19
II.2.1.4 L’horloge…………………………………………………….19
II.2.1.5 Les entrées/sorties (ports) .......................................................19
II.2.1.6 Convertisseur Analogique Numérique (ADC) ……………...20
a) Le registre ADCON ...........................................................20
b) Le registre ADCON0 .........................................................21
c) Le registre ADRES .............................................................22
II.2.1.7 USART ……………………………………………………...22
a) La transmission...................................................................23
b) La réception .......................................................................24
II.2.1.8 Les Timers................................................................................25
a) Timer0..................................................................................25
b) Timer1.................................................................................27
c) Timer2................................................................................28
II.2.2 Familles de microcontrôleurs et environnements de programmation.....29
II.2.3 Les avantages des microcontrôleurs ......................................................30
II.2.4 Les défauts des microcontrôleurs ...........................................................30
II.3 Afficheur à cristaux liquides (LCD) .....................................................................30
II.3.1 Introduction ..........................................................................................30
II.3.2 Schéma fonctionnel de l’afficheur LCD ...............................................31
II.3.3Brochage d’un afficheur LCD ................................................................31
II.3.4 La mémoire d’un afficheur LCD ..........................................................31
II.3.4.1 La mémoire d'affichage (DD RAM) d’un afficheur LCD…..31
II.3.4.2 La mémoire du générateur de caractères (CG RAM) d’un
afficheur LCD …….........................................……………………..31
II.3.5 Commande d'un afficheur LCD………………………………………32
II.3.5.1 Mode 8 bits …………………………………………………..32
II.3.5.2 Mode 4 bits ….………………………………………………32
II.3.6 Initialisation d’un afficheur LCD ……………………………………..32
II.3.6.1 En mode 8 bits……………………………………………….32
II.3.6.2 En mode 4 bits……………………………………………….33
II.4 Conclusion…………........………………………………………………………34
Chapitre III : Conception de la station météo sous PROTEUS.
III.1 Introduction……………………………………………………………………..35