dossier 3
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2012 2013 Projet Pluridisciplinaire Encadré Florian BEHAGUE Léo BELLORGET Marion TIERRIE Clément SPEYBROUCK Louis DELSINNE [DISTRIBTEUR AUTOMATIQUE DE CARTES DE TAROT] Les aspects électriques et électroniques du système : les moteurs et les cartes électroniques Présentation globale Le système réalisé dans le cadre du Projet Pluridisciplinaire Encadré cette année était un distributeur automatique de cartes de Tarot, ayant principalement pour but de répondre à la demande de pouvoir distribuer des cartes sans effort de la part de l’utilisateur. Ill répondait à plusieurs contraintes, énoncées ci-dessous ci dessous dans le cahier des charges. 1. Cahier des charges 2.. Diagramme des interacteurs PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 2 Les moteurs Présentation des moteurs Dans le système, nous aurons 3 moteurs différents: -Le premier moteur, qui sera un moteur pas à pas, permettra la mise en rotation du système. Il sera dans la partie fixe du système et mettra donc en rotation la partie supérieure à celle ci, incluant les cartes stockées et les moteurs qui les distribueront. -Le second moteur, qui sera un moteur à courant continu, permettra la mise en avant des cartes ; il les avancera jusqu'aux deux roues qui permettront leur éjection, toutes deux alimentées par un moteur dont on parlera ultérieurement. Ce moteur sera au dessous des cartes. -Le troisième et dernier moteur, dont nous venons de parler, permettra l'éjection des cartes à l'extérieur du système pour atterrir sur la table face aux joueurs. Ce moteur entraînera deux roues, qui filtreront les cartes de manière à n'en laisser passer qu'une seule à chaque fois. Caractéristiques des moteurs -Le moteur pas à pas est un moteur ayant une intensité de 330 mA alimenté en 11V , directement depuis la batterie. -Les moteurs à courant continu utilisés pour l'éjection seront tous deux les mêmes, alimentés en 5V au lieu de 9V grâce à une carte de régulation, dont nous parlerons plus tard. PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 3 Schémas électriques des moteurs 3. Schéma électrique du moteur à courant continu 4.. Schéma électrique du moteur pas à pas PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 4 Images synthétiques des moteurs réalisées à l’aide de SolidWorks 5.. Image de synthèse du moteur à courant continu 6.. Image de synthèse du moteur pas à pas PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 5 Photographies des moteurs utilisés 7.. Photo du moteur à courant continu 8.. Photo du moteur pas à pas PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 6 Les cartes électroniques Présentation des cartes Le système possède 3 cartes différentes : -La première carte est ce que l'on appellera la carte mère, elle inclut le programme qui dirigera la distribution des cartes et sera également responsable de l'alimentation du moteur pas à pas, d'une partie du hacheur, de la carte de puissance et des moteurs à courant continu (par l'intermédiaire du hacheur). -La deuxième carte, appelée carte de puissance, sera reliée à la batterie, au moteur et à la carte mère, grâce à des câbles. Elle est essentielle à la mise en fonctionnement du moteur pas à pas, car le programme doit impérativement passer par cette carte avant de pouvoir donner les ordres au moteur. -La dernière carte, qui est la carte de régulation, va permettre de convertir la tension reçue par les composants. Par exemple, le hacheur va convertir du 11V en du 5V pour les transistors de la carte de puissance, pour la reconvertir en 11V pour faire fonctionner le moteur pas à pas. Caractéristiques des cartes -La première carte est alimentée par la batterie, dont nous parlerons après. Le microcontrôleur utilisé est intégré à cette carte et est doté d'une mémoire de type Flash, c'est à dire que chaque ligne de mémoire est un mot de 14 bits. Il comporte principalement 33 entrées et sorties numériques disposés en 5 ports, 368 octets de RAM et un timer de 16 bits. -Les deux autres cartes, c'est-à-dire la carte de puissance et le hacheur, seront également alimentées par la batterie. La carte de puissance est quant à elle dotée d’un microprocesseur qui ne fera que contrôler l’alimentation (niveaux logiques) du moteur pas à pas, comme on l’a dit la partie programmation du moteur est entièrement gérée par la carte qui comporte le microcontrôleur. PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 7 Schéma des cartes électroniques 9.. Schéma de la carte de puissance 10. Schéma des entrées/sorties du microcontrôleur PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 8 Photographies des cartes utilisées 11. Photo de la carte mère et du microcontrôleur 12. Photo de la carte dirigeant le moteur PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 9 La batterie La batterie erie est une batterie Lithium-Polymère. Lithium Polymère. Elle a une tension de 11,1 V (donc 3 éléments, 3S), une capacité de 1200 mAh et une quantité de courant tirée de 25 C. Ci-dessous Ci dessous les caractéristiques présentes sur la boîte de la batterie : 13.. Caractéristiques de la batterie Elle est responsable de l’alimentation de tous les éléments du système. Grâce à la carte de régulation, elle fournira au moteur une tension de 11V et aux deux moteurs des cartes une tension tensio de 5V. Quant aux cartes électroniques, elles seront toutes alimentées en 5V. 14.. Photo de la batterie utilisée PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 10 Conclusion Le projet n’a pas pu être réalisé dans son intégralité, principalement lié à un manque de temps. Cependant, quelques pièces constituant le système ont pu être réalisées, telles que le boitier supérieur contenant les cartes et une partie de la partie tournante du distributeur. Le système a été synthétisé sous le logiciel SolidWorks et nous avons pu voir la mise en rotation de la partie tournante et des moteurs censés distribuer les cartes à l’utilisateur. Les différentes parties du projet répondaient correctement à la problématique du système, qui était de constituer un distributeur de cartes de Tarot permettant à l’utilisateur de ne pas avoir besoin de distribuer les cartes manuellement, tout en répondant au cahier des charges imposé au début de la réalisation du projet. PPE 2013 - Distributeur de cartes de Tarot 11
