Contrôle d`équipements électriques basés sur le web utilisant un
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Rapport de stage Florian ECARD DÉPARTEMENT RÉSEAUX ET TÉLÉCOMMUNICATIONS Contrôle d’équipements électriques basés sur le web utilisant un microcontrôleur Rapport de stage rédigé par F lorian E C A R D PR O M O T I O N 2011-2012 MFI Lu et approuvé par.. (signature du responsable de l’entreprise) Service industrial automation Site Bandar Baru Bangi, M F I Responsable M . A hmed Syukri Ismail E-MAIL ahmedsyukri@ mfi.uni kl.edu.my Dominante du stage : électronique et infor matique ENSEIGNANT TUTEUR Statut Mme Oberli Chef de département 1 Rapport de stage Florian ECARD SOMMAIRE Remerciements ........................................................................................................................................................................... 3 I. Introduction ..................................................................................................................................................................... 4 1.1 Présentation de la Malaisie ............................................................................................................................... 4 1.2 Présentation du Mfi ............................................................................................................................................... 8 ABSTRACT ................................................................................................................................................................................ 10 II. Projet ................................................................................................................................................................................ 11 2.1 Présentation du projet ...................................................................................................................................... 11 2.2 Présentation du matériel ................................................................................................................................. 12 2.3 Déroulement du projet ........................................................................................................................................... 16 2.3.1 Analyse et renseignements.................................................................................................................... 17 2.3.2 Création du site web ...................................................................................................................................... 21 2.3.3 Envoi de données sur le port série ............................................................................................................ 26 2.3.4 Traiter les données avec le microcontrôleur......................................................................................... 30 2.3.5 Allumer / éteindre les DELs ....................................................................................................................... 35 2.3.6 Allumer / éteindre le poste radio............................................................................................................... 39 III. Conclusion générale ............................................................................................................................................. 47 3.1 Bilan personnel .................................................................................................................................................... 47 3.2 Bilan professionnel ............................................................................................................................................ 48 3.3 Ce qu’il reste À faire ........................................................................................................................................... 49 Bibliographie et glossaire ................................................................................................................................................. 50 Bibliographie ..................................................................................................................................................................... 50 Glossaire ............................................................................................................................................................................... 51 Annexes ..................................................................................................................................................................................... 52 2 Rapport de stage Florian ECARD REMERCIEMENTS Tout d’abord, je souhaite remercier l’intégralité du corps du Malaysia France institute ainsi que celui de l’IUT de Nice-Sophia en Réseaux & Télécommunications, pour avoir permis grâce à leur collaboration ce stage en Malaisie. Je remercie Mme Claire Oberli, ma tutrice en France, pour avoir répondu à mes questions et pour son suivi tout au long de mon stage. Je remercie aussi Mme Bouché pour son aide lorsque j’étais dans le besoin. Je remercier beaucoup pour leur très bon accueil, le personnel du MFI et en particulier le directeur du projet pré-France, M. Ahmad Yasir Md Saïd. Je souhaite ensuite remercier M. Ahmed Syukri Ismail, pour avoir été mon tuteur de stage malgré ses problèmes de santé. Pour finir, je souhaiterais remercier énormément M. Muhammad Sobri Ramli, pour m’avoir pris en charge, m’avoir beaucoup aidé et avoir été très disponible durant l’intégralité de mon stage. Travailler avec toutes ces personnes a vraiment été une très bonne expérience, et je les remercie encore une fois pour m’avoir encadré et permis de faire mon stage dans un endroit comme la Malaisie. 3 Rapport de stage Florian ECARD I. INTRODUCTION 1.1 PRÉSENTATION DE LA MALAISIE 1 GÉOGRAPHIE FIGURE 1 : GEOLOCALISATION DE LA MALAISIE La Malaisie a une superficie de près de 330.000 km². C’est une fédération de 13 Etats, dont 2 territoires fédéraux : Kuala Lumpur, qui est la capitale du commerce et des affaires, mais aussi la plus grande ville du pays (environ 4 millions d’habitants). Putrajaya, située à 25km au sud de Kuala Lumpur, qui est devenue depuis quelques années la capitale administrative. Le pays est formé de deux régions distinctes : La M alaisie péninsulaire (partie à la frontière Thaïlandaise) et la M alaisie orientale (partie nord de l’île de Bornéo). Ces deux parties sont séparées par les 600km de largeur de la mer de Chine méridionale. La fédération fait partie de l’Asie du sud-est, qui comprend le Laos, la Thaïlande, Myanmar, le Vietnam, le Cambodge, l’Indonésie, Brunei, Singapour et les Philippines. FIGURE 2 : LA MALAISIE 4 Rapport de stage Florian ECARD 2 POLITIQUE ET RELIGION La Malaisie a une monarchie parlementaire multipartite avec un roi élu pour 5 ans parmi les sultans des 9 Etats monarchiques de la péninsule. Chacun de ses Etats a un monarque traditionnel (appelé sultan dans la majorité), qui dispose de pouvoirs importants tel que la possibilité de décréter l’état d’urgence, et un premier ministre qui dirige le gouvernement local. La religion d'État est l'islam, observé chez plus de 53% des malaisiens, 17% d’entre eux pratiquent aussi le bouddhisme et 7% l’hindouisme. Dans l'État du Selangor (où se trouve Kuala Lumpur), 35 termes islamiques sont interdits d'usage aux non-musulmans aussi bien oralement que par écrit. En cas de plainte, le non-musulman déclaré coupable se verra attribuer une amende de 3 000 RM (soit 750 euros) et/ou de deux ans de prison. FIGURE 3 : LE ROI DE MALAISIE, ABDUL HALIM MUADZAM SHAH 3 ÉCONOMIE ET DÉMOGRAPHIE Ce pays est passé en 25 ans du stade de pays en voie de développement à celui de pays développé. Le gouvernement en place a pour but d'arriver en 2020 à une nation pleinement moderne. C'est aujourd'hui l'un des nouveaux pays industriels (NPI) les plus dynamiques d'Asie du Sud-Est. La Malaisie est devenue un leader mondial dans l’exportation de composants électroniques, elle est aussi le premier pays d’Asie du sud-est à produire sa propre automobile : la Proton qui est maintenant exportée à l’international. Les principales ressources du pays sont : En sous-sol : or étain fer bauxite de la côte occidentale gaz et pétrole (exploités au large de la côte orientale) 5 Rapport de stage Florian ECARD En agriculture et sylviculture : bois caoutchouc (troisième producteur mondial) huile de palme (premier producteur mondial) La monnaie locale est le Ringgit Malaisien (RM), 1 euro est environ égal à 4 RM. La Malaisie dénombre environ 28 millions d’habitants. Les Malais ne sont pas les uniques citoyens du pays, il y a environ 25 % de Malaisiens d'origine chinoise et 10 % d'origine indienne. 75% des Malaisiens habitent en Malaisie péninsulaire, qui représente pourtant moins de la moitié du territoire total. 4 PATRIMOINE CULTUREL ET TOURISTIQUE Le sport est énormément pratiqué en Malaisie, les plus populaires sont le badminton et le football. D'autres sports comme le Sepak Takraw, un jeu de balle extrêmement spectaculaire (voir figure 4) se jouant au pied, sont également beaucoup pratiqués. Le pays accueille également une manche du championnat du monde de Formule 1 sur le circuit de Sepang, dans l'état de Selangor, près de l'Aéroport International de Kuala Lumpur. FIGURE 4 : ENGAGEMENT DE SEPAK TAKRAW FIGURE 5 : PARC NATIONAL TAMAN NEGARA FIGURE 6 : ILE DE PERHENTIAN FIGURE 7 : LES TOURS PETRONAS 6 Rapport de stage Florian ECARD Dans les figures 5 et 6, on peut voir que la Malaisie dispose de nombreuses îles aux paysages paradisiaques (Langkawi, Perenthian, Tioman…), mais aussi d’immenses forêts avec une énorme biodiversité qu’on peut principalement observer dans les parcs nationaux. La figure 7 représente les tours jumelles Petronas, achevées en 1998 (6 ans de constructions), elles montrent la richesse Malaisienne. 5 FAUNE, FLORE, CLIMAT ET ENVIRONNEMENT Le climat équatorial de la Malaisie est à l'origine d'une vie animale et végétale variée et exubérante. Environ 60% du territoire est recouvert par la forêt. La fédération est considérée comme une zone de mégabiodiversité. La flore est ainsi particulièrement riche au regard d'autres pays situés dans la zone intertropicale. Les montagnes, forêts primaires et récifs coralliens participent à cette grande biodiversité. FIGURE 8 : UN DRAGON DU KOMODO En raison de sa situation géographique proche de l'équateur, la Malaisie connaît un climat équatorial, caractérisé par une température constamment élevée (entre 26 et 29 °C en moyenne), et un fort taux d’humidité (environ 85% de moyenne). Les précipitations sont très élevées avec une moyenne annuelle atteignant 2 500 mm par an. La cuisine malaisienne est à l’image de sa population : variée et généreuse, elle côtoie la cuisine chinoise, indienne, mais aussi thaïlandaise et indonésienne. La préparation basique est le riz frit (nasi goreng) cuisiné avec de la viande (poulet, bœuf, mouton) ou du poisson, relevé d’épices, comme le safran, le gingembre, la cannelle, la coriandre, l’ail ou la citronnelle. Etant donné les différentes ethnies présentes dans le pays, la nourriture qu’on y trouve représente une bonne partie de l’Asie, mais on peut aussi trouver dans les grandes villes de la nourriture provenant des quatre coins du monde. FIGURE 9 : NASI GORENG PATTAYA Sur la figure 9, on voit un plat nommé « nasi goreng pattaya », qui est une omelette dans laquelle se trouve du riz frit avec quelques légumes, du poulet et du bœuf. 7 Rapport de stage Florian ECARD 1.2 PRÉSENTATION DU MFI 1 UNI KL FIGURE 10 : LOGO DE L'UNIKL Le MFI fait partie de l’UniKL, il me semble donc important de présenter cette université avant le MFI. Universiti Kuala Lumpur (UniKL) est un multi-campus universitaire dont le siège se situe à Kuala Lumpur. Elle dispose de 12 instituts répartis sur 10 campus dans la banlieue de Kuala Lumpur : Kuala Lumpur, Lum Gombak, Bangi, Kajang, Sepang, Taboh Naning, Pasir Gudang, Ipoh, Lumut et Kulim. UniKL a vu le jour en 2002, elle a été mise en place afin d’améliorer les conditions de vie du pays et de répondre aux attentes de tous les partenaires occidentaux en coopération avec la Malaisie. L’université possède de nombreux partenariats avec des pays du monde entier, beaucoup sont situés en Europe, comme la France, l’Espagne et la Grande Bretagne. Elle est constituée de trois facultés spécialisées et onze établissements techniques. 8 Rapport de stage Florian ECARD 2 MFI FIGURE 11 : LE MFI Le MFI (Malaysia France Institute) est issue de la collaboration entre les gouvernements Malaisien et français en 1995. Situé à 35 km au sud de Kuala Lumpur dans la ville Bandar Baru Bangi, il accueille aujourd’hui plus de 1000 étudiants. C’est un établissement principalement technologique qui est spécialisé dans des secteurs tels que : L’électronique La mécanique L’automatisme La maintenance Les étudiants entrants dans cette école (appelés élèves « pré-France ») ont un Baccalauréat Malaisien, ils vont donc suivre pendant près de 2 ans des cours Français pour obtenir une équivalence du Baccalauréat Français. Ce qui leur permettra d’obtenir un DUT et peut-être par la suite un diplôme d’ingénieur. En entrant au MFI, les élèves signent un contrat avec le gouvernement, ils doivent donc à la fin de leurs études, rentrer en Malaisie afin d’y travailler. À la rentrée, les étudiants peuvent choisir entre l’électronique (DUT GEII de Nice), la mécanique (DUT GMP d’Aix-en-Provence), la chimie (DUT GCGP de Toulouse) et pour finir les domaines des réseaux et télécommunications (DUT R&T de Nice-Sophia). 9 Rapport de stage Florian ECARD ABSTRACT During my ten-week internship in Malaysia, I had to handle a project: This project for the Malaysian France Institute included the creation of a website who can manage the light wherever we are with a microcontroller and an electronic relay. I did this project in an office of the MFI, it was a project in electronics and computing. This project wasn’t simple at all, in facts, I had to ally my knowledge in language C, PHP, HTML and in electronics. Indeed, I had to create a website which could send a character on the serial port. From there, I had to program a microcontroller in a similar language to the C to manage these data and did an action for each different character (our microcontroller can manage 18 light, so it means that he can understand 36 different characters: one to turn on a light and another to turn it off). This project required a lot of knowledge as well in electronics as in computing. My actual level did not permit me to handle this project, so I had to research on the internet all about how configuring a microcontroller or sending data on the serial port. This project was as well theoretical as practical, because I had in a first time to write the program, the graphical interface, and know how to send a data on the serial port. After that I had in a second time to try all of it onto three LEDs and when it was done, I tried that onto a real light using relays and operational amplifier. I really appreciated all of my internship in Malaysia, first of all, the welcome of the MFI staff and of the students, the project which has been given to me was really interesting and to finish, Malaysia is for me a very beautiful country. 10 Rapport de stage Florian ECARD II. PROJET 2.1 PRÉSENTATION DU PROJET Arrivé au MFI et à la demande de mon tuteur, M. Sobri, nous nous sommes rencontrés lors d’une réunion qui définirait mon projet pour mes 10 semaines de stage au sein du MFI. Dans la figure ci-dessous, on peut voir le schéma de base que nous avions établit ensemble au début de mon projet, pour me fixer les différents objectifs. FIGURE12 : SCHEMA DE L'OBJECTIF A REALISER Ce projet consiste à créer un site web, qui serait capable de gérer à distance les lumières du MFI à l’aide d’un microcontrôleur et d’un relais électronique. Ce projet étant complexe et long, j’ai eu comme mission de créer le site web, trouver un moyen d’envoyer des données sur un port série (COM) depuis ce même site et enfin programmer un microcontrôleur afin qu’il traite les données envoyées sur le port série et puisse éteindre ou allumer les lumières en commandant le relais électronique. J’ai effectué cette tâche dans un premier temps en testant le tout sur des petites DELs, une fois celle-ci réussie, j’ai testé le tout sur un poste radio puis sur une véritable lampe. 11 Rapport de stage Florian ECARD 2.2 PRÉSENTATION DU MATERIEL FIGURE 13 : MON BUREAU On peut voir ci-dessus le bureau, dans une pièce personnelle, qui m’a été mis à disposition par le M F I. FIGURE 14 : MICROCONTROLEUR ARDUINO FIGURE 15 : ECRAN LCD La figure 14 présente le microcontrôleur Arduino que j’ai utilisé durant la totalité de mon stage. Il a été une pièce maîtresse car c’est grâce à lui que l ’on peut traiter les données qui ont été envoyé es par le site web et ainsi gérer l’extinction ou l’allumage des lumières. Sur la figure 15 on peut voir un écran LC D compatible avec sur la carte Arduino et ainsi afficher ce que le microcontrôleur reçoit du port série . Cet afficheur LCD est la pièce qui m’ a permis de tester ce qui était envoyé sur le port USB avant d’essayer de traiter les données. 12 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 16 : PLAQUE A ESSAI ELECTRONIQUE FIGURE 17 : RELAIS ELECTRONIQUES Dans la figure 16, il y a une plaque d’essai avec les composants qui m’ont permis de tester mon programme(D ELs, diodes, résistances et câbles pour relier les différents composants). La figure 17 représente les relais, ils m’ont servi pour les tests réels. J’e xpliquerai plus en détail leur utilité dans la partie2.3.6. Les deux AOP visibles sur la figure 18 sont des amplificateurs de tension. Ils peuvent entre autres à partir d’une entrée en +5V obtenir une sortie en +12V. FIGURE 18 : AOP 13 Rapport de stage Florian ECARD On voit ici un poste radio, cette machine a été celle ayant une tension de 220V que j’ai testé sur mon circuit. je m'en suis servi en attendant que le M F I mette une lampe à ma disposition (je finirai par faire des tests que sur ce poste radio FIGURE 19 : POSTE RADIO Cette figure montre un multi mètre, il a été très i mportant pour la phase de vérifications avant mise sous tension. En effet, il m’a permis de mesurer les différentes tensions ainsi que de vérifier si tous les points du circuit étaient correctement reliés entre eux. FIGURE 20 : MULTIMETRE 14 Rapport de stage Florian ECARD Pour effectuer correctement mon travail, j’ai dû aussi utiliser différents logiciels : Gedit : un éditeur de texte libre pour les différents langages informatiques. Ce logiciel est très pratique dans le sens où il colore les mots de différentes lignes de commandes afin d’augmenter la lisibilité (par exemple, il mettra un commentaire d’un code en bleu). Ici je m’en suis servi pour réaliser mon code PHP et ainsi créer mon site web en local. Arduino Software : c’est un logiciel propre à Arduino qui permet de réaliser le programme du microcontrôleur, et donc de le commander. C’est un langage très similaire au langage C. EasyPHP : Il permet de faire fonctionner localement (sans avoir à se connecter à un serveur extérieur) un script PHP. EasyPHP n'est pas en soi un logiciel, mais un environnement comprenant deux serveurs (un serveur web Apache et un serveur de bases de données MySQL), un interpréteur de script (PHP), ainsi qu'une administration SQL phpMyAdmin. C’est ce qui m’a permis de faire comme si mon site web était vraiment sur internet et ainsi vérifier que mon code marche correctement. FIGURE 21 : LOGO ARDUINO FIGURE 22 : LOGO EASYPHP 15 Rapport de stage Florian ECARD 2.3 DÉROULEMENT DU PROJET Mon projet s’est déroulé en plusieurs étapes : 1. Analyse et renseignements 2. Création du site web 3. Envoi de données sur le port série 4. Traiter les données avec le microcontrôleur 5. Allumer / éteindre les DELs 6. Allumer / éteindre un poste radio 7. Test final sur de vraies ampoules Ces étapes seront expliquées plus en détails dans la suite de cette partie. Tous les exemples de programmes et tous les documents sur lesquels je me suis appuyé pour faire cette partie figurent dans les Annexes. 16 Rapport de stage Florian ECARD 2.3.1 ANALYSE ET RENSEIGNEMENTS Pour commencer, M. Sobri m’a donné plusieurs objectifs : Le premier étant de comparer deux cartes électroniques munies de microcontrôleurs sur l’aspect technique à savoir leurs capacités, leur fonctionnement et leur prix. Il me fallait en choisir une après cette comparaison. Qu’est-ce qu’un microcontrôleur ? Ce composant électronique est le « cerveau » des cartes que j’ai étudié. Aujourd’hui, ils sont devenus des composants omniprésents. Un microcontrôleur pourrait être très sommairement (car c’est un composant très complexe) défini comme un système de contrôle complet, dédié à une application particulière et pour cela doté de fonctions logiques et de la plupart des autres éléments nécessaires à son fonctionnement. FIGURE 23 : MICROCONTROLEUR ATMEGA328 Le microcontrôleur de la figure 23 est celui présent sur la carte Arduino que j’utilise Il contient : - Une ROM, qui est une mémoire morte, elle permet de stocker les programmes et éventuellement des données. Elle peut être remplacée par une mémoire flash pouvant être effacée électriquement. - Une RAM, mémoire vive, qui permet de stocker des données pendant l’exécution d’un programme. - Une EEPROM, pouvant comme la mémoire flash être effacée et reprogrammée électriquement. Elle sert à sauvegarder les données en cas par exemple de coupure de courant. - Un CPU, c’est le cerveau du système, ce microprocesseur est celui qui permet d’exécuter les instructions du programme stocké en mémoire. 17 Rapport de stage Florian ECARD - Des entrées/sorties pour permettre de communiquer avec le système (ce sont les broches argentées que l’on peut voir à l’extérieur de la partie physique du microcontrôleur). L e p r e m i e r c o m p o s a n t observé est un mini-ordinateur Raspberry Pi. Celui-ci fait la taille d’une carte de crédit et a été conçu par un inventeur de jeux vidéo. 18 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 24 : CARTE RASPBERRY PI Disponible en deux modèles, l’un à 20euros et l’autre à 27euros. Cette carte est constituée d’un processeur ARM tournant à 700 MHz et d’un système d’exploitation libre de Linux et de 256Mo de RAM. Le premier modèle est équipé d’un port USB alors que le second en dispose de 2 ainsi que d’un port RJ45. Elle communique avec l’ordinateur via un port USB. Les problèmes avec ce petit ordinateur, sont qu’il est relativement compliqué à programmer mais surtout qu’il faut l’équiper d’un écran, d’un clavier et d’une souris. Ce qui ajoute beaucoup de frais à sa programmation. Mais l’obstacle principal est qu’il ne dispose pas non plus d’entrées/sorties, il faut donc mettre une carte additionnelle. Présenté figure 14, le deuxième composant à analyser est une carte microcontrôleur Arduino duemilanove, basée sur un ATmega328. Elle comprend 14 entrées/sorties numériques et 6 entrées/sorties analogiques. Coûtant un peu moins de 20 euros, on peut lui ajouter des cartes additionnelles comme par exemple la notion de wifi, de jouer le rôle de client/serveur ou encore un écran LCD permettant d’afficher ce que l’on souhaite (voir figure15). Cette carte peut aussi gérer le port série, c’est ce qui m’a particulièrement intéressé au vu de mon projet car les données de mon site web seront envoyées sur le port série. Le langage Arduino permettant de programmer cette carte est très similaire au langage C, ce qui me permettrait d’être vite à l’aise avec cette carte. Elle communique avec l’ordinateur, comme la Raspberry Pi, grâce à un port USB. Après avoir comparé ces deux cartes, j’en suis venu à la conclusion qu’utiliser la carte Arduino Duemilanove serait beaucoup plus intéressant pour moi plutôt que la Raspberry Pi. Elle est à la fois programmable dans un langage que je connais, les cartes qu’on peut y ajouter sont très avantageuses pour mon projet et il n’y a pas de frais à ajouter pour la programmation ou bien pour avoir des entrées/sorties (ce qui est fondamental). 19 Rapport de stage Florian ECARD Pour les besoins de mon projet, choisir la carte Duemilanove était donc incontestablement le meilleur choix. Mon deuxième objectif était de me renseigner sur les différents types de systèmes existant de maisons intelligentes afin de m’inspirer pour la suite de mon travail. Qu’est-ce qu’une maison intelligente ? Ce terme correspond à de la domotique, c’est le fait de rendre une maison plus confortable, sécuritaire et plus économique en énergie. Par exemple, quand une maison est dite intelligente, elle peut permettre à l’utilisateur : - Alors que l’on dort encore, de chauffer automatiquement la salle de bains et d’y allumer la lumière pour un réveil délicat. - De savoir avant de partir, si des fenêtre ou portes sont restées ouvertes grâce à un signal de l’écran tactile. En appuyant sur un seul bouton, toutes les lumières seront éteintes, l’alarme activée, le chauffage en mode économie et toutes les ouvertures seront fermées. On laisserait ainsi une maison sécurisée et économique. - De gérer les lumières aussi bien en fonction de l’heure qu’en les programmant (mode travail par exemple) 20 Rapport de stage Florian ECARD Ce type de maisons est surtout très utile pour les personnes âgées et/ou handicapées, mais dans tous les cas c’est plus agréable à vivre et plus économique. Tout cela via une simple télécommande, tablette tactile ou encore un téléphone. Est-il difficile de construire sa maison intelligente ? Si l’on veut adapter ce système sur des maisons déjà construites, il faudra faire quelques travaux, mais si elle est en construction, la tâche sera plus facile. En effet, pour ce type de maison, les installations électriques ne sont pas tout à fait les mêmes entre une maison normale et une maison intelligente. Dans le cas qui nous intéresse le plus, à savoir l’installation de lampes programmables (mais aussi pour tout autre type d’installation intelligente), le type de travaux à faire sera le suivant : - Réaliser une étude complète des lumières présentes. Mise en place d’un ou plusieurs boîtiers de dérivation afin de regrouper le plus possible les différentes lampes en un même endroit. Et la dernière étape consiste à installer les équipements nécessaires à la programmation. Les équipements seront différents selon le type d’installation souhaitée. Une fois ces deux objectifs remplis, j’ai pu me consacrer à la construction de mon site web. 2.3.2 CRÉATION DU SITE WEB Pour mener à bien mon projet, il fallait que je conçoive un site web. Pour cette partie, je me suis inspiré de mon projet tuteuré de deuxième année qui avait pour but de concevoir un site web de voyages. J’ai donc programmé mon interface graphique afin d’obtenir le résultat visible aux figures 28 et 29. Pour concevoir ce site, j’ai utilisé trois différents langages : -Le CSS, c’est une feuille de style qui définit la présentation des documents HTML. Par exemple, le CSS couvre les polices, les couleurs, les marges, les images d'arrière-plan et bien d'autres choses. Il permet aussi de n’utiliser qu’une seule feuille de présentation pour tout le site web, ce qui représente un gros gain de temps. -L’HTML, il définit du texte, la place/taille d’images, le positionnement d’animations et sons, des liens hypertextes vers d’autres pages HTML. Son contenu est uniquement en 21 Rapport de stage Florian ECARD statique, ce qui signifie qu’il ne change que si l’administrateur du site l’ordonne, il ne peut rien faire « seul ». -Le PHP, c’est un langage de programmation qui s'intègre dans les pages HTML. Il fonctionne côté serveur et permet entre autres de rendre automatiques des tâches répétitives, notamment grâce à la communication avec une base de données (utilisation la plus courante de PHP). L’utilisation de PHP est par exemple très utile si l’on veut sécuriser son site (introduire une notion de login/ mot de passe par exemple). Il fonctionne en dynamique, il peut donc faire les choses automatiquement comme dit plus haut. J’ai eu comme idée de créer deux pages web distinctes. L’une étant l’accueil et l’autre la page de management de la lumière. J’ai aussi créé 3 pages supplémentaires pour la sécurité, 6 pour les liens venant de la page des lumières (seulement 6 car mon rôle dans ce projet est seulement de créer et tester, j’en ai donc fait 6 pour allumer et éteindre 3 lampes) et 2 pour le CSS. Ces pages seront davantage expliquées dans la suite de cette partie. FIGURE 25 : LOGO PHP CSS FIGURE 26 : CSS FIGURE 27 : LOGO HTML Grâce au CSS, j’ai découpé chaque page en 4 parties : -L’en-tête (« header » sur la feuille CSS), qui est la partie haute de la page, elle est en grise contenant le logo du MFI. -Le menu (« sidebar1 »), c’est la partie gauche en bleu de la carte, il permet de naviguer dans le site web entre la page d’accueil et la page de gestion des lumières. Il permet aussi de se connecter/déconnecter du site. L’aspect du menu change donc selon si l’on est connecté ou pas. -Le pied de page (« footer »), c’est la partie basse de la page, en grise, contenant les logos de l’IUT de Nice, du DUT Réseaux & Télécommunications ainsi que celui de l’université de Nice. -Le corps (« mainContent »), cette partie est située au centre de la page et est de couleur bleue très clair, elle est la seule partie de page web, avec le menu, changeant d’une page à l’autre. 22 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 28 : PAGE D'ACCUEIL DU SITE WEB HTML L’HTML est tout ce qui m’a permis de remplir les parties « corps » et « menu » des pages web, tout ce qu’on peut voir d’écrit sur ces pages est de l’HTML. C’est aussi ce langage qui m’a permis de faire des liens afin de passer de la page de gestion des lumières à la page envoyant les ordres au microcontrôleur via le port série, qui sont les pages maîtresses de cette interface graphique. 23 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 29 : PAGE DE GESTION DE LA LUMIERE On peut voir figure 29, les différents boutons de test des lumières (turn on / turn off).Chaque lien renvoyant vers une des pages envoyant un caractère sur le port série via le PHP. L’HTML est surtout présent dans les pages visuelles telles que l’en-tête et le pied de page (ces deux-là sont présentes dans TOUTES les pages de l’interface), l’accueil et la gestion des lumières. Dans les autres pages, il y a beaucoup plus de PHP. PHP Plusieurs problèmes s’étaient posés à moi pour la conception du site web, je les ai résolus grâce au PHP, le premier : la sécurité (les deux autres sont décrits page suivante). En effet, un nombre très limité de personnes doivent avoir accès à cette gestion des lumières. 24 Rapport de stage Florian ECARD Pour pallier à ce problème, j’ai donc ajouté une notion de login / mot de passe, avec une seule identification possible (voir partie bleue de la figure 30), ce qui m’a évité d’avoir à créer une base de données tout en garantissant une certaine sécurité. FIGURE30 : PAGE D'ERREUR Comme on peut le voir ci-dessus, il est impossible, si nous ne sommes pas identifiés de se connecter à la page de gestion des lumières. Par contre, on peut tout à fait avoir accès à la page d’accueil sans être connecté. Le PHP m’a aussi servi à deux autres tâches très importantes : 1. Pouvoir inclure différentes pages dans mon programme grâce à une simple ligne de code afin de le rendre beaucoup plus lisible. Ainsi j’ai pu inclure les pages d’en-tête (comprenant aussi le menu), de pied de page ainsi que celle me servant à communiquer avec le port série (« php_serial.class ») en seulement 3 lignes. Je n’ai inclus la classe 25 Rapport de stage Florian ECARD php_serial que dans les 6 pages en ayant besoin, c'est-à-dire celles qui seront ouvertes en cliquant sur un lien de la page de gestion des lumières. FIGURE 31 : EXEMPLE D’INCLUDE PHP 2. La plus importante, celle qui est de me permettre de communiquer avec le port série. Celle-ci sera plus détaillée dans la prochaine partie : « envoi de données sur le port série ». Au final, mon site web contiendra 14 pages HTML/ PHP et 1 page CSS afin de pouvoir tourner correctement. 2.3.3 ENVOI DE DONNÉES SUR LE PORT SERIE Mon objectif premier était de savoir s’il était possible ou non de communiquer avec le port série. J’ai donc commencé mes recherches : 26 Rapport de stage Florian ECARD Afin de pouvoir envoyer des données celui-ci, il m’a semblé plus simple de me tourner tout d’abord vers l’envoi de signaux. Je me suis orienté sur cette voie car je les avais déjà étudiés en C et il me semblait être un bon moyen de réussir. Mais cette méthode n’a pas abouti car je n’ai trouvé aucun rapport entre les signaux, le PHP et le port série. Je me suis donc penché sur une autre manière de joindre le port. Les sockets, que j’avais aussi étudiées mais en Java. Seulement mes recherches prenant beaucoup de temps et ne donnant que très peu de résultats, j’ai décidé de laisser de côté cette piste aussi. J’avais déjà « perdu » beaucoup de temps en recherches, mais après encore une autre journée d’études, j’ai trouvé le moyen de communiquer avec le port série via une classe PHP qui a été inventée par un Français : Rémy Sanchez. Cette fois-ci, il semblait que j’étais vraiment sur la bonne voie. Sa classe, « php_serial.class », permet via différentes fonctions d’envoyer des données sur le port série. Malheureusement, elle ne permet pas de lire dessus, cette fonction n’est disponible que sur Linux et mon ordinateur fonctionnant sous Windows, je n’ai pas pu me servir de la lecture du port. Mais en tous cas, j’avais donc maintenant trouvé un moyen de communiquer avec le port série grâce au PHP et à la classe de M. Sanchez. 27 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 32 : EXEMPLE D'UTILISATION DE PHP_SERIAL.CLASS On peut voir figure 32 les différentes lignes de commandes qu’il faut écrire afin de pouvoir communiquer avec le port série. Dans le cas de cette figure, il sera envoyé sur le port série le caractère 9, le microcontrôleur traitera ensuite celui-ci. Les phrases écrites en bleu sont des commentaires pour aider à mieux comprendre le code. La figure 33 est une figure démontrant si mplement comment brancher mon microcontrôleur à l’ordinateur via un câble U SB / U SB carré. FIGURE 33 : BRANCHEMENT DU MICROCONTROLEUR 28 Rapport de stage Florian ECARD Une fois ce gros problème de communication résolu, il m’a fallu paramétrer un de mes ports USB pour qu’il devienne un port COM et ainsi pouvoir communiquer avec le microcontrôleur. Pour réaliser ceci, j’ai trouvé comment il fallait faire sur le site d’Arduino : -Télécharger le driver de la carte Arduino Duemilanove. -Brancher le câble USB du microcontrôleur à l’un des ports USB de l’ordinateur. -Installer le driver et refuser si Windows demande à rechercher automatiquement des mises à jour. -Aller dans Panneau de configuration / Système / Matériel / Gestionnaire de périphériques. À partir d’ici, on ouvre la partie « contrôleur de bus USB », puis on utilise la fonction « USB serial converter » afin d’obtenir un port COM. Une fois ceci réalisé, on n’a plus qu’à aller voir dans « ports (COM et LPT) » (toujours dans le gestionnaire de périphériques) quel est le numéro de notre port afin de pouvoir le renseigner dans la partie PHP ( Voir figure 32). À partir de ce moment, mon site web était opérationnel, et j’étais capable d’envoyer des données sur un port série. La suite va montrer de quelle façon j’ai pu traiter les données avec le microcontrôleur Duemilanove. 29 Rapport de stage Florian ECARD 2.3.4 TRAITER LES DONNÉES AVEC LE MICROCONTRÔLEUR Afin de pouvoir lire les données arrivant sur le port série depuis le microcontrôleur, il fallait que je le programme pour. J’ai donc commencé par me procurer sur le site d’Arduino « l’Arduino Software », qui est le logiciel permettant d’écrire le script en langage Arduino et de le télécharger dans le microcontrôleur. Après ça, il a fallu que j’apprenne comment marche le langage Arduino. C’est un langage très similaire au C, la seule différence est qu’il a besoin de deux fonctions obligatoires : -La fonction setup(), qui est la fonction d’initialisation de la carte, elle n’est exécutée qu’au début du programme et une seule fois. Elle sert par exemple à initialiser les variables et définir les modes des broches (entrées ou sorties). -La fonction loop(), qui veut dire boucle en Anglais, est la fonction principale du script, elle s’exécute comme son nom l’indique en boucle jusqu’à ce que le microcontrôleur soit réinitialisé ou débranché. C’est ici que se situent les tâches à effectuer par le microcontrôleur. Avant ces deux fonctions, on peut déclarer les variables globales pour pouvoir les utiliser aussi bien dans la fonction setup() que dans la fonction loop(). Avant de me lancer dans la programmation, j’ai effectué différents tests de programmes (comme l’allumage d’une DEL présente sur le microcontrôleur ou bien l’affichage de caractères sur le LCD : voir figure 15) afin de m’assurer que le microcontrôleur était opérationnel et aussi pour me familiariser avec le langage. Une partie du programme Arduino que j’ai fait pour traiter les données est disponible à la page suivante, figure 34. 30 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 34 : EXEMPLE DE PROGRAMME ARDUINO Cet exemple de programme définit premièrement des variables globales affectant un nom à des broches. Dans la fonction setup(), les LE D1 à LE D5, qui sont respectivement les broches 0 à 4, sont paramétrées comme étant des sorties. La ligne « Serial.begin(9600) » paramètre la vitesse de transmission de données sur le port série, ici c’est 9600bits/sec. Dans la fonction loop(), on écoute sur le port série, s’il y a une donnée alors on déclare la variable « valeur » ayant comme valeur ce qui est disponible sur le port série. Ensuite, grâce à des « if » on donne au microcontrôleur des instructions à faire en fonction du caractère présent sur le port série. 31 Rapport de stage Florian ECARD Un autre problème s’est ensuite posé à moi. Pour vérifier que mes codes marchaient, il fallait que je puisse demander au microcontrôleur quelles informations il pouvait lire sur le port série. Sauf que, comme je l’ai dit plus haut, la classe php_serial.class permet uniquement d’écrire sur le port série et non pas de lire dessus, il fallait donc trouver une solution pour pouvoir savoir ce que le microcontrôleur recevait. À court d’idées, je suis allé demander de l’aide à mon tuteur, il m’a conseillé d’utiliser une carte additionnelle LCD (liquid crystal display) et programmer le microcontrôleur de telle sorte que l’afficheur affiche les données du microcontrôleur. Car pour afficher sur le LCD, il suffit d’ajouter quelques lignes de codes dans le programme de l’Arduino. Il n’y a donc pas besoin de lire sur le port série. . Comme on peut le voir figure 35, l’afficheur LCD est une carte additionnelle qui se branche directement sur les broches d’entrées/sorties du microcontrôleur Arduino. FIGURE 35 : AFFICHAGE LCD L’utilisation de l’afficheur avant les diodes était primordial. Pour me servir de lui, je redirigeais automatiquement toutes les informations que recevait le microcontrôleur sur l’afficheur, je pouvais donc maintenant vérifier si le microcontrôleur recevait bien exactement le message envoyé. En faisant ces vérifications, je me suis rendu compte qu’il recevait certains symboles correctement, et d’autres qui n’existaient pas et donc ne marchait pas. 32 Rapport de stage Florian ECARD Ces symboles qui étaient reçus correctement étaient : -En minuscule : c, e, f, i, j, l, o, q, r, t, w, x. -En majuscule : A, B, D, G, H, K, M, N, P, S, U, V, Y, Z. -Les symboles : ( - _ ? ! : + < $. -Les chiffres : 0 , 3, 5, 6, 9. Soit un total de 40 caractères correctement reçus, ce qui n’est pas énorme, mais qui est bon quand même car nous avons 18 entrées / sorties sur le microcontrôleur (2 sont réservées à la transmission et réception en cas d’ajout d’une carte additionnelle) et il faut deux caractères pour chacune d’entre elles (un pour éteindre et un pour allumer la lampe), ce qui fait 36 donc il n’y a pas de problèmes. Je devais quand même trouver pourquoi cela ne marchait pas, j’ai donc commencé mes recherches. Je me suis aperçu que les lettres minuscules qui ne marchaient pas, ne posaient pas de problèmes en majuscule et vice-versa, l’alphabet se complète donc grâce aux minuscules et majuscules. Mais à ce moment-là, je ne comprenais vraiment pas pourquoi cela marchait comme ceci et pourquoi seuls certains symboles et chiffres étaient correctement reçus. J’ai donc ensuite basculé l’affichage du LCD en mode Ascii pour voir s’il y avait ce problème aussi de ce côté, et j’ai trouvé quelque chose d’étrange. Toutes les lettres reçues correctement avaient un code Ascii correct mais pas les autres: - Pour 0 et 3, qui sont des caractères corrects, on avait respectivement 48 et 51 ce qui était normal. Pour 1 et 2, qui sont des caractères erronés, on avait 177 et 178 au lieu de 49 et 50. On peut voir dans le deuxième tiret que le code Ascii est mauvais, mais pas seulement, il est augmenté, et ce pour tous les caractères reçus erronés. Une augmentation de 128 ce qui veut dire que le 8ème bit du caractère Ascii serait passé de 0 à 1, mais hélas je n’ai pas trouvé la solution à ce problème. J’en ai donc parlé à mon tuteur, qui n’a pas réussi lui non plus à résoudre ce problème. Mais n’étant pas un problème très dérangeant, nous avons donc décidé de n’utiliser pour la suite que les caractères reçus correctement et de laisser ce problème de côté. 33 Rapport de stage Florian ECARD La figure 36 est le code que j’ai créé afin d’afficher sur le LCD les données reçues du port série. Dans un premier temps, on inclut la librairie nécessaire pour pouvoir gérer le LCD. Ensuite, on définit quelles sont les broches utilisées par l’afficheur pour fonctionner. Dans la fonction setup(), on définit la vitesse de transmission, on allume le LCD (qui contient un affichage de 16 caractères sur 2 lignes) et on définit la broche « led1 » comme étant une sortie . Dans la fonction loop(), on vérifie s’il y a une donnée sur le port série (si non, on réinitialise l’afficheur). Si c’est le cas, on met le contenu du port dans la variable « valeur », on réinitialise le LCD puis on affiche la variable et attendons 1seconde (au cas où plusieurs caractères seraient envoyés simultanément). FIGURE 36 : CODE POUR AFFICHER SUR LE LCD À partir d’ici, je pouvais commencer à créer mon programme pour commander les DELs. 34 Rapport de stage Florian ECARD 2.3.5 ALLUMER / ÉTEINDRE LES DELS Une fois que mon microcontrôleur était correctement installé, mon port COM prêt à être utilisé et mon interface graphique terminée, je pouvais commencer à écrire mon programme pour réussir à allumer et éteindre les DELs. J’ai séparé cette tâche en deux parties : 1. La première partie était sans le site web, c'est-à-dire que le programme allumerait et éteindrait directement les lumières, sans avoir à attendre de déclenchement de la part du site web. J’ai commencé par faire ceci pour vérifier que mon montage était correct et que les DELs marchaient toutes correctement. Le schéma présenté figure 37 représente la façon dont j’ai branché mes DELs au microcontrôleur Arduino. Sur cette figure, les diodes sont connectés au microcontrôleur par des fils rouges aux entrées 2, 4, 6, 8 et à la masse à l’entrée 14 par le fil noir. Les D ELs fonctionnant sous une tension de 3.2V et le microcontrôleur envoyant un signal de 5V, il fallait ajouter des résistances afin de di minuer la tension et ainsi pouvoir ali menter les D ELs sans les casser. FIGURE 37 : MONTAGE AVEC DEL Une fois ce montage réalisé, j’ai chargé le programme (voir figure 38) dans le microcontrôleur afin de vérifier que tout ce que j’ai mis en œuvre jusque maintenant marche. 35 Rapport de stage Florian ECARD Les trois premières lignes définissent des noms pour les entrées/sorties 2, 4 et 6. La fonction setup() définit ses trois broches comme étant des sorties et aussi la vitesse de transmission du port série. La fonction loop() quant à elle, allume puis éteint chaque DEL une à une. Entre chaque basculement d’état, il y a un délai d’une seconde pour que l’utilisateur ait bien le temps d’observer chacune d’entre elles. FIGURE 38 : PROGRAMME POUR ALLUMER DES DELS Cette étape d’allumage des DELs ayant marché directement, j’ai pu passer à la deuxième partie de ma tâche. 36 Rapport de stage Florian ECARD 2. La deuxième partie est effectuée avec le site web. Cette fois, le programme tournerait en boucle sur le microcontrôleur (avec la fonction loop() ) et attendrait un ordre venu du port série, c'est-à-dire du site web. Cette partie a été la plus importante de mon projet. En effet, si j’arrivais à faire marcher ne serait-ce qu’une seule DEL à partir de mon site web, alors cela voulait dire que tout le réseau mis en place était opérationnel et qu’il n’y aurait plus qu’à résoudre les éventuelles erreurs et à tester le tout avec du matériel fonctionnant à 220V. J’avais déjà effectué le plus gros du travail car : - Mon site web était prêt, la classe php_serial.class était déjà en place et les pages devant communiquer avec le port série en utilisant la classe avaient déjà été codées aussi. - Je connaissais maintenant très bien le langage Arduino. - Tout le matériel que j’avais à disposition avait été vérifié et testé. - Je savais quels caractères je pouvais envoyer ou non sur le port série. La dernière chose qu’il me manquait était de créer un code Arduino pour que le microcontrôleur puisse agir en fonction des caractères qu’il reçoit. Ce code est disponible figure 39, mais dans cet exemple, je n’ai mis que le traitement de 4 caractères, l’un pour allumer et éteindre la DEL présente à la broche 15 (broche analogique) et l’autre pour allumer et éteindre la DEL présente à la broche 2 (broche numérique). 37 Rapport de stage Florian ECARD ‘led14’ et ‘led1’ sont respectivement les noms des broches 15 et 2. Plus tôt dans le code, on a aussi définit la vitesse de transmission du port série, qui reste 9600bits/sec. Dans la fonction loop(), on vérifie si une donnée est envoyé ou non sur le port série, si oui on va entamer le traitement du contenu, si non, le programme recommencera en boucle jusqu’à ce qu’une donnée soit présente. S’il y a présence de données, on va donc mettre dans la variable « valeur » le contenu du port série. On fera ensuite plusieurs tests les uns à la suite des autres. On peut aussi observer que les lignes de commande à entrer sont différentes en fonction du type de l’entrée (analogique ou numérique). FIGURE 39 : ALLUMER / ETEINDRE DES DELS Si le caractère dans la variable valeur est un ‘j’, alors le microcontrôleur placera la sortie de la ‘led1’ au niveau haut, c'est-à-dire qu’il devrait allumer la DEL. Si le caractère est un ‘l’, il éteindra la ‘led1’. Si c’est un ‘6’, le microcontrôleur placera la sortie analogique de la ‘led14’ au niveau haut un temps indéfini (255 est la durée maximum pour une échelle entre 0 et 255) et donc l’allumera. Si le caractère est un ‘9’ alors il éteindra la ‘led14’. 38 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 10 : TEST DE DELS VIA LE SITE WEB Dans cette figure 40, on voit la dernière étape de cette partie, il fallait qu’en cliquant sur ‘turn on’ j’arrive à allumer la DEL et à l’éteindre grâce à ‘turn off’. Un exemple plus lisible de ma page web se situe figure 29 et on peut voir figure 32 le code PHP nécessaire à l’envoi de données sur le port série. Ma tâche n’a pas été facile mais après avoir corrigé quelques erreurs j’y suis parvenu. Les 18 broches du microcontrôleur étaient donc parfaitement maîtrisées, il pouvait maintenant gérer la réception de données envoyées par le site web sur le port série et définir quelle action il devait faire en fonction du contenu, et ce, sur les 18 broches possibles. Je pouvais donc maintenant passer à la partie contenant de vrais appareils, j’ai commencé par essayer de faire marcher un poste radio. 39 Rapport de stage Florian ECARD 2.3.6 ALLUMER / ÉTEINDRE LE POSTE RADIO Ayant jusque maintenant réussi à tout faire marcher, il fallait passer sur de réelles machines, fonctionnant sous une tension de 220V et non pas seulement 3,2V. Seulement un problème c’était posé à moi, mon microcontrôleur ne délivrant qu’une tension de 5V, il fallait quelque chose pour pouvoir allumer et éteindre le poste radio sous une tension de 220V. Mon tuteur m’a donc proposé d’utiliser un relais électronique, ce qui permettrait de brancher le poste radio sur la partie puissance du relais et de mettre le microcontrôleur sur la partie commande de celui-ci. Plus d’explications sur les relais sont données dans la suite. Qu’est‐ce qu’un relais ? Un relais est un appareil dans lequel se situe une bobine et un interrupteur mécanique (relais électromécanique, celui qu’on utilisera) ou électronique (relais statique). La tension et le courant de commande (partie "Commande"), ainsi que le pouvoir de commutation (partie "Puissance") dépendent du relais, il faut donc correctement le choisir en fonction de l'application désirée. . Sur la figure 41, on peut voir la bobine dans la partie commande, quand celle-ci est parcourue par un courant suffisant, elle créée un champs magnétique qui attirera l’interrupteur qui est en position de repos (reliant les broches 3 et 4) à la position de marche (reliant les broches 3 et 5). Quand le courant circulant dans la bobine est arrêté, les contacts reprennent leur position de repos grâce à un ressort de rappel. FIGURE 11 : SCHEMA ELECTRIQUE D'UN RELAIS 40 Rapport de stage Florian ECARD Quelques avantages de ce relais : 1. Aucun ajout de bruit ou de distorsion. 2. Très grande isolation entre le circuit de commande et le circuit de puissance. 3. Possibilité de résoudre des problèmes d'automatisme de façon parfois plus simple qu'avec un circuit électronique. Quelques inconvénients de ce relais : C’est un élément de commande possédant une composante inductive non négligeable, provoquant une surtension importante lorsque le courant circulant dans la bobine est interrompu (c’est la loi de Lenz). Ce qui impose l'emploi d'au moins un composant de protection (j’ai utilisé une diode de roue libre) pour protéger le circuit de commande si ce dernier est de type électronique. 1. Présence de rebonds plus ou moins grands lors des commutations, le passage de l'état ON à l'état OFF (ou inversement) n'est pas direct. Le nombre de rebonds dépend du courant de commande circulant dans la bobine, ce nombre est en effet plus important quand ce courant de commande est bien inférieur ou bien supérieur à la valeur de courant spécifiée par le fabricant (appliquer une tension de commande de 8 V à un relais dont la tension nominale est de 12 V, peut le faire changer d’état, mais de façon moins franche et avec plus de rebonds). 2. Durée de vie plus courte si l’on effectue un nombre important de commutations (fatigue des contacts et du ressort de rappel, qui peut se "ramollir" ou même casser). 41 Rapport de stage Florian ECARD B rochage et description des relais utilisés J’ai eu à disposition 3 types de relais différents, le premier était un relais à déclenchement de 12V. Les deux autres sont des relais à déclenchement de 5V, seulement l’un dispose de 5 broches et l’autre de 6. La différence entre ces trois relais est expliquée dans la suite. Relais à déclenchement 12V On peut voir F igure 42 le relais 5 broches à déclenchement 12V : le V23086-C1001-A403. Le microcontrôleur délivrant une tension de 5V et ce relais changeant d’état pour 12V, je devais trouver une solution pour augmenter la tension. J’ai pensé à l’électronique que j’ai effectué à l’IUT et me suis souvenu de l’AOP, qui est un composant électronique permettant d’augmenter la tension d’entrée. FIGURE 12 : RELAIS A DECLENCHEMENT 12V ET AOP Je ne me suis pas penché longtemps sur cette option. En effet, même si j’arrivais à faire fonctionner mon montage avec ces composants, cela reviendrait beaucoup trop cher au MFI mais aussi ce serait beaucoup plus long à mettre en place (il y aurait un montage beaucoup plus compliqué que si on avait de simples relais à déclenchement 5V). J’ai donc demandé à mon tuteur de me fournir des relais à déclenchement 5V, et il m’en a donné deux types différents. Relais à déclenchement 5V avec 5 broches Visible figure 43, le relais 5 broches SRD-05VDC-SL-C. Il est capable de changer d’état sous une tension de 5V. Son schéma de câblage est visible figure 44, page suivante. FIGURE 13 : RELAIS A DECLENCHEMENT 5V AVEC 5 BROCHES 42 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 14 : SCHEMA DE CABLAGE DU RELAIS SRD‐05VDC‐SL‐C Relais à déclenchement 5V avec 6 broches Visible figure 45, le relais 6 broches SRS-05VDC-SH. Il est capable de changer d’état sous une tension de 5V comme le précédent. Son schéma de câblage est visible figure 46. La seule différence entre ces deux relais est que celui-ci peut disposer d’une deuxième source de puissance, mais dans le cadre de mon projet, je n’en ai eu aucune utilité, ils étaient donc identiques à mes yeux. FIGURE 15 : RELAIS A DECLENCHEMENT 5V AVEC 6 BROCHES FIGURE 16 : SCHEMA DE CABLAGE DU RELAIS SRS‐05VDC‐SH 43 Rapport de stage Florian ECARD Mise en place réelle du schéma de câblage Etant maintenant muni du bon matériel, j’ai pu commencer à cabler mes tests sur des équipements réels. Pour pouvoir brancher sur le montage le poste radio, il a fallu que je coupe en deux son câble d’alimentation et que j’y mette deux dominos, afin de pouvoir brancher le relais et le microcontrôleur entre eux. FIGURE 17 : BRANCHEMENT DU TEST A ECHELLE REELLE AVEC LE RELAIS SRS F igure 48, on peut voir le même résultat que la figure précédente mais avec le relais SRD, le branchement est donc un peu différent mais le résultat reste le même. 44 Rapport de stage Florian ECARD FIGURE 18 : BRANCHEMENT DU TEST A ECHELLE REELLE AVEC LE RELAIS SRD FIGURE 19 : BRANCHEMENT TOTAL DU TEST REEL 45 Rapport de stage Florian ECARD F igure 49, on peut voir le montage total effectué pour tenter de faire marcher le poste avec le microcontrôleur. Les résultats étaient plutôt positifs au début, j’arrivais à déclencher le poste radio avec le microcontrôleur. Seulement, un phénomène se produisait, je pouvais l’allumer mais au bout d’environ 10minutes mon poste s’éteignait. Pire, je pouvais l’allumer et l’éteindre une fois (avant les 10 minutes), mais il m’était impossible de le rallumer. J’ai donc fait quelques recherches et constaté que quand je coupais l’alimentation du relais, il y avait sûrement un pic de tension dû au changement brutal d’état. J’ai donc cherché une solution et l’ai trouvé : la diode de roue libre. Après quelques recherches plus approfondies, je me suis rendu compte que si un relais était connecté à un circuit électronique, il fallait absolument mettre en place une diode de roue libre pour protéger ce circuit. Heureusement pour moi, le microcontrôleur n’a pas cassé. J’ai donc demandé à mon tuteur une diode conseillée pour mon montage : une diode 1N4004, qui est une diode basique. FIGURE 20 : RELAIS SANS DIODE DE ROUE LIBRE FIGURE 21 : RELAIS AVEC DIODE DE ROUE LIBRE On peut voir ci-dessus que la diode de roue libre se place autour de la partie commande du relais. Après avoir installé cette diode, tout marchait correctement, je n’avais plus de problèmes avec le relais. Comme ultime test, j’ai laissé le poste tourner seul toute une journée et cela a marché. Mon projet de stage était donc terminé : j’avais rempli ma mission. 46 Rapport de stage Florian ECARD III. CONCLUSION GÉNÉRALE C’est dans cette 3ème partie que je vais vous présenter ma conclusion. J’aborderai premièrement ce que j’ai pensé de ce stage à point de vue personnel : mon ressenti, mes découvertes, ce que j’ai appris de ce pays et de sa culture. Dans un second temps, je dirai ce que j’ai appris professionnellement, c’est-à-dire que j’aborderai un point de vue plus technique de mon stage. Et pour finir j’expliquerai ce qu’il est possible de faire pour terminer mon projet, donc ce que je n’ai pas pu faire par manque de temps. 3.1 BILAN PERSONNEL Tout d’abord, ce stage m’a permis de beaucoup m’améliorer en Anglais. En effet, mis à part au MFI où une grande partie parle Français, je devais dans tous les autres cas parler en Anglais, ce qui m’a permis d’enrichir mon vocabulaire ainsi que de m’améliorer en compréhension et expression orale. Faire ce stage en Malaisie a été très enrichissant au point de vue culturel. J’ai découvert une ethnie ayant une culture et un mode de vie totalement différents de ce que je connaissais jusque maintenant. Au niveau du stage, j’ai découvert pour la première fois le monde de l’entreprise (même si j’étais toujours en université, je n’étais pas considéré comme un simple élève), les professeurs et membres de l’administration me traitant pour la plupart comme leur égal (j’avais même mon bureau personnel), bien que j’ai toujours montré beaucoup de respect et qu’une différence de connaissance entre nous restait nette. Cela m’a permis d’obtenir une toute vision du monde du travail. Sur un plan humain, l’intégration c’est tout de suite très bien passée. Le MFI m’a logé avec 4 autres Français dans une résidence universitaire, nous étions donc entourés de Malaisiens du MFI, et ils ont tous été très avenants, nous ont fait visiter le pays etc. C’est ce qui m’a permis de plus vite découvrir le mode de vie local ainsi que les coutumes existantes. Au niveau purement personnel, grâce à ce stage j’ai effectué des voyages durant mon temps libre, qui ont été très intéressant et qui m’ont fait découvrir des cadres de vies très variés. Effectuer son stage à l’étranger, et surtout dans un pays tel que la Malaisie a ouvert mon esprit sur le monde qui m’entoure. J’encourage chaque étudiant à effectuer son stage à l’étranger dans la mesure du possible et au corps enseignant de diriger leurs futurs stagiaires dans cette voie. 47 Rapport de stage Florian ECARD 3.2 BILAN PROFESSIONNEL Ces dix semaines ont été pour moi la première expérience professionnelle dans mon domaine d’études. Durant ce stage, j’avais pour mission de créer un site web permettant de gérer à distance les lumières de l’université à l’aide d’un microcontrôleur et d’un relais. Lors de ce projet, j’ai dû faire appel à beaucoup de mes connaissances informatiques et électroniques, mais j’ai aussi énormément appris. En électronique, il a fallu que j’apprenne à me servir et à programmer un microcontrôleur alors que je ne savais même pas à quoi ça servait avant d’arriver en Malaisie. J’ai aussi dû revoir les relais et les AOP, ce qui m’a permis de réviser les cours que j’ai eu lors de mon IUT et au lycée. En informatique, il a fallu que je révise aussi bien mes cours sur les sites web mais aussi mes cours de programmation en C pour programmer le microcontrôleur. Ce projet que j’ai réalisé aura été très enrichissant pour moi, j’ai dû faire preuve d’une grande méthodologie pour pouvoir avancer rapidement ainsi que de beaucoup d’autonomie car j’ai souvent été face à des problèmes et je devais trouver rapidement une solution, seul. Tout ce que j’ai fait au long de ce stage ne m’aura été que bénéfique. 48 Rapport de stage Florian ECARD 3.3 CE QU’IL RESTE À FAIRE La partie suivante de ce projet pourra être réalisée par les prochains stagiaires. En effet, il reste beaucoup de travail à accomplir. Ils pourront tester mes programmes à plus grande échelle et installer à taille réelle les lumières pouvant être gérées. Il faut aussi trouver une solution pour pouvoir lire sur le port série, par exemple en reprenant mes programmes et en les utilisant sur un serveur Linux car sous ce système d’exploitation il est possible d’utiliser une fonction à la classe php_serial.class pour pouvoir lire les données du port série. Il faudra aussi créer un autre programme afin qu’un microcontrôleur central puisse en contrôler 18 autres (18 car on peut utiliser 18 broches par microcontrôleur), et ainsi il y aura 324 lampes contrôlables. Si ce n’est pas assez, ils pourront en mettre un deuxième et ainsi avoir 630 lampes contrôlables, etc. Tout ceci représente une très grosse charge de travail, mais c’est un travail très intéressant pour de jeunes stagiaires comme moi. J’encourage donc quiconque voulant découvrir un nouveau cadre de vie, dans une université très accueillante, et aimant l’électronique et l’informatique à postuler pour la suite de ce projet. 49 Rapport de stage Florian ECARD BIBLIOGRAPHIE ET GLOSSAIRE BIBLIOGRAPHIE Présentation de la Malaisie : - http://fr.wikipedia.org/wiki/Malaisie Pour le téléchargement de la classe php_serial.class : - http://www.phpclasses.org/package/3679-PHP-Communicate-with-a-serial-port.ht ml Pour les renseignements sur Arduino : - http://arduino.cc Renseignements en général pour l’électronique et l’informatique : - http://www.siteduzero.com/ http://www.mon-club-elec.fr/ http://fr.wikipedia.org/ 50 Rapport de stage Florian ECARD GLOSSAIRE M F I : Malaysia France Institute. Uni K L : Universiti Kuala Lumpur. PH P : Hypertext Preprocessor. H T M L : HyperText Markup Language. CSS: Cascading StyleSheets. L E D: Light-Emitting Diod. D E L : Diode Elecro-Luminescente. L C D : Liquid-Cristal Display. A O P: Amplificateur OPérationnel. R O M : Read Only Memory. R A M : Random Access memory. E E PR O M : Electrically-erasable programmable read-only memory. C PU: Central Processing Unit. USB: Universal Serial Bus. 51 Rapport de stage Florian ECARD ANNEXES ANNEXE 1: DATASHEET RELAIS SRD ANNEXE 2 : DATASHEET RELAIS SRS ANNEXE 3 : DATASHEET RELAIS V23086 ANNEXE 4 : DATASHEET DE L’AOP ANNEXE 5 : MES CODES DU SITE WEB ANNEXE 6 : MES CODES DU LOGICIEL ARDUINO 52
