Rapport final

Université du Québec à Chicoutimi
MODULE D’INGÉNIERIE
GÉNIE ÉLECTRIQUE
6GIN555 – PROJET DE SYNTHÈSE EN INGÉNIERIE
Rapport final
2011-256
Système de positionnement GPS pour panneaux solaires
Préparé par
DUBÉ DANIEL
CÔTÉ SHAWN-YANNICK
Pour
Hung Tien Bui, ing., Ph.D.
Université du Québec à Chicoutimi
20 avril 2012
CONSEILLER : Hung Tien Bui, ing., Ph.D.
COORDONNATEUR : Jacques Paradis, ing.

Approbation du rapport final pour diffusion
Nom du conseiller
Date
Signature

Remerciements
L’équipe aimerait tout d’abord remercier Monsieur Hung Tien Bui, professeur en génie électrique au
département des sciences appliquées de l’Université du Québec à Chicoutimi. Étant le conseiller de notre
projet, il a su nous guider et nous livrer des conseils pertinents tout au long de la réalisation de ce projet.
Il nous a accordé beaucoup de son temps et nous en sommes reconnaissants.
Nous souhaitons également remercier Messieurs Francis Deschênes et Richard Martin, techniciens au
département des sciences appliquées de l’Université du Québec à Chicoutimi. Ils nous ont aidés avec des
conseils éclairés ainsi que de bonnes idées.
Nous ne voulons surtout pas oublier les promoteurs de ce projet, Messieurs Jonathan Poirier et Alexandre
Brassard, pour nous avoir permis de travailler sur un beau défi qui a contribué à approfondir nos
connaissances.
Shawn-Yannick Côté
Daniel Dubé

Résumé
Résumé de la problématique et
des objectifs
Avec le rendement croissant des panneaux solaires photovoltaïques ainsi que leur prix
continuellement à la baisse, le promoteur du projet désirait utiliser cette source d’énergie
renouvelable pour alimenter en énergie électrique des endroits isolés, tels que des
campements forestiers. Cependant, afin d’augmenter la puissance délivrée et donc le
rendement global d’un tel système, la mise au point d’un prototype permettant le suivi
constant du Soleil est nécessaire.
Il s’agit donc d’utiliser un récepteur GPS pour acquérir les diverses informations de temps et
de lieux requises, puis de les traiter avec un microcontrôleur et des équations
trigonométriques. Ce prototype électronique doit permettre, à terme, de contrôler les deux
axes de positionnement du prototype mécanique prêté par le promoteur.
Résumé du travail réalisé
Tout d’abord, une familiarisation avec le sujet a été nécessaire, surtout au niveau des
équations de la position du Soleil et des récepteurs GPS. Puis, un survol des technologies
utilisables a été réalisé avant de commencer les étapes suivantes de conception :
 Réalisation d’un simulateur de signal GPS avec Visual Basic;
 Recherche des équations de position solaire et validation avec MATLAB;
 Calculs des bilans de puissance, des filtres et échauffement des pièces;
 Modélisation de la position du panneau en fonction de la rétroaction des vérins;
 Programmation en langage C du microcontrôleur 8 bits avec MPLAB IDE;
 Sélection des composantes du prototype (GPS, boîtier, alimentation, etc.);
 Réalisation du circuit imprimé avec Altium;
 Essais finaux de validation.
Résumé des conclusions
Un prototype complet adapté aux besoins du promoteur a été réalisé. En omettant les
limitations mécaniques du support physique, le système est capable de suivre le Soleil à la
trace, peu importe le moment de l’année, de la journée et du lieu sur la planète. Ceci a été
possible avec l’utilisation du système GPS, ainsi que de quelques équations mathématiques
implantées dans le microcontrôleur. Afin d’accompagner cette polyvalence de
fonctionnement, le prototype électronique a été conçu pour résister et fonctionner autant dans
les milieux nordiques que dans les endroits très chauds. Des tests variés, effectués à l’aide
d’un simulateur de signal GPS et du logiciel MATLAB, ont permis de détecter et de corriger
des lacunes et des opérations réalisées de façon incorrecte par le code imaginé par les
concepteurs. Avec ces diverses vérifications, il est possible d’affirmer avec une bonne
certitude que le produit livré est apte à remplir les exigences du promoteur.

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Table des matières
I Introduction .......................................................................................................................... 1
I.1 Contexte du projet ..................................................................................................... 1
I.2 Limites et logiques des enchaînements ..................................................................... 1
I.3 Finalité des travaux présentés.................................................................................... 1
II Présentation du projet .......................................................................................................... 2
II.1 Description de l’équipe de travail ............................................................................. 2
II.2 Objectifs généraux et spécifiques du projet............................................................... 3
II.3 Problématique et état de l’art reliés au projet ............................................................ 6
III Aspects techniques et éléments de conception relatifs au projet ......................................... 8
IV Bilan des activités .............................................................................................................. 53
IV.1 Arrimage formation pratique/universitaire .............................................................. 53
IV.2 Travail d’équipe ...................................................................................................... 54
IV.4 Analyse et discussion .............................................................................................. 57
V Conclusion et recommandations ........................................................................................ 59
Bibliographie ............................................................................................................................... 61
Glossaire ...................................................................................................................................... 62
Annexe 1 (Code de simulation MATLAB) .................................................................................... 63
Annexe 2 (Code du microcontrôleur) .......................................................................................... 64
Annexe 3 (Code Visual Basic du simulateur GPS) ........................................................................ 74
Annexe 4 (Éléments abandonnés) .............................................................................................. 75
Annexe 5 (Procédure de fonctionnement) ................................................................................. 80
Annexe 6 (Diagramme de décision) ............................................................................................ 81