UNIVERSITE DE STRASBOURG
UFR Physique & Ingénierie
Presentation du projet de TER :
Realiser par:
JABLI SAID
HADDAD ANIS
en...
 Introduction
 Prise en main de la carte
 Pilotage de la vanne papillon
 Programmation de la liaison série USART
 Ide...
 L’objectif du projet
 Présentation générale du projet
 Le Schéma fonctionnel
 Présentation générale du projet
 L’objectif du projet
 Le Schéma Fonctionnel:
 Présentation générale du projet
 L’objectif du projet
 Schéma fonctionnel
La Carte électronique:
1)- Régulateur de tension 5V
2)- Pont H « NCV7729 »
3)- Capteur de Courant « LEM »
4)- Microcontrôl...
 La première fonction qu’on a tester
c’est l’allumage des 3 LEDS, à l’aide
d’un programme (en C),et la
configuration du r...
 La deuxième fonction: c’était de tester les 3 boutons poussoirs
avec les 3 LEDs.
 On’ a assembler les deux programmes (...
 La vanne papillon utilise un actionneur électro-mécanique.
 Il s’agit d’un simple circuit magnétique couplé à un
bobina...
 l’identification de la fonction de transfert de la vanne
papillon nécessite un signal spécifique, qu’on appel le
SBPA : ...
 La génération d'un signal PWM se fait en deux temps :
 On utilise un compteur qui fixe la fréquence du
signal à générer...
 Principe de fonctionnement :
 Le Timer:
Le timer utiliser sera donc le TIMER2
Formule pour calculer le PR2:
PR2 = 255
 Les registres associés au PWM et au Timer2:
INTCON, PIR1, PIE1, IPR1 qui sont des registres d’interruptions
du TIMER2 et...
 Organigramme récapitulatif
 Afin de piloter la vanne papillon: Nous allons utiliser un pont
H en utilisant les deux signaux PWM complémentaires
géné...
 Pour tester le fonctionnement du pont H , et le PWM: nous avons
réalisé un programme de configuration du microcontrôleur...
 Tableau Fonctionnel du Pont-H:
 Test du bon fonctionnement du Pont-H:
Utilisation d’une résistance de
Puissance
 Maintenant qu’on a réussie à alimenter la vanne grâce au PWM
et au pont nous devons maintenant identifier la fonction de...
 Nous devons donc mettre en œuvre L’USART.
 MODE = Full Duplex.
 Les registres principaux:
 Le bit SPEN du registre RC...
 USART :Universal Synchronous/Asynchronous
Transmitter/Receiver
 L’USART sur les PICs : est généralement utilisé pour le...
 Calcul de la vitesse de transmission:
 Nous souhaitons une vitesse de transmission égale à 115200
  115200 = Fosc/16(...
 La dernière étape:
 Une fois l’USART configurer nous avons testé son fonctionnement en
envoyant d’abord un Caractère « ...
 Schéma bloc simplifié de l'USART
 L’affichage des résultats ce fait sur l’hyper-terminal du PC(Putty)
 Les résultats seront afficher suivant un ordre pré...
 L’ADC est un convertisseur Analogique numérique qui convertie
une tension en un nombre numérique sur 10 bits.
 Avant de...
 Nous avons fixé une période d’échantillonage de 5ms.
 Afin d’arriver à fixer cette période on utilise le TIMER0
 t = (...
 Une fois les donnée reçus sur l’hyper-terminal nous devons être en
mesure de retrouver les valeurs initiales en volts.
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 avant d’aller chercher la méthode qu’on peut utiliser pour
identifier la fonction de transfert : on constate que notre
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 Dans cette section, le modèle est identifié grâce à des mesures
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 Le vecteur regressors en fonction des entrées/sorties précédentes
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 L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de
régression linéaires de clustering, classification et co...
 Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en « m »
groupes;
 Cette étape consiste à définir la répartition de v...
 L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de
régression linéaires de clustering, classification et co...
 Le modèle équivalant qu’on est censé trouver : s’écrit sous
forme d’une équation de 2nd ordre.
 Le choix du correcteur est baser sur le compromis de stabilité
du système et la robustesse.
 Le correcteur le plus reco...
 La dernière partie réalisée est la récupération des données
sur l’hyper terminal.
 Nous estimonss le temps restant afin...
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  1. 1. UNIVERSITE DE STRASBOURG UFR Physique & Ingénierie Presentation du projet de TER : Realiser par: JABLI SAID HADDAD ANIS encadrer par : Mr Philippe Celka
  2. 2.  Introduction  Prise en main de la carte  Pilotage de la vanne papillon  Programmation de la liaison série USART  Identification de la fonction de transfert du boitier papillon  Mettre en œuvre un correcteur numérique  Conclusion
  3. 3.  L’objectif du projet  Présentation générale du projet  Le Schéma fonctionnel
  4. 4.  Présentation générale du projet
  5. 5.  L’objectif du projet
  6. 6.  Le Schéma Fonctionnel:
  7. 7.  Présentation générale du projet  L’objectif du projet  Schéma fonctionnel
  8. 8. La Carte électronique: 1)- Régulateur de tension 5V 2)- Pont H « NCV7729 » 3)- Capteur de Courant « LEM » 4)- Microcontrôleur PIC18f4580 5)- Convertisseur CAN 6)- Quartz
  9. 9.  La première fonction qu’on a tester c’est l’allumage des 3 LEDS, à l’aide d’un programme (en C),et la configuration du registre TRISE.  Avant de commencer notre projet ,la prise en main de la carte était une étape très importante, dans le reste du projet, le but derrière c’était de se familiariser avec les différents fonctionnalité de la carte ,et feuiller dans la datashit, configuration du registre…
  10. 10.  La deuxième fonction: c’était de tester les 3 boutons poussoirs avec les 3 LEDs.  On’ a assembler les deux programmes (LED+B.poussoirs)dans un seul programme dans le but de se familiariser avec la configuration des registres du PIC18F(TRISD) .
  11. 11.  La vanne papillon utilise un actionneur électro-mécanique.  Il s’agit d’un simple circuit magnétique couplé à un bobinage et un rotor.  L’objectif de l’identification est de trouver un modèle liant la sortie « θ »,à la tension d’entrée U.
  12. 12.  l’identification de la fonction de transfert de la vanne papillon nécessite un signal spécifique, qu’on appel le SBPA : séquence binaire pseudo aléatoire.  SBPA: séquence binaire pseudo aléatoire: est programmée à l’aide PWM:du PIC18F4580.  PWM(pulse width modulation): signal génère à l’aide du PIC 18F avec un rapport cyclique variable
  13. 13.  La génération d'un signal PWM se fait en deux temps :  On utilise un compteur qui fixe la fréquence du signal à générer.  On compare en permanence la valeur du compteur à une valeur fixe qui permet de définir le rapport cyclique.
  14. 14.  Principe de fonctionnement :
  15. 15.  Le Timer: Le timer utiliser sera donc le TIMER2 Formule pour calculer le PR2: PR2 = 255
  16. 16.  Les registres associés au PWM et au Timer2: INTCON, PIR1, PIE1, IPR1 qui sont des registres d’interruptions du TIMER2 et du module ECCP TMR2, PR2, T2CON qui sont des registres du timer2 et enfin ECCPRL, ECCPRH et ECCPCON
  17. 17.  Organigramme récapitulatif
  18. 18.  Afin de piloter la vanne papillon: Nous allons utiliser un pont H en utilisant les deux signaux PWM complémentaires générer au préalable.  Le pont en H permet de contrôler la polarité de la tension aux bornes du moteur.  On actionne les commutateurs deux par deux soit A et D ou B et C pour pourvoir faire tourner le moteur dans un sens ou dans l’autre.
  19. 19.  Pour tester le fonctionnement du pont H , et le PWM: nous avons réalisé un programme de configuration du microcontrôleur et du pont H, puis nous avons utilisé une résistance de puissance et mesuré la tension à ces bornes pour différentes valeurs du rapport Cyclique.  L’objectif étant d’alimenter le moteur de la vanne avec une tension de 12V, Car on ne peut pas alimenter directement la vanne par le µC (le µC délivre une tension maximale de 5V).
  20. 20.  Tableau Fonctionnel du Pont-H:
  21. 21.  Test du bon fonctionnement du Pont-H: Utilisation d’une résistance de Puissance
  22. 22.  Maintenant qu’on a réussie à alimenter la vanne grâce au PWM et au pont nous devons maintenant identifier la fonction de transfert de la vanne.  Objectif : programmer une liaison série entre le µC et le PC(Putty).
  23. 23.  Nous devons donc mettre en œuvre L’USART.  MODE = Full Duplex.  Les registres principaux:  Le bit SPEN du registre RCSTA<7> et le bit TRISC<7> doivent êtres égaux mis à 1.  Le bit TRISC<6> doit êtres mis à 0 (Mode asynchrone).
  24. 24.  USART :Universal Synchronous/Asynchronous Transmitter/Receiver  L’USART sur les PICs : est généralement utilisé pour les communications circulant sans horloge de synchronisation ,un peu en « électron libre »  Les registres utiles sont : TXSTA,TXREG,RCSTA,RCREG,et SPBRG(pour régler la vitesse de transmission).
  25. 25.  Calcul de la vitesse de transmission:  Nous souhaitons une vitesse de transmission égale à 115200   115200 = Fosc/16(sprg+1)   SPRG = 10
  26. 26.  La dernière étape:  Une fois l’USART configurer nous avons testé son fonctionnement en envoyant d’abord un Caractère « C », puis le nombre « 4 » puis une chaine de caractères « Throttle Valve Control »  Activer les interruptions.  Charger les données dans le registre TXREG afin de commencer la transmission.
  27. 27.  Schéma bloc simplifié de l'USART
  28. 28.  L’affichage des résultats ce fait sur l’hyper-terminal du PC(Putty)  Les résultats seront afficher suivant un ordre prédéfini lors de la programmation du microcontrôleur. « Position – Courant – DutyCycle »  Les données reçus sur l’hyperterminal “Putty” seront sauvgardées sur un fichier excel afin qu’elles puissent être exploitable.
  29. 29.  L’ADC est un convertisseur Analogique numérique qui convertie une tension en un nombre numérique sur 10 bits.  Avant de pouvoir utiliser l’ADC il faut le configurer, pour ce faire on configure les registres ADCON0 : control le module et définie les « channels ». ADCON1 : configure la fonction de chaque port. ADCON2 : configure la source de l’horloge et le temps d’acquisition.
  30. 30.  Nous avons fixé une période d’échantillonage de 5ms.  Afin d’arriver à fixer cette période on utilise le TIMER0  t = (65536 – 53036) * (1/(20000000/4)*2(prescaler=1/4))   t = 5 ms
  31. 31.  Une fois les donnée reçus sur l’hyper-terminal nous devons être en mesure de retrouver les valeurs initiales en volts.  Pour ce faire nous avons exploité les datasheet de l’ADC(conversion sur 10 bits) et du capteur de courant (LEM_LTS6NP).
  32. 32.  avant d’aller chercher la méthode qu’on peut utiliser pour identifier la fonction de transfert : on constate que notre système est un système dynamique hybride.  Systèmes dynamiques hybrides : interactions entre comportement continu et comportement événementiel. Ce sont en général des systèmes comportant des phases ou des modes de fonctionnement, des transitions, des commutations, etc.  Quelques exemples : robots, système multi-agents, système embarquer…
  33. 33.  Dans cette section, le modèle est identifié grâce à des mesures d'entrée et de sortie.  Cette méthode utilise les clusters , des techniques de classification et d'identification linéaire, qui permet aux sous- modèles affines à être identifiés.  Systèmes hybrides, pure abstraction de modélisation : partitionnement de l’espace de fonctionnement d’un système non-linéaire en des régions disjointes Modèles Affines par Morceaux.(voici la caractéristique statique de notre vanne)
  34. 34.  Pour l'identification des modèles PWA, nous avons utilisé les données d'entrée / sortie et nous avons besoin d'une description d'entrée / sortie. Nous considérons que les sous –model sont linéaire par morceaux (‘’m’’ sous-modèles d'ordre na et nb) .  U/Y: entrer/sortie. fi: coefficient de frottement 𝝴 :Bruit blanc de valeur moyenne nul
  35. 35.  Le vecteur regressors en fonction des entrées/sorties précédentes  Le vecteur paramètre pour les sous-model Mi
  36. 36.  L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de régression linéaires de clustering, classification et consiste en cinq étapes :  Construire de petites groupes de données d'origine;  Identification des vecteurs de paramètres locaux, basés sur chaque groupe;  Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en m groupes;  Classer les données d'origine (y (k), u (k));  Estimer le paramètre « θi » de sous-modèles Mi.
  37. 37.  Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en « m » groupes;  Cette étape consiste à définir la répartition de vecteur paramètre .elle nécessite la méthode de classification qui s’appel K-means.(voila un organigramme qui décrit les différentes étapes du K-means)
  38. 38.  L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de régression linéaires de clustering, classification et consiste en cinq étapes :  Construire de petites groupes de données d'origine;  Identification des vecteurs de paramètres locaux, basés sur chaque groupe;  Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en m groupes;  Classer les données d'origine (y (k), u (k));  Estimer le paramètre « θi » de sous-modèles Mi.
  39. 39.  Le modèle équivalant qu’on est censé trouver : s’écrit sous forme d’une équation de 2nd ordre.
  40. 40.  Le choix du correcteur est baser sur le compromis de stabilité du système et la robustesse.  Le correcteur le plus recommander  RST  Le correcteur algébrique RST sera comme solution pour remédier aux perturbations.
  41. 41.  La dernière partie réalisée est la récupération des données sur l’hyper terminal.  Nous estimonss le temps restant afin de finaliser le projet.  À un Temps maximal de deux semaines.

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