DÉTECTEUR DE MOUVEMENT, DE PASSAGE OPTOÉLECTRONIQUE

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1 CENTRAL MEDIA PROJET Réf. DÉTECTEUR DE MOUVEMENT, DE PASSAGE OPTOÉLECTRONIQUE Version 3.00

2 AVANT PROPOS Ce projet est étudié en tenant compte de son aspect ludique et éducatif pour les ateliers de technologie. Chaque élève apprend à réaliser un projet dans les conditions réelles d 'une entreprise. Central Media fabrique tous ses projets dans un seul souci : vous donner une entière satisfaction par des contrôles stricts et rigoureux. Nous sommes toujours à votre disposition En cas de doute, d'hésitation ou d'explication supplémentaire n'hésitez pas à contacter nos services technique et assistance. Par téléphone : Par fax : Par support@centralmedia.fr 2 2

3 - SOMMAIRE - I : OBJECTIF I-1 : Etude de base I-2 : Définition du besoin I-3 : Désignation du produit II : ETUDE DE LA FAISABILITE II-1 : Fonctionnalité II-2 : Critères d ' appréciation II-3 : Facteurs de succès III : DOSSIER TECHNIQUE III-1 : Diagramme structurel III-2 : Schéma électronique III-3 : Principe de fonctionnement III-4 : Nomenclature IV : DÉFINITION DES ÉLÉMENTS IV-1 : Le son IV-2 : La cellule photoélectrique IV-3 : Le circuit intégré CENTRAL MEDIA

4 V : REALISATION PRATIQUE V-1 : Opération de brasure V-2 : Opération d ' implantation des composants V-3 : Perçage du circuit imprimé V-4 : Opération d'usinage du boîtier VI : FABRICATION VI-1 : Typon VI-2 : Synoptique d ' implantation des composants VI-3 : Gamme de montage VII : TEST TECHNIQUE VIII : REGLAGE ANNEXES Fiche 1 : Kits disponibles Notes personnelles Etude de qualité Suggestions personnelles 4 4

5 Détecteur de Mouvement, de Passage Optoélectronique I : OBJECTIF Toute fabrication ou création répond à un besoin. Un industriel ne construit pas n ' importe quoi et n ' importe comment, sans cibler avant tout les besoins de ses clients. La fabrication d'un objet sans étude préalable, risque de conduire financièrement l' entreprise vers un échec : aucune garantie de vente du produit et de production n'est assurée. I - 1 : Etude de base De nos jours, de nombreux locataires décident de s'équiper de détecteur de mouvement, de passage optoélectronique pour assurer la tranquillité et la sécurité des lieux dans lesquels ils séjournent. Ainsi chaque locataire pourra " être averti " et " filtrer " les visiteurs qui se présenteront à eux. La pose du détecteur de mouvement ou de passage optoélectronique peut soulever certains problèmes : lieux non adaptés, travaux de pose difficiles, etc.. Une entreprise décide de réaliser un détecteur de mouvement, de passage optoélectronique, facile à poser instantanément, n'importe où et sans aucune mise en oeuvre. Véritable oeil électronique qui surveillera en permanence une zone d'accès et qui préviendra le locataire par une douce mélodie. Le détecteur de mouvement optoélectronique pourra aussi bien contrôler une chambre d'étudiant, l'entrée d'un magasin, l'entrée principale d'une maison... I - 2 : Définition du besoin Le bureau d'étude analyse l'idée pour répondre aux attentes du client. Le projet répond à un besoin: prévenir de façon audible de l'arrivée d'une tierce personne. 5 5

6 Il est pratique car n'importe quel personne, même un enfant, peut s'en servir. La pose est réduite au minimum, sans la moindre difficulté. De plus, l'usage d'une multimélodie est plus agréable qu'une monomélodie qui finit par lasser. I - 3 : Désignation du produit PASSAGE OPTOÉLECTRONIQUE 6 6

7 II : ETUDE DE LA FAISABILITÉ Une fois le besoin ciblé, il reste à l ' entreprise à définir les caractéristiques du produit et ses éventuelles contraintes techniques. Une entreprise est limitée par sa structure. Elle ne peut pas construire n'importe quoi et n'importe comment. Elle réalise un prototype, pour garantir la faisabilité du produit, par la rédaction d'un cahier des charges. II - 1 : Fonctionnalité La fonctionnalité est l'action de définir toutes les applications prévues par le produit : - faible consommation - réglage de la sensibilité - multimélodies - possibilité de commander le détecteur de mouvement par un poussoir externe - interrupteur marche / arrêt II - 2 : Critères d ' appréciation Les critères d'appréciation définissent les attentes du client face au produit : - détection du passage par l'emploi d'une cellule photoélectrique appelée aussi photorésistance - orientation et définition de la zone de contrôle de passage par l'usage d'un canon directionnel - réglage de la sensibilité de la cellule photoélectrique ( ce qui permet de définir la distance d'approche qui déclenche le détecteur de mouvement optoélectronique dans la zone de passage ). - restitution sonore claire, distincte et forte 7 7

8 II - 3 : Facteurs de succès Les facteurs de succès sont l'ensemble des remarques d'appréciation du client face au produit : - émission sonore puissante - réglage de la sensibilité - consommation faible, ce qui assure une grande autonomie - multimélodies - interrupteur marche/arrêt - transportable et peu encombrant - mise en oeuvre très facile - excellente qualité sonore 8 8

9 III : DOSSIER TECHNIQUE Le cahier des charges et celui du besoin définis, reste à l ' entreprise à élaborer le dossier technique. Ce dossier permet de comprendre les diverses fonctions du module proposé : dans son usage, dans son fonctionnement global et dans son principe. Le dossier technique coordonne les divers services internes de l ' entreprise. III - 1 : Diagramme structurel Mise en marche Contrôle de la zone de passage non Détection de passage? oui Déclenchement d'une seule mélodie Ré-initialisation automatique du module après la mélodie Arrêt général 9 9

10 III - 2 : Schéma électronique LDR R3 RAV R Central Media R2 TR Pile de 1,5 V - Pile de 1,5 V + HP INT 10 10

11 III - 3 : Principe de fonctionnement Le principe de fonctionnement est la description littérale du schéma électronique. Le principe de détection du passage utilise la propriété physique d'une cellule photoélectrique sensible au variation de lumière. Un circuit intégré spécial " CENTRAL MEDIA " receuille et analyse les informations envoyées par la cellule photoélectrique. A partir d'un seuil, le circuit intégré déclenche le générateur interne de mélodies. A la fin de chaque mélodie un nouveau cycle est ré-initialisé avec la mélodie suivante ( 12 mélodies différentes ). La sortie du générateur de mélodies est directement amplifiée par un transistor et restituée de manière sonore par un haut parleur. L'ensemble permet de réaliser un détecteur de mouvement optoélectronique audible et puissant. Une résistance variable ajuste la sensibilité de la cellule photoélectrique, ce qui permet d'ajuster la distance de contrôle du passage. Le champ de détection de la cellule photoélectrique est canalisé par un cylindre, évitant ainsi des lieux géométriques trop grands ou imprécis et par conséquent des déclenchements intempestifs ou aléatoires. Nota : pour atténuer la puissance sonore du détecteur optoélectronique il faut agir sur la résistance R2 et augmenter sa valeur jusqu'à 4.7 KΩ maxi

12 III - 4 : Nomenclature R1 1 Résistance au carbone - 1/4 Watt 200 KΩ R2 1 Résistance au carbone - 1/4 Watt 150 Ω R3 1 Résistance au carbone - 1/4 Watt 22 KΩ RAV 1 Résistance ajustable verticale 50 KΩ TR 1 Transistor bipolaire NPN LDR 1 Cellule photoélectrique Φ 5 mm CM Circuit intégré Central Média CENTRAL MEDIA SU16 1 Support de circuit intégré 16 pins INT 1 Interrupteur miniature à glissière Vis2 2 Vis de fixation de l'interrupteur ECR2 2 Ecrou pour Vis2 C.I. 1 Circuit imprimé dim = 58 x 27 mm HP 1 Haut parleur Φ 55 mm 8 Ω - ( déjà fixé ) CAP 1 Cylindre plastique noir long = 15 mm FIL 1 1 Fil rouge long = 100 mm FIL 2 2 Fil noir pour haut parleur long = 100 mm CP 1 Coupleur de piles COVT 1 Coquille avant COAR 1 Coquille arrière Vis1 4 Vis d'assemblage des deux coquilles Rep. Nb. Désignation Observation 12 12

13 IV : DÉFINITION DES ÉLÉMENTS Le prototype utilise des éléments dans sa conception et sa mise au point. Ceci nécessite une définition pour chaque phase successive de fabrication. Elles serviront de base pour la fabrication de l'objet par l'entreprise. IV - 1 : Le son Le son est un phénomène physique vibratoire. Il possède une amplitude et une fréquence. Le signal acoustique se constitue d une succession d air compressé et décompressé qui se propage de façon longitudinale. On définit la fréquence sonore par le nombre de zones de pression et de dépression qui circulent en une seconde. L amplitude dépend directement de la force de la pression ou de la dépression exercée par le signal sonore. Lorsque l oreille perçoit cette différence de variation de pression et de dépression cela donne lieu à une sensation sonore. IV - 2 : La cellule photoélectrique C'est un composant électronique nommé aussi photorésistance dont la particularité est de faire varier sa résistance en fonction de la lumière ambiante. Ainsi lorsque l'intensité lumineuse est grande sa résistance ohmique est faible. Inversement pour un faible éclairement sa résistance augmente. IV - 3 : Le circuit intégré CENTRAL MEDIA C'est un circuit intégré développé par la société CENTRAL MEDIA pour des applications spécifiques à ce type de projet. Il est composé d'un comparateur de tension, d'un générateur de mélodies et d'un préamplificateur. Alimenté en très basse tension et de très faible consommation, ce composant électronique est d'une très grande qualité et de fiabilité. Il est présenté sous forme DIL ( Dual in Line ) de 16 pins

14 V : RÉALISATION PRATIQUE V - 1 : Opération de brasure Pour réaliser une brasure, il suffit de chauffer l ' ensemble des parties métalliques des éléments à assembler. Puis de faire fondre du fil dit à " souder " sur les conducteurs. Une bonne brasure se reconnaît à son aspect clair et brillant. Procédure qui ne doit pas dépasser plus de 4 secondes les temps de chauffe. - maintenir le fer à souder comme un stylo - chauffer à l'aide de la pointe du fer à souder en la plaquant sur la pastille cuivrée et la patte du composant simultanément - approcher le fil d'étain jusqu'au contact avec la pointe du fer à souder et la patte du composant - l'étain se répand par fusion, puis retirer le fil d'étain lorsque le dépôt est suffisant - ôter le fer à souder - vérifier la brasure - dans le cas d' une mauvaise brasure : chauffer la brasure en question puis à l'aide de la tresse ou de la pompe à dessouder retirer la brasure. Attendre quelques instants, et recommencer l'opération de brasure. V - 2 : Opération d ' implantation des composants Les insertions des résistances, du transistor, du support de circuit intégré,... sont assez aisées : à l ' aide d' une pince plate on cintre les divers éléments. Avec une pince coupante plate on coupe les connexions débordantes de façon à ce qu' elles ne dépassent pas de plus de 1 mm par rapport à la surface cuivrée

15 V - 3 : Perçage du circuit imprimé - percer au Φ = 1.2 mm - percé au Φ = 0.8 mm Vue face cuivrée 15 15

16 V - 4 : Opération d'usinage du boîtier V.4.1 Perçage de la coquille arrière - Prendre le boîtier, dévisser les 4 vis et dessouder les deux fils sur le haut-parleur ( ceux-ci ne nous serviront pas dans la suite du projet ) - Percer le côté de la coquille arrière comme indiqué sur le schéma ci-dessous φ 2.5 φ φ 2.5 φ Vue face arrière de la coquille arrière Vue de côté de la coquille arrière 16 16

17 V.4.2 Perçage de la coquille avant - Percer la coquille avant comme indiqué sur le schéma ci-dessous Φ 7 Vue face avant de la coquille avant 17 17

18 VI : FABRICATION VI - 1 : Typon Vue face cuivrée Vue côté composants 18 18

19 + VI - 2 : Synoptique d 'implantation des composants ( transistor T1 : version "PH 2222A" ) Coupleur de piles CP - Interrupteur miniature à glissière INT fil rouge fil rouge fil noir R1 CENTRAL MEDIA CM RAV R2 c b T1 e R3 LDR fil noir fil noir - + Haut - Parleur 19 19

20 + VI - 2 : Synoptique d 'implantation des composants ( transistor T1 : version "MPS 2222A" ou " PN 2222A " ) Coupleur de piles CP - Interrupteur miniature à glissière INT fil rouge fil rouge fil noir R1 CENTRAL MEDIA CM RAV R2 c b T1 e R3 LDR fil noir fil noir - + Haut - Parleur 20 20

21 VI - 3 : Gamme de montage VI Braser le support de circuit intégré à 16 broches Support du circuit intégré Vue côté composants 21 21

22 VI Braser les résistances et la résistance variable RAV Nota : la résistance R3 est brasée en tête d'épingle comme indiqué sur le schéma ci-dessous R R1 RAV R2 R3 Vue côté composants 22 22

23 VI.3.3.a - Prendre le transistor réf T1, relever la référence inscrite sur le transistor et l'implanter selon un des deux cas suivants : "PH 2222A" suivre l'implantation fig.a "MPS 2222A" ou "PN 2222A" suivre l'implantation fig.b - Repérer son emplacement sur le circuit imprimé - Braser les pattes du transistor réf T1 en respectant la polarité - Braser la cellule photoélectrique réf LDR à une hauteur de 12 mm par rapport au circuit imprimé afin de pouvoir la coucher par la suite, comme indiqué sur le schéma ci-dessous Astuce pour positionner la LDR à une hauteur de 12 mm par rapport à la surface du circuit imprimé : - réaliser un gabarit à partir d'un morceau de carton fin (hauteur 12 mm, longueur 30 mm) - intercaler celui-ci entre les pattes de la LDR et le circuit imprimé - braser la LDR - ôter le carton - couper les pattes débordantes de la LDR du côté face cuivrée - plier les pattes de la LDR à 90 de façon à ce que la " tête " de celle-ci soit à une hauteur de 1 mm par rapport à la surface du circuit imprimé Fig.a c b T1 e Vue côté composants LDR Collecteur réf T1 Version "PH 2222A" Base Emetteur 23 23

24 VI.3.3.b Emetteur Base réf T1 Version "MPS 2222A" ou " PN 2222A "ou "KSP 2222A" Collecteur Fig.b c b T1 e Vue côté composants LDR 24 24

25 VI Prendre les 2 fils noirs réf FIL 2, dénuder leur extrémités respectives sur une longueur de 3 mm puis étamer les - Braser un fil noir réf FIL 2 sur le circuit imprimé réf C.I. au point dénommé ici " HP+ ", comme indiqué sur le schéma ci-dessous - Braser le deuxième fil noir réf FIL 2 sur le circuit imprimé réf C.I. au point dénommé ici " HP- ", comme indiqué sur le schéma ci-dessous - Braser les deux extrémités libres des deux fils noirs sur le haut-parleur (il n'y a pas de sens à respecter sur le haut-parleur) HP+ HP- Vue côté composants FIL 2 FIL Haut - Parleur 25 25

26 VI Prendre le fil rouge provenant du coupleur de piles réf CP et le braser au plot central de l'interrupteur miniature à glissière réf INT - Prendre le fil noir provenant du coupleur de piles réf CP et le braser au point indiqué " A- " sur le schéma ci-dessous - Prendre le fil rouge réf FIL1 le dénuder, l'étamer aux deux extrémités, puis braser une extrémité au point indiqué " A+ " sur le schéma ci-dessous - Braser l'autre extrémité du fil rouge réf FIL1 à l'un des deux autres plots libres de l'interrupteur miniature à glissière réf INT Coupleur de piles CP - Interrupteur miniature à glissière INT + fil rouge fil rouge fil noir A- A+ Vue côté composants 26 26

27 VI Fixer l'interrupteur miniature à glissière réf INT à l'intérieur de la coquille arrière à l'aide des deux vis réf Vis2 et des deux écrous réf ECR2 Vis2 ECR2 Interrupteur à glissière réf INT Vue interne de la coquille arrière 27 27

28 - + VI Fixer le coupleur de piles ( fils vers le bas ) au fond de la coquille arrière à l'aide de la colle thermofusible ou cyanocrylate, comme indiqué sur le schéma ci-dessous On peut également utiliser un morceau de scotch double face Vue interne du fond de la coquille arrière 28 28

29 VI a ) Emboîter le cylindre réf CAP dans le trou de passage prévu à cet effet dans la coquille avant comme indiqué sur le schéma ci-dessous - b ) Avec votre doigt poussez le cylindre pour l'aligner avec la face avant L'ajustement du cylindre est tel que celui-ci glisse par frottement. Cylindre réf CAP Vue face avant de la coquille avant a ) b ) Alignement 29 29

30 - + VI Enficher le circuit intégré réf CENTRAL MEDIA sur son support - Placer les deux piles LR03 ou R03 dans le coupleur de piles - Glisser le circuit imprimé au bas de la coquille arrière sous les cheminées de guidage - Approcher la coquille avant et glisser la cellule photoélectrique réf LDR à l'intérieur du cylindre réf CAP - Avancer encore la coquille avant et intercaler le circuit imprimé entre le bas du cylindre réf CAP et la face inférieure de la coquille avant - Emboîter et fermer le boîtier - Fixer les deux coquilles avec les 4 vis de réf Vis1 Vis de réf Vis cheminées de guidage LDR Vue de côté Coquilles assemblées Vue interne de la coquille arrière 30 30

31 VII : Test Technique Le produit sera mis en vente, il devra au préalable subir des tests techniques, qui assureront son mode d'emploi et la rédaction de sa notice d ' utilisation, ainsi que la notice technique pour d'éventuelles réparations. VIII : Réglage Compte tenu que la détection est réalisée par cellule photoélectrique veillez à ce que le lieu ne soit pas sous exposé ( trop sombre ) ou sur exposé ( face à la fenêtre ou à une source lumineuse trop intense ) La résistance ajustable verticale interne de réf RAV permet de contrôler la sensibilité de la cellule photoélectrique. - Placer le détecteur de mouvement, de passage optoélectronique à l'endroit à surveiller en position arrêt - Ne pas se mettre devant le détecteur de mouvement optoélectronique - Prendre le petit tournevis et tourner la résistance ajustable vers la droite jusqu'en butée - Mettre le détecteur de mouvement optoélectronique en marche à l'aide de l'interrupteur à glissière réf INT - Revenir lentement en arrière vers la gauche avec le petit tournevis jusqu'à ce que le détecteur de mouvement optoélectronique se déclenche - Arrétez le détecteur de mouvement optoélectronique - Revenir vers la droite très légèrement ( le point de réglage est très proche ) - Remettre le détecteur de mouvement optoélectronique en marche et faire un test - Affiner le réglage si le déclenchement n'est pas correcte trou de passage du tournevis pour le réglage de la résistance variable RAV

32 Kits disponibles Aéropropulseur 6 ème Alarme de voyage Alarme LDR (optoélectronique) ( 2 projets différents ) Alarme par contact (mécanique) Alarme magnétique Alimentation et chargeur solaire Amplificateur téléphonique Basket Ball électronique ( 2 projets différents ) Carillon musical Carte musicale Chargeur solaire Chenillard Dé électronique Détecteur de mouvement Emetteur FM Enceinte amplifiée pour baladeur ( 12 projets différents ) Feu arrière de stop pour vélo Feu arrière de stop + clignotant + position pour vélo Flash ( 3 projets différents ) Fontaine lumineuse «Arc-en-ciel» Golf musical électronique Hand Skate board + finger Skate Board ( 2 projets différents ) Horloge + porte-stylo + bloc-note Horloge Pyramide «Arc-en-ciel» Horloge solaire Interphone duplex Karaoké Kits d énergie solaire éducatif ( 11 projets différents ) Module tout terrain Motoréducteur (2 projets ) Porte-clés lumineux ( 2 projets différents ) Porte-clés siffleur et lumineux Quad 6 ème Radio FM Robot programmable Robot suiveur de ligne Robot suiveur de lumière Robot 6 ème éviteur éviteur d obstacle ( 8 versions différentes ) Robot «Moustache» éviteur d obstacle Robot «Explorer» éviteur d obstacle Robot «Explorer» suiveur de ligne Robot «Explorer» télécommandé Robot «lunaire» sonore Robot «lunaire» suiveur de lumière Robot solaire 6 ème "éviteur d'obstacle" Set de bureau Set de bureau rotatif Soucoupe magique «Arc-en-ciel» Thermomètre Vélo modèle réduit Voiture solaire 6 ème Nouveauté 2009/2010 Quad avec feux avant + remorque + jet ski Maison 5éme avec de vraies briques Maison écologique (3 projets différents) Eolienne Champ éolien 32 32

33 CENTRAL MEDIA 116, avenue Aristide Briand LE BLANC MESNIL Cedex Tél Fax :