Projet Electronique Serrure Codée GROUPE PROJET : PUAGNOL Jean Paul AITOUAKLI Yazid HU Shiqi CHANVOEDOU Nathanaël

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1 Projet Electronique Serrure odée GROUPE PROJET : PUGNOL Jean Paul ITOUKLI Yazid HU Shiqi HNVOEOU Nathanaël Projet Electronique-2008 Fontanet-15

2 SOMMIRE I. Présentation... 3 II. iagramme sagittal... 3 III. Schéma fonctionnel de niveau IV. Schéma fonctionnel de 1er degré... 4 V. Préparation et organisation du travail Préparation de l étude Organisation du groupe de travail... 4 VI. Etude de la solution technique Présentation du circuit intégré éfinitions des composants et leurs valeurs... 5 a) Le LS 7223 :... 5 b) lavier :... 5 c) Le d) Les L.E e) Interfaçage de puissance Prototype... 8 a) Principe de fonctionnement :... 8 b) Le mode programmation Réalisation et fabrication a) La création du schéma : b) Voir nnexe (ossier complet de la réalisation) VII. onclusion Projet Electronique /13- Fontanet-15

3 INTROUTION fin de matérialiser les connaissances acquises en cours d électronique, nous avons pour objectif de réaliser un projet. e projet va nous donner l occasion de se familiariser avec les outils instrumentations et informatiques (O, simulation, P, etc.) et surtout d opérer à une étude détaillée et à une réalisation. Le choix de notre projet s est porté sur la réalisation d une serrure codée qui est un choix aléatoire. Projet Electronique /13- Fontanet-15

4 I. Présentation Une serrure codée permet de mettre fin à l utilisation de clefs et de copies multiples. Ça évite le changement de serrure dans certains cas, mais tout simplement de changer le code afin d interdire l accès. Toutes personnes ayant un code accès pourront procéder à l ouverture de cette porte. Si le code est correct le relais colle une led s allume pendant un temps prédéfini. ans le cas contraire où le code est erroné le système se réinitialise aussitôt. II. iagramme sagittal Usager Porte Entrée du ode SERRURE OEE ommande de la Gâche électrique ccéder de l autre coté III. Schéma fonctionnel de niveau 1 Entrée du ode UTORISTION ES ommande de la gâche électrique Fonction d usage : la serrure codée commande la gâche électrique d une porte pendant une durée prédéterminée et ainsi autorise l accès aux usagers si le code secret entré est correct. Projet Electronique /13- Fontanet-15

5 IV. Schéma fonctionnel de 1er degré Entrée du code cquisition du code FP1 IN VL nalyse du code et gestion du mode de fonctionnement FP2 PROG NORML RZ ommande de la gâche électrique Interfaçage de puissance FP4 ode mémorisé Mémorisation de code FP3 V. Préparation et organisation du travail 1. Préparation de l étude hoix de la solution technique. ompréhension du data sheet du composant. éterminations des valeurs des composants. 2. Organisation du groupe de travail fin de bien mener cette étude, nous avons mis en place un carnet de bord projet (nnexe 1) pour que toutes les personnes du groupe puissent suivre l avancement du projet d une part, mais aussi se repérer dans le temps pour la rédaction du compte rendu. u niveau de l organisation, dans un premier temps le groupe de travail s est plié à la compréhension du data sheet du composant, afin de mieux comprendre son fonctionnement dans son utilisation. près avoir pris connaissance, nous avons réparti les tâches selon les documents se trouvant en nnexe 1 et 2 du dossier (rapport d avancement du projet, carnet de bord projet). Projet Electronique /13- Fontanet-15

6 VI. Etude de la solution technique 1. Présentation du circuit intégré Le choix de la solution technique s est porté sur le LS7223. Il nous donne la possibilité de remplacer toutes les bascules logiques nécessaires à la réalisation de la serrure codé par un seul et unique circuit intégré. e circuit peut être utilisé pour ouvrir une serrure de porte d une part, et d autre part enclenché et couper une alarme. Le code peut être changé n'importe quand après avoir rentré le bon code. eux fonctions sont disponibles : - le relais se met en marche une fois le code tapé. - Le relais est activé et désactive à chaque fois que l on rentre le code. 2. éfinitions des composants et leurs valeurs a) Le LS 7223 : Le constructeur nous impose la présence des suivants : Pin 1 : Masse Pin 20 : limentation 4V à 15V (12V pour le projet) Pin 2 : Filtre R (R=1,5MΩet =100pF) Pin 3 à 6 : Résistance de 10KΩ - lavier matriciel. Pin 7 à 10 : lavier matriciel. b) lavier : Le clavier est un ensemble de boutons, organisé en matrice xy. Il ressemble à ceci : Y1 (pin 7) Y2 (pin 8) Y3 (pin 9) X1 (pin 3) X2 (pin 4) X3 (pin 5) X4 (pin 6) * 0 # lavier utilisé Projet Electronique /13- Fontanet-15

7 c) Le 4050 Le constructeur nous impose la présence d un suiveur en sortie de commande. Notre choix s est porté sur le 4050 qui répond parfaitement à nos attentes. Le but de ce circuit est d amplifier le courant des sorties du LS7223. d) Les L.E. La définition de la couleur des LEs s est fait de la manière suivante : - LE Rouge : Indique la présence de la tension d alimentation. - LE Verte : Indique l ouverture de la porte. - LE Jaune : Indique le passage en mode programmation. alcul des valeurs des résistances : il aractéristique de la LE est : - tension : 2,2 V Vdd Vled Vr - intensité : 30 m On cherche le courant il : Vdd = Vled + RiL R = (Vdd-Vled) / il pplication numérique : R = (12-2,2) / = 326 Ω Le choix de résistance est pris de la série E12 soit une valeur de 330 Ω. Projet Electronique /13- Fontanet-15

8 e) Interfaçage de puissance Nous avons décidé d utiliser un relais de 12V pour commander la gâche électrique. ette solution permet de dissocier l alimentation du circuit électronique et la gâche électrique qui peut être alimenté des tensions supérieures (24V, 48V, 220V, etc.). alcul des valeurs des résistances : aractéristique du transistor : -100 < β < 300 -Vbe : 0,6V - Ib : 20 μ -Vbe : 0,3V ib V8 Vbe Vlock alcul de la résistance R8 : Vlock = R8.ib + Vbe R8 = (Vlock Vbe) / ib pplication numérique : R = (12-0,6) / = 570KΩ Le choix de résistance est pris de la série E12 soit une valeur de 560 KΩ. Rôle de la diode de roue libre : Une diode de roue libre est une diode qui est mise en parallèle sur la bobine d'un relais et qui sert à évacuer les courants inverses qui se produisent lors de la coupure d'alimentation de la bobine de ce relais. Projet Electronique /13- Fontanet-15

9 3. Prototype N ayant pas la possibilité de simuler le fonctionnement du LS7223 à l aide de pspice. Nous avons procédé au câblage de celui-ci sur la plaque d essai. a) Principe de fonctionnement : Le LS7223 peut être programmé pour reconnaître 3 codes différents. haqu un des codes est composés de 4 chiffres (soit combinaison possible). _Un code «Utilisation» permettant de générer une impulsion pour l'ouverture temporaire de la serrure, le même code permet d'activer le basculement vers l'ouverture ou la fermeture permanente de la serrure. _Un code «alarme» permettant d'activer ou de désactiver une sortie exploitable par une centrale d'alarme. (ette fonction ne sera pas utilisée pour notre projet). _Un code «Programmation» permettant de saisir un nouveau code afin de modifier les codes existant par défaut. Pour limiter la taille de la mémoire les 3 codes sont stockés sur 6 chiffres avec le format suivant : ode Utilisateur : [X X X X -- --] Formé par 4 premiers chiffres. ode Programmation : [X X X -- X --] Formé par les 3 premiers chiffres puis le 5 ième. ode larme : [X X X X] Formé par les 3 premiers chiffres puis le 6 ième. Projet Electronique /13- Fontanet-15

10 Les combinaisons doivent être saisies saisi au clavier dans un ordre exact avant l expiration du délai imparti. L utilisation des 3 codes est décrite ci-dessous : 1. La saisie du «ode Utilisateur» au clavier, provoque l activation : _de la sortie «Lock_1» en mode bascule. ette fonction permet de basculer en ouverture puis en fermeture à chaque entrée du code. (Solution retenue pour le projet) _de la sortie «Momentary». e fonctionnement permet d ouvrir un accès pendant un court instant. Ensuite l accès est automatiquement refermé sans action extérieure. (Solution non retenue pour le projet) À la mise sous tension le circuit LS7223 réinitialise le code à la valeur par défaut e code peut être remplacé à tout moment en entrant dans le mode programme. 2. Le «ode Programmation», provoque le verrouillage de la sortie «Lock_2» (non exploité pour le projet). e code est composé des 3 premiers chiffres du «ode Utilisateur». Le 4e chiffre doit être différent du 4 ième chiffre du code Utilisateur car cela peut provoquer un conflit qui activation la sortie «Lock_1 et Lock_2». À la mise sous tension le code Programmation par défaut est le e code peut être modifié en entrant dans le mode programme. 3. L entrée du «ode larme» à l'aide du clavier, provoque le basculement de la sortie «Lock_1», et dans le même temps la sortie «larm» et activé. ette option permet éventuellement d activer ou désactiver une centrale d alarme (cette fonction n est pas implémentée dans notre projet). Lors de la mise sous tension du LS7223, le code par défaut est le e code peut être modifié de la même manière que pour les deux autres codes précédents. b) Le mode programmation. Le mode programmation permet de modifier les codes Utilisateur, Programmation et larme. La manipulation se fait de la manière suivante : 1. L entrer du code Programmation, suivi du symbole «*» taper 2 fois avant la fin du délai impartie à la saisie du code. La LE jaune indique le passage en mode programmation. 2. La saisie de 6 chiffres permet de reprogrammer les 3 codes en une seule opération. vant de taper le 6 ième chiffre, la touche «#» permet de rectifier le code. Le temps de saisi des chiffres est illimité en mode programmation. Projet Electronique /13- Fontanet-15

11 4. Réalisation et fabrication La réalisation du schéma structurel de la serrure codé s est fait à l aide du logiciel Eagle. Eagle est un logiciel de saisie de schéma et de création de typons. Lors de l ouverture du logiciel, on doit créer un dossier projet. Une fois le dossier créé, on a généré un fichier schématique pour la réalisation du schéma structurel de la serrure codée. rrivé dans ce fichier, en cliquant sur l onglet «Edit et add» de cette fenêtre, on peut procéder à l implantation des composants disponible dans la liste de librairie du logiciel. ans notre cas le circuit LS7223 ne figure pas dans la librairie. fin d opérer à la réalisation de ce schéma, on a pris un format de boitier de type il20 pour avoir l esquisse du composant. Projet Electronique /13- Fontanet-15

12 a) La création du schéma : Schéma structurel du circuit 1 près avoir implanté tous les composants qui constituent la serrure codée, nous avons procédé à l implantation des composants sur deux cartes de dimension 80mm x 80mm : - la première carte (circuit 1) est destinée à implanter du clavier numérique et les voyants qui l entourent; - la seconde carte (circuit 2) est composée des circuits intégrés et tous les composants passifs et actifs qui le constituent. Schéma d implantation ircuit 2 Schéma d implantation ircuit 1 Projet Electronique /13- Fontanet-15

13 Suite à l implantation proposée nous avons procédé à un routage de la carte électronique. Le routage automatique ne s est pas effectué en totalité, alors nous avons réalisé la suite du routage de manière manuelle à l aide du logiciel. Pour la fabrication du circuit, le tirage des pistes s est fait sur feuille calque afin que le support technique puisse procéder à la fabrication des cartes électriques. Typon circuit 2 Typon circuit 1 b) Voir nnexe (ossier complet de la réalisation) arte Electronique Projet Electronique /13- Fontanet-15

14 VII. onclusion e genre de projet a pour objectif de faire découvrir l électronique sous un nouvel angle, donc de concrétiser la pratique abordée en classe. À travers de ce travail, nous avons eu l occasion d utiliser plusieurs outils informatiques qui sont nécessaire pour la réalisation de cette tâche. Nous avons appris à réaliser des schémas électroniques et la réalisation de typon qui étaient nouveaux pour certaines personnes du groupe. En réalisation le typon, nous nous sommes rendu compte que ce projet ne se limite pas qu à l électronique, mais aussi à la conception sur l organisation de l implantation des composants. Entre autres ce projet, nous a donné la possibilité de travailler en groupe, surtout de s organiser le mieux possible et dynamiser le travail pour arriver au but fixé. est pourquoi nous avons établi un rapport d avancement pour que chacun puisse observer le déroulement des tâches et aux respects des délais. Projet Electronique /13- Fontanet-15

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16 Organisation

17 Journal de ord du projet La première séance : - hoix du projet. - étermination du circuit intégré pour la réalisation du système. - ompréhension du data sheet. - Réalisation du cahier des charges (vant projet). Le 29/05/2008 : - Réalisation du circuit de puissance. - étermination des valeurs des composants qui gravite autour du circuit. - étermination de la tension utilisée pour la réalisation du circuit. Le 30/05/08 : - Réalisation de la plaque d essai. - éfinition des valeurs des composants sur la partie de puissance. - Réalisation de la nomenclature. - Mise en route. Le 05/06/08 : - Recherche sur la mise en route et la programmation du circuit intégré. - Mise au point et réalisation de croquis sur l implantation des composants sur la carte électronique. - ébut de réalisation de schématique sur pspice. - écouverte de l utilisation d Orcad pour la réalisation du P. Le 11/06/08 : - Répartion des tâches du groupe de travail. Le 14/06/08 : - Réalisation des schémas d implantations et destypons. - ébut de réalisation du compte rendu. Le 18/06/08 : - Perçage et début de soudure des composants. - Suite de la rédaction du compte rendu. Le 26/06/08 : - Finir les soudures - ébut des réalisations des dipos - Test et dépannage de la carte nnexe 1

18 Fontanet 15 _ Projet Electronique Rapport d avancement Serrure codée ate de la réunion 11/06/08 Page 1/1 EMETTEUR : ESTINTIRES : OJETIFS : PUGNOL Jean paul ITOUKLI Yazid HU Shiqi HNVOEOU Nathanaël Réaliser le typon et réaliser le début rapport Prochaine réunion : Mercredi 18 juin 2008 QUI THES QUN OMPTE RENU JPP Présentation 18/06/08 N&SH Y N&SH Y GROUPE iagramme pieuvre Schéma fonctionnel de 1 er ordre, etc. Etude : Explication en détaille sur la définition des composants qui se trouvent autour du LS7223 (data sheet, note de calcul, couleur des leds, tension d alimentation, etc.) 17/06/08 Réalisation sur pspice le schéma de puissance (data sheet, note de calcul, etc.) Expliquer pourquoi le circuit n est pas utilisé mais remplacé par une Led (shéma de la led et note calcul). 17/06/08 Explication en détaille sur la réalisation de la plaque d éssai (matériel, documentation, etc.) 17/06/08 Explication du principe de fonctionnement (programmation, code et modification de code). 17/06/08 onclusion de chaque personne, sur l étude du projet jusqu au aujourd hui (positif et négatif). Exposé pour votre tâche dans le déroulement de l étude. 17/06/08 Réalisation : JPP Schéma d implantation 16/06/08 Réalisation du typon Nomenclature à jour N & SH Perçage, test de continuté, soudures des composants Groupe Test, etc nnexe 2

19 ossier de réalisation plan

20 Schéma Electrique GN V +12V X1 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y3 LE3 R9 R5 R1 R2 R3 R4 2 I LS V V 5 GN 3 1 I N 3 I N 7 LE2 I2 6 R7 330K GN R8 R6 LE1 4050N 1 1N V 2 1 Q1 2N2219 GN NO K1 14 RP NF K1 OM GN GN Projet electronique Serrure codée essiner par : JP Puagnol Fontanet

21 Vdd ontact relais J4 1 limentation 1 J5 lavier J1 1 VSS J3 1 V Voyant S/Tension R5 R1 R2 R3 R4 2 I LS N 4 5 I2 VSS N 2 3 I2 3 7 I N R8 1 1N Q1 2N2219 VSS OM NO K1 14 RP NF K1 Mode indicator J2 Lock indicator 1 Projet electonique Serrure codée essiner par : JP Puagnol Fontanet

22 I2 R8 2N2219 Q N 1 1N4004 RP K1 LS7223 R1 R2 R3 R4 2 I1 R5 J5 J3 J2 J4 J1 Projet Electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

23 0V 12V Serrure odée Serrure odée Serrure odée Projet Electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

24 0V 12V I2 R8 2N2219 Q N 1 1N4004 RP K1 LS7223 R1 R2 R3 R4 2 I1 R5 J5 J3 J2 J4 J1 Projet Electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

25 Lock indicateur J2 Mode indicateur V J3 VSS ornier clavier Sortie lavier J1 1 1 LE3 LE2 LE1 R9 R7 R6 1 J4 Projet Electronique Serrure codée essiner par : JP Puagnol Fontanet

26 LE1 LE3 LE2 J4 R6 R7 R9 J3 J2 J1 Projet electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

27 Serrure odée Serrure odée Serrure odée Projet electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

28 Projet electronique LE1 LE3 LE2 J4 R6 R7 R9 Projet electronique Projet electronique J3 J2 J1 Projet electronique Serrure odée essiner par : JP Puagnol Fontanet

29 ESIGELE Serrure codée Nomenclature Préfixe Nom Valeur Fournisseur I1 IL-20 LS 7223 LSI/SI I2 IL LVIER Keypad Matrice 4x3 R1 Résistance 1/4w 10K R2 Résistance 1/4w 10K R3 Résistance 1/4w 10K R4 Résistance 1/4w 10K R5 Résistance 1/4w 1,5M R6 Résistance 1/4w - R7 Résistance 1/4w - R8 Résistance 1/4w - R9 Résistance 1/4w - 1 ondensateur 1µF-63v 2 ondensateur 100pF 3 ondensateur - Q1 Transistor 2N iode 1N4004 K1 RP V TYO LE1 L.E. Jaune LE2 L.E. Vert LE3 L.E. Rouge Fontanet