ETUDE D UN SYSTEME D OUVERTURE ET DE FERMETURE AUTOMATISEES D UN PORTAIL A COMMANDE PAR CLAVIER DIGICODE ET TELECOMMANDE. Le système technique étudié ci-après comporte trois objets techniques: - le portail automatisé, - la carte digicode, - la télécommande. - 1 -
Sommaire: A- Présentation du problème posé et solution technique retenue page 3 B- Le système technique 1- Pricipe de fonctionnement 2- Les éléments du système 3- Le diagramme sagittal et les relations netre les éléments du sytème page 4 4- Codage et décodage du signal-radio page 5 C- L objet technique Portail automatisé page 6 1- Fonction globale 2- Etude fonctionnelle de niveau 2 3- Algorigramme de fonctionnement page 7 4- Schéma fonctionnel de degré 1 page 8 5- Fonction annexe FA Alimentations page 9 6- Fonction principale FP1 Réception et détection page 11 7- Fonction principale FP2 Gestion page 15 8- Fonctions principales FP3 Modulation et commande de puissance et FP4 Conversion énergie électrique / énergies mécanique et lumineuse page 23 9- Carte correspondant à la fonction FP1 Réception et détection page 26 10- Carte correspondant à la fonction FP2 Gestion page 27 11- Carte correspondant aux fonctions FA Alimentations et FP3 Modulation et commande de puisance page 28 D- L objet technique Clavier-digicode page 29 1- Schéma fonctionnel de 1er degré 2- Etude de la fonction F1 Encodage clavier page 30 3- Etude de la fonction F2 Commande de modification de code 4- Etude de la fonction F3 Sélection du code d ouverture 5- Etude de la fonction F4 Gestion 6- Etude de la fonction F5 Commande de l émission page 37 7- Etude de la fonction F6 Production du signal codé 8- Etude de la fonction F7 Production du signal modulé page 38 9- Etude de la fonction F8 Production du signal hertzien 10- Production de signaux lumineux 11- Schéma structurel de la carte digicode page 39 12- Plan d implantation et typons de la carte digicode page 40 E- L objet technique Télécommande page 41 1- Schéma fonctionnel de 1er degré 2- Etude de la fonction F1 Autorisation d émission page 42 3- Etude de la fonction F2 Production d un signal lumineux 4- Etude de la fonction F3 Sélection du code d ouverture 5- Etude de la fonction F4 Production du signal codé 6- Etude de la fonction F5 Production du signal modulé page 43 7- Etude de la fonction F6 Production du signal hertzien 8- Schéma électrique de la télécommande 9- Plan d implantation et typon de la télécommande page 44-2 -
A- Présentation du problème posé et solution technique retenue: L ouverture manuelle d un portail est une containte physique, tant pour un piéton devant manoeuvrée d abord une serrure puis le vantail du portail, que pour un cycliste ou un automobiliste, astreints l un et l autre à quitter leurs montures respectives pour effectuer les mêmes manoeuvres. Le système proposé à l étude est un système de contrôle d accès à une résidence privée. Il comporte: - un portail de dimensions réduites actionné par un vérin électromécanique, et comportant les dispositifs électriques de commande, - une carte clavier utilisant le Kit Raisonance, - une télécommande. B- Présentation du système technique: 1 - Principe de fonctionnement: => Un code d accès comportant 4 chiffres est saisi sur un clavier digicode situé sur une borne à l extérieur de la propriété. Ce code est comparé à un code résident préalablement défini par l utilisateur. Si les deux codes sont identiques, un ordre d ouverture est transmis par onde radio à la carte de commande du portail. => Une action sur la bouton-poussoir de la télécommande transmet un ordre d ouverture par onde radio. => Après l ouverture, une pause réglable de 5 à 70 secondes précède la fermeture du vantail. 2 - Les éléments du système: a- Le portail: Une carte pricipale de commande assure la réception radio et gère l ouverture et la fermeture automatique du vantail. Elle gère également la détection des fins de course du vantail et les risques d écrasement des obstacles se présentant tant durant l ouverture que durant la fermeture grâce à une surveillance du couple moteur. Un émetteur et un récepteur fixés sur les montants verticaux du portail réalisent la barrière infrarouge. Si, durant la fermeture, le faisceau lumineux est coupé, le portail s arrête 2 secondes puis repart en ouverture. La fermeture ne peut être effective que si la barrière lumineuse est dégagée. - 3 -
b- La carte-clavier digicode : Un clavier à 12 touches permet la saisie du code d accès de l utilisateur, et la programmation du code résident. Ce dispositif assure la comparaison entre le code composé et le code résident. Si les deux codes sont identiques, il envoie un ordre d ouverture au portail. L utilisateur est informé du suivi de l information par signaux lumineux. c- La télécommande: Elle permet la commande à distance de l ouverture lorsque l utilisateur est à l intérieur ou à l extérieur de sa résidence. d- L utilisateur: Pour accéder à sa résidence, il peit utiliser soit la télécommande soit le clavier-digicode. Pour en sortir, il ne peut utiliser que la télécommande. e- Le milieu extérieur: La présence d un obstacle à l ouverture ou à la fermeture du vantail modifiera le cycle de fonctionnement. 3 - Le diagramme sagittal et les relations entre les éléments du système: - 4 -
L1: Actions de l utilisateur sur la carte-clavier pour: => programmer le code résident, => programmer le codage du signal radio émis, => saisir le code d accès. L 1: Actions de l utilisateur sur la carte-clavier pour: => programmer le codage du signal radio émis, => commander un ordre d ouverture. L2 et L 2: Informations lumineuses en relation à L1 et L 1. L3: Ordre d ouverture porté par une onde radio de fréquence 433 MHz, codée sur 12 bits, émis lorsque le code composé est identique au code résident. L 3: Ordre d ouverture porté par une onde radio de fréquence 433 MHz, codée sur 12 bits, émis lorsque le bouton-poussoir de la télécommande est actionné. L4 et L 4: Information lumineuse orange clignotante. L5: Actions de l utilisateur sur la carte-portail pour: => programmer le décodage du signal radio émis, => inhiber la fermeture du portail, => régler le temps de pause, => modifier la puissance du moteur. L6 et L 6: L7 et L 7: Coupure de la barrière infra-rouge. Libération du passage. 4 - Codage et décodage du signal radio: Le système a été initialament conçu pour permettre la commande à distance de 4 portails. La sélection de chacun de ces portails est faite à l aide du sélecteur 4 bits S1 (code-portail), tant sur la carte-digicode, que sur la carte-portail ou la télécommande. Le code-portail sélectionné à l aide de S1 doit être identique sur les trois cartes électroniques. Le code-radio est fixé à l aide du sélecteur 8 bits S2, tant sur la carte-digicode, que sur la carteportail ou la télécommande. Le code-radio sélectionné à l aide de S2 doit être identique sur les trois cartes électroniques. Lors d une demande d ouverture, le code d ouverture est obtenu par la concaténation du coderadio fixé par S2 (8 bits) et émis en premier; et du code-portail fixé par S1 (4 bits). - 5 -
C- L objet technique PORTAIL AUTOMATISE : 1- Fonction globale: 2- Etude fonctionnelle de niveau 2: a- Fonction d usage: Le portail a pour fonction de libérer le passage aux utilisateurs autorisés, par ouverture et fermeture du battant d un portail, en fonction des informations reçues. b- Schéma fonctionnel de niveau 2: - 6 -
3- Algorigramme de fonctionnement: Note 1: entendre Obstacle par écrasement (ex: fin de course). - 7 -
4- Schéma fonctionnel de degré 1: - 8 -
5- Etude de la fonction annexe ALIMENTATIONS (FA): a- Schéma fonctionnel de FA: b- Etude de la fonction FA1: Entrée: Réseau EDF: Tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V. Sortie: (SYNC, 0V): Tension sinusoïale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 12V. Produire une tension de fréquence 50 Hz, synchronisé sur la tension secteur, et de valeur compatible avec les signaux de la fonction FP3. c- Etude de la fonction FA2: Entrée: Réseau EDF: Tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V. Sortie: (V12Z, 0V): Tension continue stabilisée de valeur nominale 12V. Produire une tension continue stabilisée de valeur 12V nécessaire à la fonction FP3. - 9 -
d- Etude de la fonction FA3: Entrée: Réseau EDF: Tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V. Sortie: (V5REG, GND): Tension continue régulée de valeur nominale 5V. Produire une tension continue régulée de valeur 5V nécessaire aux fonctions FP1, FP2 et FP3. e- Etude de la fonction FA4: Entrée: Réseau EDF: Tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V. Sortie: (V12REG, GND): Tension continue régulée de valeur nominale 12V. Produire une tension continue régulée de valeur 12V nécessaire à la fonction FP3. f- Schéma électrique de FA et des interconnections des cartes: - 10 -
6- Etude de la fonction pricipale FP1 Réception et détection : a- Schéma fonctionnel: b- Etude de la fonction FS1.1 Démodulation : Entrées: HERTZ: Onde électromagnétique porteuse (fréquence 433 MHz) modulée par le code d ouverture émis (voir page 5). Sortie: DEMOD: Signal logique: code d ouverture reçu sous forme d un mot binaire série 12 bits. Démoduler le signal issu de l antenne de réception. - 11 -
c- Etude de la fonction FS1.2 Décodage : Entrée: DEMOD: Signal logique: code d ouverture reçu sous forme d un mot binaire série 12 bits. AM1: Action manuelle de configuration du code d ouverture. Sortie: IOV: Signal logique actif à l état 1, caractéristique d une demande d ouverture valide. Produire un niveau logique haut caractéristique d une demande d ouverture valide. d- Etude de la fonction FS1.3 Production d impulsions : Sortie: IMP: Signal logique (0/5V) impulsionnel de fréquence 10 khz. Produire un signal logique impulsionnel de fréquence 10 khz. e- Etude de la fonction FS1.4 Commande de puissance : Entrée: IMP: Signal logique (0/5V) impulsionnel de fréquence 10 khz. Sortie: IMPUIS: Signal logique (0/5V) impulsionnel de fréquence 10 khz tel que: - pour 0V il y aura émission infra-rouge, - pour 5 V il n y a pas émission infra-rouge. Adapter le signal logique impulsionnel de fréquence 10 khz aux nécessités de l émission du rayonnement infra-rouge. f- Etude de la fonction FS1.5 Emission rayonnement infra-rouge : Entrée: IMPUIS: Signal logique (0/5V) impulsionnel de fréquence 10 khz tel que: - pour 0V il y aura émission infra-rouge, - pour 5 V il n y a pas émission infra-rouge. Sortie: IRémis: Rayonnement infra-rouge modulé à la fréquence 10 khz. Produire un rayonnement lumineux infra-rouge modulé à la fréquence 10 khz. - 12 -
g- Etude de la fonction FS1.6 Conversion infra-rouge/tension : Entrée: IRreçu: Rayonnement infra-rouge modulé à la fréquence 10 khz. Sortie: VIR: Tension périodique de fréquence 10kHz, - variant entre -75 mv et 120 mv, s il y a réception infra-rouge, -, s il y a un obstacle. Produire une tension périodique de fréquence 10 khz dont l amplitude dépend de la présence ou de l absence d obstacle entre l émetteur et le récepteur infra-rouge. h- Etude de la fonction FS1.7 Amplification du signal reçu : Entrée: VIR: Tension périodique de fréquence 10kHz, - variant entre -75 mv et 120 mv, s il y a réception infra-rouge, -, s il y a un obstacle. Sortie: VIRAMP: Tension rectangulaire de fréquence 10 khz - d amplitude 5V, s il y a réception infra-rouge, -, s il y a un obstacle. Amplifier la tension périodique de fréquence 10 khz dont l amplitude dépend de la présence ou de l absence d obstacle entre l émetteur et le récepteur infra-rouge, et la rendre voisine d un signal logique 0/5V. i- Etude de la fonction FS1.8 Mise en forme rectangulaire : Entrée: VIRAMP: Tension rectangulaire de fréquence 10 khz - d amplitude 5V, s il y a réception infra-rouge, -, s il y a un obstacle. Sortie: IR: Signal logique: - à l état haut s il y a réception infra-rouge, - à l état bas s il y a un obstacle. Rendre rectangulaire la tension périodique de fréquence 10 khz dépendant de la présence ou de l absence d obstacle entre l émetteur et le récepteur infra-rouge. - 13 -
j- Schéma électrique de FP1: - 14 -
7- Etude de la fonction principale FP2 Gestion : a- Schéma fonctionnel: - 15 -
b- Etude de la fonction FS2-1 Initialisation : Sorties: INI: RAZ: Charge d un condensateur de 0 à 5V, à compter de la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL0 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL1 au delà de 15 ms. Impulsion de tension (0/5/0V) à la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL1 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL0 au delà de 15 ms. Produire deux signaux servant à l initialisation de la fonction Gestion. c- Etude de la fonction FS2-2 Production d une impulsion calibrée d ouverture : Entrées: INI: IOV: IR: CF: Charge d un condensateur de 0 à 5V, à compter de la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL0 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL1 au delà de 15 ms. Signal logique caractéristique d une demande d ouverture valide, actif à l état 1. Signal logique caractéristique de la réception infra-rouge: - à l état haut s il y a réception infra-rouge, - à l état bas s il y a un obstacle. Signal logique caractéristique de la fermeture du portail: - à l état haut s il y a fermeture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Sortie: ICO: Signal logique, dont l état haut, d une durée de 3s, est déclenché: - soit par une demande d ouverture valide (front montant de IOV), - soit par une coupure du rayon infra-rouge pendant la fermeture du portail (front descendant de IR pendant que CF=1). Ce signal est forcé à 0 à la mise sous tension du portail. Produire une impulsion servant à la commande d ouverture du portail. d- Etude de la fonction FS2-3 Inhibition augmentation de couple : Entrées: C0: CF: INT: Signal logique caractéristique de l ouverture du portail: - à l état haut s il y a ouverture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Signal logique caractéristique de la fermeture du portail: - à l état haut s il y a fermeture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Signal logique caractéristique de l augmentation du couple-moteur: - à l état bas si I MOTEUR < 1,5A, - à l état haut si I MOTEUR > 1,5A. - 16 -
Sortie: IAC: Signal logique impulsionnel (0/5/0V), de durée 1 ms environ, produit lorsqu un obstacle empêche (par écrasement) l ouverture ou la fermeture du portail. Produire unsignal caractéristique d un danger d écrasement ou de fin de course. e- Etude de la fonction FS2-4 Inhibition fermeture du portail : Entrée: C0: C0M: AM2: Signal logique caractéristique de l ouverture du portail: - à l état haut s il y a ouverture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Signal logique caractéristique de l ouverture mémorisée du portail: - passe à l état haut à l ouverture du portail, - passe à l état bas à la fermeture du portail. Action manuelle sur SW1: - SW1 sur position OFF: fermeture du portail autorisée, - SW1 sur position ON: fermeture du portail inhibée. Sortie: IFP: Signal logique dépendant de SW1: - sur position ON: IFP = 1, la fermeture du portail est inhibée; - sur position OFF: IFP Produire un signal bloquant la fermeture du portail en fonction de l action manuelle exercée sur SW1. f- Etude de la fonction FS2-5 Pause : Entrées: IR: IFP: Signal logique caractéristique de la réception infra-rouge: - à l état haut s il y a réception infra-rouge, - à l état bas s il y a un obstacle. Signal logique dépendant de SW1: - sur position ON: IFP = 1, la fermeture du portail est inhibée; - sur position OFF: IFP AM3: Action manuelle sur AJ2 permettant de régler le temps de PAUSE entre 5 et 70s. Sortie PAUSE: Signal logique dont le niveau logique bas correspond à la durée de la temporisation dite PAUSE, s écoulant entre la fin de la phase d ouverture et le début de la phase de fermeture. Définir la durée de la phase de fonctionnement dite PAUSE. - 17 -
g- Etude de la fonction FS2-6 Logique de commande : Cette fonction est subdivisée en 7 sous-fonctions permettant de détailler les signaux qui serviront ensuite à la fonction Mémorisation (FS2-7). FS2-6a: Entrée: ICO: Signal logique, dont l état haut, d une durée de 3s, est déclenché: - soit par une demande d ouverture valide (front montant de IOV), - soit par une coupure du rayon infra-rouge pendant la fermeture du portail (front descendant de IR pendant que CF=1). Ce signal est forcé à 0 à la mise sous tension du portail. Sortie: S0: Charge d un condensateur de 0 à 5V, synchronisée sur le front montant du signal ICO. Niveaux logiques associés: - niveau logique 0 pendant 1.5s à compter du début de la charge, - niveau logique 1 au delà. Le front montant de ce signal commandera l ouverture du portail. FS2-6b: Entrées: RAZ: IAC: Impulsion de tension (0/5/0V) à la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL1 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL0 au delà de 15 ms. Signal logique impulsionnel (0/5/0V), de durée 1 ms environ, produit lorsqu un obstacle empêche (par écrasement) l ouverture ou la fermeture du portail. Sortie: R0: Signal logique, actif sur front montant, de commande de l arrêt de l ouverture du portail, soit à la mise sous tension, soit lorsqu un obstacle par écrasement entraine l augmentation du couple-moteur. FS2-6c: Entrées: RAZ: CF: Impulsion de tension (0/5/0V) à la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL1 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL0 au delà de 15 ms. Signal logique caractéristique de la fermeture du portail: - à l état haut s il y a fermeture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Sortie: R1: Signal logique, actif sur front montant, d annulation de la mémorisation d une commande d ouverture du portail, produit soit à la mise sous tension, soit lorsqu une commande de fermeture du portail est activée. - 18 -
FS2-6d: Entrée: PAUSE: Signal logique dont le niveau logique bas correspond à la durée de la temporisation dite PAUSE, s écoulant entre la fin de la phase d ouverture et le début de la phase de fermeture. Sortie: S2: Charge d un condensateur de 0 à 5V, synchronisée sur le front montant du signal PAUSE. Niveaux logiques associés: - niveau logique 0 pendant 1.5s à compter du début de la charge, - niveau logique 1 au delà. Le front montant de ce signal commandera la fermeture du portail. FS2-6e: Entrées: RAZ: IOV: IR: IAC: Impulsion de tension (0/5/0V) à la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL1 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL0 au delà de 15 ms. Signal logique caractéristique d une demande d ouverture valide, actif à l état 1. Signal logique caractéristique de la réception infra-rouge: - à l état haut s il y a réception infra-rouge, - à l état bas s il y a un obstacle. Signal logique impulsionnel (0/5/0V), de durée 1 ms environ, produit lorsqu un obstacle empêche (par écrasement) l ouverture ou la fermeture du portail. Sortie: R2: Signal logique, actif sur front montant, de commande de l arrêt de la fermeture du portail, produit: - soit à la mise sous tension, - soit en cas de demande d ouverture valide, - soit en cas de rupture du faisceau infra-rouge, - soit en cas de présence d un obstacle par écrasement. FS2-6f: Entrées: ICO: PAUSE: Signal logique, dont l état haut, d une durée de 3s, est déclenché: - soit par une demande d ouverture valide (front montant de IOV), - soit par une coupure du rayon infra-rouge pendant la fermeture du portail (front descendant de IR pendant que CF=1). Ce signal est forcé à 0 à la mise sous tension du portail. Signal logique dont le niveau logique bas correspond à la durée de la temporisation dite PAUSE, s écoulant entre la fin de la phase d ouverture et le début de la phase de fermeture. Sortie: S3: Signal logique, actif sur front montant, de commande d une activation du gyrophare, produit 1,5s avant l ouverture ou la fermeture du portail. - 19 -
FS2-6g: Entrées: RAZ: IAC: Impulsion de tension (0/5/0V) à la mise sous tension. Niveaux logiques associés: - NL1 pendant 15ms à compter de la mise sous tension, - NL0 au delà de 15 ms. Signal logique impulsionnel (0/5/0V), de durée 1 ms environ, produit lorsqu un obstacle empêche (par écrasement) l ouverture ou la fermeture du portail. Sortie: R3: Signal logique, actif sur front montant, de commande de la désactivation du gyrophare, soit à la mise sous tension, soit lorsqu un obstacle par écrasement entraine l augmentation du couple-moteur. Fonction réalisée par FS2-6: Cette fonction génère les signaux nécessaires à la production des signaux de commande d ouverture et de fermeture du portail et de commande du gyrophare. h- Etude de la fonction FS2-7: Mémorisation Cette fonction est subdivisée en 4 sous-fonctions permettant de détailler les signaux qui serviront mémorisés. FS2-7a: Entrées: S0: Charge d un condensateur de 0 à 5V, synchronisée sur le front montant du signal ICO. Niveaux logiques associés: - niveau logique 0 pendant 1.5s à compter du début de la charge, - niveau logique 1 au delà. Le front montant de ce signal commandera la fermeture du portail. R0: Signal logique, actif sur front montant, de commande de l arrêt de l ouverture du portail, soit à la mise sous tension, soit lorsqu un obstacle par écrasement entraine l augmentation du couple-moteur. Sortie: C0: Signal logique caractéristique de l ouverture du portail: - à l état haut s il y a ouverture du portail, - à l état bas dans les autres cas. FS2-7b: Entrées: S1/CO: Signal logique, actif sur front montant, de mémorisation d une commande d une ouverture du portail. R1: Signal logique, actif sur front montant, d annulation de la mémorisation d une commande d ouverture du portail, produit soit à la mise sous tension, soit lorsqu une commande de fermeture du portail est activée. Sortie: C0M: Signal logique caractéristique de l ouverture mémorisée du portail: - passe à l état haut à l ouverture du portail, - passe à l état bas à la fermeture du portail. - 20 -
FS2-7c: Entrées: S2: Charge d un condensateur de 0 à 5V, synchronisée sur le front montant du signal PAUSE. Niveaux logiques associés: - niveau logique 0 pendant 1.5s à compter du début de la charge, - niveau logique 1 au delà. Le front montant de ce signal commandera la fermeture du portail. R2: Signal logique, actif sur front montant, de commande de l arrêt de la fermeture du portail, produit: - soit à la mise sous tension, - soit en cas de demande d ouverture valide, - soit en cas de rupture du faisceau infra-rouge, - soit en cas de présence d un obstacle par écrasement. Sortie: CF: Signal logique caractéristique de la fermeture du portail: - à l état haut s il y a fermeture du portail, - à l état bas dans les autres cas. FS2-7d: Entrées: S3: Signal logique, actif sur front montant, de commande d une activation du gyrophare, produit 1,5s avant l ouverture ou la fermeture du portail. R3: Signal logique, actif sur front montant, de commande de la désactivation du gyrophare, soit à la mise sous tension, soit lorsqu un obstacle par écrasement entraine l augmentation du couple-moteur. Sortie: CGYR: Signal logique caractéristique du fonctionnement du gyrophare - à l état haut si le gyrophare est activé, - à l état bas si le gyrophare n est pas activé. Cette fonction permet de mémoriser les signaux de commande d ouverture et de fermeture du portail et de commande du gyrophare. - 21 -
i- Schéma électrique de FP2: - 22 -
8- Etude des fonctions principales FP3 Modulation et commande de puissance et FP4 Conversion énergie électrique / énergies mécanique et lumineuse : a- Schéma fonctionnel de FP3 et FP4: - 23 -
b- Etude de la fonction FS3-1 Production d impulsions de déphasage ajustable : Entrées: SYNC: AM4: Tension sinusoïale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 12V. Action manuelle sur AJ1, dans le but de modifier la puissance moteur. Sortie: IDPH: Tension impulsionnelle, d amplitude 12V, de fréquence 100 Hz, de largeur d impulsions 0,6 ms, et de déphasage par rapport au signal SYNC ajustable de à. Produire un signal déphasé par rapport au signal secteur, et permettant de régler la puissance du moteur. c- Etude de la fonction FS3-2 Isolation galvanique, commande de la phase modulée, détection de l augmentation du couple-moteur : Entrée: IDPH: PH: Tension impulsionnelle, d amplitude 12V, de fréquence 100 Hz, de largeur d impulsions 0,6 ms, et de déphasage par rapport au signal SYNC ajustable de à. Phase du réseau EDF: tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V, par rapport à la borne N. Sorties: INT: Signal logique caractéristique de l augmentation du couple-moteur: - à l état bas si I MOTEUR < 1,5A, - à l état haut si I MOTEUR > 1,5A. PHMOD: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N. Produire une tension applicable au moteur correspondant à la puissance voulue, et un signal caractéristique d une fin de course ou d un risque d écrasement. d- Etude de la fonction FS3-3 Isolation galvanique, commande de la puissance moteur : Entrées: C0: CF: Signal logique caractéristique de l ouverture du portail: - à l état haut s il y a ouverture du portail, - à l état bas dans les autres cas. Signal logique caractéristique de la fermeture du portail: - à l état haut s il y a fermeture du portail, - à l état bas dans les autres cas. PHMOD: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N. Sorties: OUV: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée CO est à l état 1. - 24 -
FER: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée CF est à l état 1. Produire les tensions appliquées au moteur lors de l ouverture ou de la fermeture du portail. e- Etude de la fonction FS3-4 Isolation galvanique, commande de la puissance lumineuse : Entrée: CGYR: PH: Signal logique caractéristique du fonctionnement du gyrophare - à l état haut si le gyrophare est activé, - à l état bas si le gyrophare n est pas activé. Phase du réseau EDF: tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V, par rapport à la borne N. Sortie: GYR: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace 230V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée GYR est à l état 1. Produire la tension appliquée au gyrophare. f- Etude de la fonction FS4-1 Conversion énergie électrique / énergie mécanique : Entrées: OUV: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée CO est à l état 1. FER: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace ajustable par l utilisateur entre 155 et 225V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée CF est à l état 1. N: Neutre du réseau EDF, sa référence 0 de tension. Sortie: MOUV: Mouvement mécanique de libération ou blocage du passage. Produire le mouvement permettant la libération ou le blocage du passage. g- Etude de la fonction FS4-2 Conversion énergie électrique / énergie lumineuse : Entrées: GYR: PH: Tension périodique de fréquence 50Hz, et de valeur efficace 230V, par rapport à la borne N, présente lorsque l entrée GYR est à l état 1. Phase du réseau EDF: tension sinusoïdale de fréquence 50Hz et de valeur efficace nominale 230V, par rapport à la borne N. Sortie: GYRO: Signal lmineux à destination de l utilisateur et du milieu extérieur. Produire le signal lumineux. - 25 -
9- Cartes correspondant à la fonction FP1 Réception et détection : - 26 -
10- Carte correspondant à la fonction FP2 Gestion : - 27 -
11- Carte correspondant aux fonctions FA Alimentation et FP3 Modulation et commande de puissance : - 28 -
D- L objet technique CLAVIER DIGICODE : 1-Schéma fonctionnel de 1er degré: - 29 -
2- Etude de la fonction F1: Encodage clavier : Entrée: AM1: Action manuelle sur une des touches du clavier. Sortie: Dn: D3, D2, D1 et DO: Code binaire de la touche actionnée. DA: Signal logique actif à l état 1 caractéristique d une action sur une touche du clavier. Produire les signaux logiques caractéristiques des actions sur les touches du clavier. 3- Etude de la fonction F2: Commande de modification de code : Entrée: AM2: Action manuelle sur SW1. Sortie: MODIF_CODE: Signal logique actif à l état à caractéristique d une demande de modification du code. Produire un signal logique carctéristique d une demande de modification de code. 4- Etude de la fonction F3: Sélection du code d ouverture : Entrée: AM3: Sorties: E(11..0): Action manuelle de configuration du code d ouverture. Mots de 12 bits caractéristiquedu code portail et du code d ouverture: - E11 à E8 constituent le code portail, - E7 à E0 constituent le code d ouverture. Produire les codes nécessaires à l ouverture à l ouverture du portail. 5- Etude de la fonction F4: Gestion : Entrées: Dn: D3, D2, D1 et DO: Code binaire de la touche actionnée. DA: Signal logique actif à l état 1 caractéristique d une action sur une touche du clavier. MODIF_CODE: Signal logique actif à l état bas caractéristique d une demande de modification du code. - 30 -
Sorties: LED_VERTE: LED_ORANGE: LED_ROUGE: AUTOR_OUV: Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une action sur une touche du clavier, - soit d une demande d ouverture validée. Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une procédure de saisie de code en cours, - soit de l enregistrement d un nouveau code. Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une procédure de modification de code en cours, - soit d une demande d ouverture invalidée. Signal logique actif à l état bas caractéristique de l engagement d une procédure d ouverture du portail. La fonction Gestion reçoit le code saisi à l aide du clavier et encodé ; elle autorise l ouverture du portail si le code saisi est valide; elle produit les signaux lumineux informant l utilisateur ou le technicien de l avancement de la procédure choisie. Cette fonction est réalisée autour d un micro-contrôleur 80C552 situé dans le Kit Raisonance; celui-ci exécute le programme transmis par le micro-ordinateur. - 31 -
Algorigrammes correspondant aux différentes fonctions du programme de gestion de la carte-digicode: Fonction principale : Fonction modification_code : - 32 -
Fonction saisie_de_code : Fonctions comparaison_des_codes et autorisation_ouverture imbriquées: - 33 -
Programme de gestion de la carte-digicode: #include <reg552.h> #define timer0 1 at 0xC0 sbit DA; at 0xC1 sbit AUTOR_OUV; at 0xC2 sbit LED_ROUGE; at 0xC3 sbit LED_ORANGE; at 0xC4 sbit LED_VERTE; at 0xC5 sbit MODIF_CODE; Inclure le fichier reg552.h contenant les équivalences des registres du µc80c552. timer0 est l'interruption n 1 (voir fonction interruption_timer0). Le bit DA (une touche actionnée) est à l'adresse C0h (Bit View). Le bit AUTOR_OUV (autorisation d'ouverture)) est à l'adresse C1h (Bit View). Le bit LED_ROUGE (touche correction ou code erroné) est à l'adresse C2h (Bit View). Le bit LED_ORANGE (modification de code) est à l'adresse C3h (Bit View). Le bit LED_VERTE (une touche actionnée sauf correction) est à l'adresse C4h (Bit View). Le bit MODIF_CODE (SW1) est à l'adresse C5h (Bit View). at 0x20 sbit TEST_CODE; Le bit TEST_CODE (validation du code) est à l'adresse 20h (Data View) ou 00h (Bit View). at 0x30 char CODE_TOUCHE; Le code de la touche actionnée (octet) est à l'adresse 10h (Data View). at 0x38 char CODE_SAISI [5] = {0,0,0,0,0}; Le tableau du code saisi (5 octets initialisés) commence à l'adresse 18h (Data View). at 0x40 char CODE_RESIDENT [5] = {1,13,13,5,14}; Le tableau du code résident (5octets) initialisé à 2005V commence à l'adresse 20h (Data View). at 0x48 char n; Le compteur de touches (octet) est à l'adresse 28h (Data View). at 0x50 char DELAI_SAISIE; Le chronomètre (durée de base 65ms) est à l'adresse 38h (Data View). at 0x58 char i; L'octet "i" utilisé dans la fonction "temporisation" est à l'adresse 58h (Data View). at 0x60 int j; L'octet "j" utilisé dans la fonction "temporisation" est à l'adresse 60h (Data View). void initialisation (void); Prototypes des... void modification_code (void);... fonctions... void saisie_de_code (void);... appelées... void initialisation_chronometre (void);... dans... void arret_chronometre (void);... le... void comparaison_des_codes (void);... déroulement... void autorisation_ouverture (void);... du... void reinitialisation_code_saisi (void);... programme... void temporisation (int k);... principal. void main (void) Déclaration du programme principal. { Début du programme... initialisation (); Appel de la fonction "initialisation" do Exécuter... { Début de liste... if (MODIF_CODE == 0) Si SW1 est actionné: { Début de liste... modification_code (); Appel de la fonction "modification_code", arret_chronometre (); Appel de la fonction "arret_chronometre", }... fin de liste. else Si SW1 n'est pas actionné: { Début de liste... saisie_de_code (); Appel de la fonction "saisie_de_code", arret_chronometre (); Appel de la fonction "arret_chronometre", comparaison_des_codes (); Appel de la fonction "comparaison_des_codes", autorisation_ouverture (); Appel de la fonction "autorisation-ouverture", reinitialisation_code_saisi (), Appel de la fonction reinitialisation_code_saisi, }... fin de liste. }... fin de liste. while (1);... en permanence. }... fin du programme. void initialisation (void) Déclaration de la fonction "initialisation". { Début de la fonction... EA = 1; Autorisation générale des interruptions de programme, TMOD = 0x31; Timer 1 à l'arrêt et Timer 0 en temporisateur 16 bits selon TR0, TR0 = 0; Timer 0 à l'arrêt, LED_VERTE = 0; Extinction la DEL verte, LED_ORANGE = 0; Extinction la DEL orange, LED_ROUGE = 0; Extinction la DEL rouge, CODE_TOUCHE = 0x0F; Initialisation de CODE_TOUCHE (tel aucune touche actionnée), AUTOR_OUV = 1; Initialisation du bit AUTOR_OUV, }... fin de la fonction. void initialisation_chronometre (void) Déclaration de la fonction "initialisation_chronometre". { Début de la fonction... ET0 = 1; Autorisation des interruptions de programme sur dépassement du timer0, TL0 = 0x00; Initialisation du compteur TL0, TH0 = 0x00; Initialisation du compteur TH0, TF0 = 0; Initialisation du bit de dépassement de capacité, DELAI_SAISIE = 0; Initialisation du chronometre, }... fin de la fonction. - 34 -
void arret_chronometre (void) Déclaration de la fonction "arret_chronometre", { Début de la fonction... ET0 = 0; Fin d'autorisation des interruptions sur dépassement du timer0, TR0 = 0; Arrêt du comptage, }... fin de la fonction. void modification_code (void) Déclaration de la fonction "modification_code". { Début de la fonction AUTOR_OUV = 0; Invalidation de toute ouverture, LED_ROUGE = 1; Activation de la DEL rouge, initialisation_chronometre (); Appel de la fonction "initialisation_chronometre", n= 0; Initialisation du compteur de touches, do Exécuter la liste d'instructions suivante... { Début de la liste... if (DA == 1) Si une touche est actionnée: { Liste d'instructions à exécuter... LED_ORANGE = 1; Activation de la DEL orange, TR0 = 1; Démarrage du chronomètre, CODE_TOUCHE = P1 & 0x0F; Masquage des 4 bits de poids faible de P1 (touche), if (CODE_TOUCHE == 0x0C) S'il s'agit de la touche correction: { Liste d'instructions à exécuter... LED_ROUGE = 1; Activation de la DEL rouge, n = 0; Initialisation du compteur de touches, temporisation (500); Appel de la fonction "temporisation" (0,5s) LED_ROUGE = 0; Désactivation de la DEL rouge, }... fin de liste else S'il ne s'agit pas de la touche correction: { Liste d'instructions à exécuter... LED_VERTE = 1; Activation de la DEL Verte, CODE_RESIDENT [n] = CODE_TOUCHE; Copie du code de la touche actionnée, temporisation (500); Appel de la fonction "temporisation" (0,5s), LED_VERTE = 0; Désactivation de la DEL verte, n ++; Incrémentation du compteur de touches, }... fin de liste. }... fin de liste. }... fin de liste while ((n!= 4)... tant que 4 touches n'ont pas été actionnées, && (DELAI_SAISIE < 229)... ou qu'il ne se soit pas dérouler plus de 15s depuis la première action, && (MODIF_CODE!=1));... ou que SW1 ne soit pas revenu à 1. LED_ORANGE = 0; Extinction de la DEL orange, LED_ROUGE = 0; Extinction de la DEL rouge, }... fin de la fonction. void saisie_de_code (void) Déclaration de la fonction "saisie_de_code". { Début de la fonction... initialisation_chronometre (); Appel de la fonction "initialisation_chronometre", n = 0; Initialisation du compteur de touches, do Exécuter la liste d'instructions suivante... { Début de liste... if (DA == 1) Si une touche est actionnée: { Liste d'instructions à exécuter... TR0 = 1; Démarrage du chronomètre, CODE_TOUCHE = P1 & 0x0F; Masquage des 4 bits de poids faible de P1 (touche), if (CODE_TOUCHE == 0x0C) S'il s'agit de la touche correction: { Liste d'instructions à exécuter... LED_ROUGE = 1; Activation la DEL rouge, n = 0; Initialisation du compteur de touches, temporisation (500); Appel de la fonction "temporisation" (0,5s), LED_ROUGE = 0; Désactivation de la DEL rouge, }... fin de liste. else S'il ne s'agit pas de la touche correction: { Liste d'instructions à exécuter... LED_VERTE = 1; Activation de la DEL verte, CODE_SAISI [n] = CODE_TOUCHE; Copie du code de la touche actionnée, temporisation (500); Appel de la fonction "temporisation" (0,5s), LED_VERTE = 0; Désactivation de la DEL verte, n++; Incrémentation du compteur de touches, }... fin de liste. }... fin de liste. }... fin de liste. while ((CODE_TOUCHE!= 0x0E)... tant que la touche validation n'a pas été actionnée, && (n!=5)... ou que la 5ème touche n'ont pas été actionnée, && (DELAI_SAISIE < 229)... ou que la saisie n'est pas en cours depuis plus de 15s, && (MODIF_CODE!= 0));... ou que SW1 ne soit pas actionnée. }... fin de la fonction. - 35 -
void comparaison_des_codes (void) Déclaration de la fonction "comparaison_des_codes". { Début de la fonction... n = 0; Initialisation du compteur de touches, TEST_CODE = 1; Activation du bit de validation du code, do Exécuter les instructions suivantes: { Début de liste... if (CODE_SAISI [n] == CODE_RESIDENT [n]) Si la bonne touche a été actionnée: { Continuer sans modifier... }... le bit de validation du code. else Si ce n'est pas la bonne touche: { Mettre à 0... TEST_CODE = 0;... le bit de... }... validation du code. n++; Passer à la touche actionnée suivante, }... fin de liste. while (n!= 5);... tant que les 5 touches actionnées n'ont été examinées. }... fin de la fonction. void autorisation_ouverture (void) Déclaration de la fonction "autorisation_ouverture". { Début de la fonction... if (TEST_CODE == 1) Si le résultat de la comparaison des codes est positif: { Exécuter les instructions... LED_VERTE = 1; Activation d la DEL verte, AUTOR_OUV = 0; Activation du bit d'autorisation d'ouverture, temporisation (1000); Appel de la fonction "temporisation" (1s), AUTOR_OUV = 0; Désactivation du bit d'autorisation d'ouverture, LED_VERTE = 0; Extinction de la DEL verte, }... fin. else Si le résultat de la comparaison des codes est négatif: { Exécuter les instructions... LED_ROUGE = 1; Activation de la DEL rouge, AUTOR_OUV = 1; Pas d'autorisation d'ouverture, temporisation (1000); Appel de la fonction "temporisation" (1s), LED_ROUGE = 0; Extinction de la DEL rouge, }... fin. }... fin de la fonction. void reinitialisation_code_saisi (void) Déclaration de la fonction "reinitialisation_code_saisi". { Début de la fonction... n = 0; Initialisation du compteur de touches, do Exécuter les instructions suivantes tant que... { Début de la liste... CODE_TOUCHE = 0xff; Initialisation de CODE_TOUCHE (tel touche relachée), CODE_SAISI [n] = CODE_TOUCHE; Copie du code de la touche, n++; Passer à la touche suivante, }... fin de la liste. while (n!= 5);... les cinq codes des touches actionnés n'ont pas été réinitialisés. }... fin de la fonction. void temporisation (int k) Déclaration de la fonction "temporisation", qui reçoit la valeur k. { Début de la fonction... i = 0; Initialisation de i, j = 0; Initialisation de j, do Exécuter les instructions suivantes... { Début de liste... for (i = 0; i < 122;) Tant que i est compris entre 0 et 122, { i++; incrémenter i, } j++; Incrémenter k, }... fin de liste. while (j!= k);... tant que j n est pas égal à k. }... fin de la fonction. void interruption_timer0 () interrupt timer0 Lors d'une interrution déclenchée par le dépassement de capacité du timer0, { Exécuter... DELAI_SAISIE ++; Incrémentation du chronomètre, }... puis reprendre le déoulement du programme là où il fut interrompu. - 36 -
6- Etude de la fonction F5: Commande de l émission : Entrée: AUTOR_OUV: Signal logique actif à l état haut caractéristique de l engagement d une procédure d ouverture du portail. Sortie: VCC_COM Tension de 5V présente lors de l engagement d une émission hertzienne. Fournir la tension d alimentation de la fonction F6 uniquement lorsqu un code valide a été saisi. 7- Etude de la fonction F6: Production du signal codé : Entrées: VCC_COM E(11..0): Tension de 5V présente lors de l engagement d une émission hertzienne. Mots de 12 bits caractéristiquedu code portail et du code d ouverture: Sortie: ENC: Signal codé caractéristique du code portail et du code d ouverture: - ENC11 à ENC8 constituent le code portail, - ENC7 à ENC0 constituent le code d ouverture. Produire le signal codé qui sera ensuite modulé par F7 et transmis par l antenne à la carte portail. - 37 -
8- Etude de la fonction F7: Production du signal modulé : Entrée: ENC: Mot série de 12 bits caractéristique du code portail et du code d ouverture: Sortie: FMOD: Signal sinusoïdal de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Modulé en amplitude un signal porteur de fréquence 433 MHz par le code produit. 9- Etude de la fonction F8: Production du signal hertzien : Entrée: FMOD: Signal sinusoïdal de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Sortie: HERTZ: Signal électromagnétique de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Cette fonction est réalisée par l antenne. 10- Etude de la fonction F9: Production de signaux lumineux : Entrées: LED_VERTE: LED_ORANGE: LED_ROUGE: Sorties: LUMEN: Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une action sur une touche du clavier, - soit d une demande d ouverture validée. Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une procédure de saisie de code en cours, - soit de l enregistrement d un nouveau code. Signal logique actif à l état haut caractéristique: - soit d une procédure de modification de code en cours, - soit d une demande d ouverture invalidée. Signaux lumineux correspondant aus signaux logiques cidessus. Produire les signaux lumineux à destination de l utilisateur, et caractéristiques des situations de fonctionnement choisies ou présentes. - 38 -
11- Schéma structurel de la carte digicode: - 39 -
12- Plan d implantation et typons de la carte digicode: - 40 -
E- L objet technique TELECOMMANDE : 1-Schéma fonctionnel de 1er degré: - 41 -
2- Etude de la fonction F1: Autorisation d émission : Entrée: AM1: Action manuelle sur le bouton-poussoir de la télécommande. Sortie: VCC_COM: Tension continue de valeur 12V présente seulement lors d une action sur le bouton-poussoir. Fournir la tension d alimentation de la fonction F4 uniquement lorsque action est excercée sur la télécommande. 3-Etude de la fonction F2: Production d un signal lumineux : Entrée: VCC_COM: Tension continue de valeur 12V présente seulement lors d une action sur le bouton-poussoir. Sortie: LUMEN: Signal lumineux caractéristique d une action sur le bouton-poussoir. Produire le signal lumineux à destination de l utilisateur, et caractéristique de l activation de la télécommande. 4- Etude de la fonction F3: Sélection du code d ouverture : Entrée: AM2: Sorties: E(11..0): Action manuelle de configuration du code d ouverture. Mots de 12 bits caractéristiquedu code portail et du code d ouverture: - E11 à E8 constituent le code portail, - E7 à E0 constituent le code d ouverture. Produire les codes nécessaires à l ouverture à l ouverture du portail. 5- Etude de la fonction F4: Production du signal codé : Entrées: VCC_COM: E(11..0): Tension continue de valeur 12V présente seulement lors d une action sur le bouton-poussoir. Mots de 12 bits caractéristiquedu code portail et du code d ouverture: - E11 à E8 constituent le code portail, - E7 à E0 constituent le code d ouverture. Sortie: ENC: Signal codé caractéristique du code portail et du code d ouverture: - ENC11 à ENC8 constituent le code portail, - ENC7 à ENC0 constituent le code d ouverture. Produire le signal codé qui sera ensuite modulé par F7 et transmis par l antenne à la carte portail. - 42 -
6- Etude de la fonction F5: Production du signal modulé : Entrée: ENC: Mot série de 12 bits caractéristique du code portail et du code d ouverture: Sortie: FMOD: Signal sinusoïdal de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Modulé en amplitude un signal porteur de fréquence 433 MHz par le code produit. 7- Etude de la fonction F6: Production du signal hertzien : Entrée: FMOD: Signal sinusoïdal de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Sortie: HERTZ: Signal électromagnétique de fréquence 433 MHz modulé en amplitude par le signal ENC. Cette fonction est réalisée par l antenne. 8- Schéma électrique de la télécommande: - 43 -
9- Plan d implantation et typon de la télécommande: Implantation vue du côté composants Implantation vue du côté cuivre Typons vus du côté composants Typons vus du côté cuivre - 44 -