rapport de proget fin d'étude

PROJET DE FIN D’ETUDE

ELABORATION D’UN TRAJET DE BUS SUR la CARTE

De MOHAMMEDIA

Encadré par :

Mr. RACHACH

Préparé par :

AIT DAOUD Youssef & HOSSAIBI Youssef & AMGHAR Imad & TOUNSI Issam & ETTOUAB karim

[PROJET DE FIN D’ETUDE] OFPPT ISIM

Année 2011/2012Remerciement

Nous tenons à exprimer nos sincères reconnaissances à :

Notre encadrent : Mr RACHACH, qui grâce à ces directives ce projet a pu arriver à son

terme.

Nos formateurs :

Mr F.KOUHLANI

Mr H.BARGHOUT

Mr ISMAAILI

Mme MOUJTAHID

Pour leur soutien et encouragement durant notre formation.

Nous exprimons toutes nos considérations à tous les professeurs de l’ISIM de

Mohammedia et à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce

travail. Qu’ils trouvent ici le témoignage de notre gratitude et notre profond respect.

Nous tenons à remercier également tous les membres de jury pour l’honneur qu’ils

nous ont fait en acceptant de juger ce travail. Qu’ils trouvent, ici, l’expression de nos

sentiments les plus respectueux.

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INTRODUCTION

L’électronique est une branche de la physique appliquée qui traite des dispositifs

dont le fonctionnement dépond de la circulation d’électron.

Le terme électronique désigne également ce qui est en rapport avec l’électron.

En raison du succès des appareils fonctionnant grâce à l'électronique et de leur

impact sur la vie courante. Dans ce cadre nous avons choisi comme sujet de projet de fin

d’étude l’élaboration d’un trajet de bus sur la carte de Mohammedia afin de facilité la tâche

pour les utilisateurs de bus comme moyen de transport.

En effet, notre projet consiste à réaliser un appareil qui permet aux citoyens de

visualiser le trajet de bus voulu en appuyant sur un bouton poussoir.

Pour réaliser ce projet nous avons utilisé un certains nombre d’outils tel que le circuit

intégré Ne555 (Timer), les LED, des composants électroniques (Transistor, diodes,

résistances, relais…).

Le présent rapport représente le travail effectué et les différentes étapes de montage

et de réalisation de ce projet ainsi que les différents outils utilisés.

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Partie I : Bibliographie

Généralités et définitions

1. Les composants électroniques

Un composant électronique est un élément destiné à être assemblé avec d'autres afin de

réaliser une ou plusieurs fonctions électroniques. Les composants forment de très nombreux types et

catégories, il répond à divers standard de l'industrie aussi bien pour leurs caractéristiques électriques

que pour leurs caractéristiques géométriques. Leurs assemblage est préalablement défini par un

schéma d'implantation

1.1. NE555

Le 555 a été le premier Circuit minuterie ou base de temps (Timer) au environ de 1971 de la

compagnie Signetics avec le SE555 / NE555 .Il convenait pour les bricoleurs ou les professionnels de

façon stable, et convivial pour des applications en mono stable et astable. Depuis ce premier

dispositif une myriade de nouveaux circuits ont été développés et présentés dans plusieurs

publications professionnels ou amateurs. Depuis dix ans certains fabricants ont arrêtés de fabriquer

ces minuteries à cause de la compétition sur ce marché ou pour d'autres raisons.

D'autres entreprises, comme Philips fabrique toujours ce circuit qui est depuis près de 30 ans

encore très populaires et employé dans beaucoup de schémas. C'est tout à fait unique et incroyable

dans l'histoire des composants électroniques ou les modes et la technologie varient très vite.

Bien que de nos jours la version CMOS de ce circuit, comme le Motorola MC1455, est surtout

employée, le type standard est encore disponible, cependant il y a eu beaucoup d'améliorations et

variations dans le circuit. Mais tous les types sont compatibles entre eux.

Unités et formules

Principe interne de NE555

La valeur de la fréquence d'oscillation en sortie dépend des composants C1, R1 externe.

Le 555 comporte 2 comparateurs relié à un pont diviseur permettant de déterminer un seuil haut et

un seuil bas, une bascule de type SET/ RESET, un étage de sortie (3-Output), et un transistor destiné à

décharger le condensateur C1 externe (7-Discharge).

La tension de contrôle de tension (5-Threshold) vaut 2/3 de Vcc et la tension de seuil inférieur 1/3

Vcc. La gâchette (2-Trigger) s'utilise pour déclencher le comparateur bas, en mode mono stable cela

actionne la bascule (set) et la sortie du timer passe à 1, puis si le signal de contrôle RAZ (4-Reset)

passe à 0 la sortie passe aussi à 0.

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NE555 en mode mono stable

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

1.6.

Le schéma ci dessus représente le câblage en mode mono stable (one-shot) ; la sortie est à 1

lorsqu'on applique une impulsion négative sur la gâchette de courte duré. La durée du créneau de la

sortie est déterminée par R1 et C1 ; la tension de sortie est approximativement de 2/3 Vcc.

La constante de temps est : t = 1,1 x R1 x C1

Si la valeur de la résistance est de 1 Mégohm et la capacité 1uF (microfarad). La constante de temps

est dans ce cas :

t = 1,1 x 1 000 000 x 0,000 001 = 1,1 seconde

Mais il faut tenir compte de la tolérance des composants.

En mode multivibrateur Astable

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Le mode multivibrateur Astable (free-running) produit des créneaux en continu .La fréquence

des créneaux est déterminé par R1, R2 et C1 .Dans un premier temps le condensateur C1 est

déchargé. Quant on applique un signal sur la gâchette, le condensateur commence à se charger au

travers des résistances R1 et R2, pendant un laps de temps t1 , durant lequel la sortie est en état

haut , et ce , jusqu' à ce que la tension en C1 atteigne les 2/3 de l 'alimentation .

Par ailleurs, à partir de l’état antérieur, C1 commence à se décharger via R2 durant un laps de

temps t2 jusqu' à ce que la tension de C1 atteigne 1/3 de l’alimentation. Dans cet intervalle, la sortie

sera en état bas. C'est alors que le cycle recommence.

t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C1

t2 = 0,693 x R2 x C1

La période totale du cycle sera donc :

T = t1 + t2 = 0,693 x (R1 + 2XR2) x C1

La fréquence d’oscillation est l’inverse de la période :

F = 1/T = 1,44 / (R1 + 2XR2) x C1

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Dans le montage ci dessous ont place deux diodes pour contrôler la charge et la décharge du

condensateur C1.Ont obtient en réglant P1 et P2 un signal de sortie symétrique t1 = t2.

Schéma

équivalent et

brochage en

boîtier DIL 8

broches

Boîtier DIL 8 broches

1.2. Transistors

Le transistor est le composant électronique actif fondamental en électronique utilisé

principalement comme interrupteur commandé et pour l'amplification, mais aussi pour stabiliser une

tension, moduler un signal ainsi que de nombreuses autres utilisations. La jonction EB est polarisée

en direct : l'abaissement de sa barrière de potentiel favorise l'entrée d'électrons dans la base et de

trous dans l'émetteur.

Les électrons injectés dans la base forment le courant d'électrons de l'émetteur JnE, les trous

injectés dans l'émetteur constituent le courant de trous d'émetteur JpE. Comme NDE >> NAB JnE >> JpE.

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La jonction collecteur base polarisée en inverse ne constitue pas une barrière pour les

porteurs minoritaires. Tout électron de la base qui atteint la zone désertée de la jonction collecteur-

base est propulsé vers le collecteur par le champ régnant dans cette zone de transition.

Au courant inverse de la jonction collecteur base s'ajoute un courant qui peut être important

créée par les porteurs minoritaires injectés par l'émetteur et qui réussissent à atteindre la jonction

collecteur base.

I.3. Relais

Un relais électrique est un appareil destiné à produire des modifications soudaines,

prédéterminées dans un ou plusieurs circuits électriques de sortie, lorsque certaines conditions sont

remplies dans les circuits électriques d’entrée dont il subit l’action.

Il assure une opération logique entre une information d’entrée et l’information de sortie

correspondante.

L’information d’entrée peut être l’image :

d’une grandeur électrique : intensité, fréquence, …,

d’une grandeur non électrique : température, niveau, pression,…,

d’un événement : apparition d’un défaut, fin de course d’un mobile, déroulement d’une

phase de processus industriel.

I.4. Diodes

La diode est un composant passif qui fait partie de la famille des semi-conducteurs, il en

constitue d’ailleurs le plus simple élément.

La diode se compose d’une jonction PN, Positif Négatif (figure 1) généralement en germanium ou en

silicium. La première ne résistant pas à plus de 75°, la seconde à 200° environ, détrône ainsi le

germanium plus spécialement employé dans les récepteurs hyperfréquences.

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L’effet de semi-conducteur (passage du courant dans un sens uniquement) s’obtient par le

déplacement d’électrons, ces derniers changeant d’atomes grâce à une addition d’impuretés

(dopage) lors de sa fabrication. Voici un résumé très succinct de son fonctionnement.

La diode suivant son sens par rapport à un courant électrique se présente sous deux aspects :

direct et inverse.

Direct : On appelle sens direct ou encore sens passant, celui qui laisse passer le courant (figure 2), il

faudra qu’un seuil de 0,65V soit atteint pour que la diode soit passante, (1,5V pour une LED). Le

courant traversera la diode de l’anode vers la cathode (anneau de repérage).

Inverse : A contrario le sens inverse, lui bloquera le passage du courant (figure 3), on dit qu’elle est

bloquée. Il faudra veiller à ne jamais dépasser la tension maximale admissible en inverse, sous peine

de claquage de la jonction. On voit donc les nombreux avantages que l’on pourra tirer de ce

phénomène.

1.4. Résistances

Les résistances sont des dipôles passifs dans lesquels toute l’énergie électrique mise en jeu

est convertie en chaleur par effet Joule.

Types de résistances

D’après leur construction on distingue :

des résistances bobinées;

des résistances au carbone.

Les résistances bobinées : sont fabriquées en enroulant un fil métallique ou un ruban

métallique autour d’un noyau isolant. La valeur de la résistance est déterminée par la longueur du fil

et par la résistivité du matériel.

Le domaine des valeurs des résistances bobinées commence de quelques ohms et arrive jusqu'à

plusieurs milliers d’ohms. La puissance de ces résistances, c’est-à-dire la quantité de chaleur qu’elles

peuvent évacuer sans subir de dommage, se situe entre cinq et plusieurs centaines de watts.

Les résistances au carbone sont réalisées de particules de carbone au graphite mélangé à un matériel

isolant en poudre (fig. 3 – 4). La proportion de ces éléments dans le mélange détermine la valeur de

la résistance. Quant aux valeurs de celle-ci, on les retrouve de 1 à 22.000.000 Ohm. Les valeurs de la

puissance des résistances au carbone sont normalisées dans les cadres de 0,1 W; 0,125 W; 0,25 W;

0,5 W;1 W et 2 W.

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Les résistances au carbone : les résistances présentées auparavant se caractérisent par la

valeur fixe de leur résistance. La technique moderne emploie fréquemment des résistances variables,

pour lesquelles on peut faire varier la valeur de leur résistance. Selon leur usage, elles sont appelées :

rhéostats;

ou potentiomètres.

Les rhéostats sont des résistances variables utilisées pour régler le courant dans un circuit.

Leur gabarit est supérieur à celui des potentiomètres et leur diamètre peut atteindre 150, voire 200

mm. L’élément résistant d’un rhéostat est représenté par un seul fil. Les rhéostats sont munis de

deux ou trois bornes. L’une d’elles est raccordée au contact mobile et l’autre (les autres) à une

extrémité (aux extrémités) de l’élément résistant.

Les potentiomètres sont des résistances variables utilisées pour le réglage de la tension d’un

circuit. Ils ont trois bornes et son diamètre ne dépassent pas 12 mm.

L’élément résistant et réalisé en carbone. La fig. 3 - 5 présente les types de potentiomètres les plus

utilisés : uni tour et multi tour, de dimension plus réduites mais offrant une plage de réglage plus

précise.

Les symboles utilisés pour la représentation des résistances dans les schémas suivantes

1.5. Condensateurs

Les condensateurs sont des dispositifs capables d’accumuler de l’énergie électrique lorsqu’ils

sont chargés.

La propriété des condensateurs, une fois chargés, d’accumuler de l’énergie électrique dans leurs

champs électriques est exprimée par une grandeur caractéristique appelée capacité. Le symbole de

la capacité est C et son unité de mesure est le farad, symbolisé par la lettre F. Le farad étant une

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unité trop grande il s’avère nécessaire d’utiliser ses sous - multiples : le microfarad (μF) et le

picofarad (pF).

Un condensateur est constitué de deux plaques métalliques séparées par un isolant, aussi

appelé diélectrique. La capacité d’un condensateur est déterminée par les facteurs suivants :

- la surface des plaques;

- la distance entre les plaques;

- la nature du diélectrique utilisé.

Schéma de construction d’un condensateur et symboles

2. Application CROCOCLIPS

La réalisation des schémas de principe est faite à l’aide d’un logiciel « CROCOCLIPS » qui nous a

permet de visualiser les signaux de sortie des circuits étudier.

3. D’autre outilles

Une carte de Marrakech, une vitre une armoire en bois (voir figure dans la page 12).

Partie2 : étude théorique et pratique

1. Alimentation

Le circuit réalisé est alimenté sous une tension continue à l’aide d’un transformateur

220/12V et une redresseuse monophasée double alternance

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2. Schéma de principe

Schéma 1 : en cas de repos

Schéma1 : en cas de marche

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3. Fonctionnement

En appuyant sur le bouton poussoir S les condensateurs se charge et le circuit intégré se met en

marche en mode mono stable, les LED s’allument, le relaie a deux contact un joue le role de maintien

se qui permet de coupé l’alimentation après le découlement du temps programmé ce qui évite la

répétition du cycle, la diode D bloque le courant pour ne pas traverser le transistor T

Ce circuit remplace un relais temporisé au repos, car ils ont le même principe et le même intérêt.

A : représente le signal de sortie du circuit Ne555 (8.6V) t1=9sB : représente le signal arrivé à la LED (1.9V) qui reste allumé 9.2 S

4. Réalisation du projet

Coller la carte sous la vitre Tracer les trajets sur la carte Insérer les LED sous la vitre tout au long du trajet Installer le circuit à coté de la carte Le circuit est monté sur une carte électronique

Circuit imprimé

Remarque : Il existe des interactions entre les différentes trajets réalisés donc il est nécessaire d’utiliser

les mêmes LED. Pour éviter les chevauchements de single entre les endroits communs, nous avons inséré des diodes pour bloquer le courant.

Chaque trajet correspond à un seul circuit donc le nombre des lignes égales le nombre des circuits.

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La forme finale de notre projet

Les dimensions de l’appareil

La vitre : L=80 Cm ; l=60 CmLa carte : L=80 ; l=60L’armoire en bois : L=85Cm ; l=65Cm ; h1=30cm ; h =10cm

Conclusion

La réalisation de ce projet nécessite un nombre élevé de circuit ce qui le rend

encombrant et coûteux. Donc il est primordial de trouver une autre solution qui sera

efficace, dans ce sens nous proposons l’utilisation des circuits programmables ou les

systèmes informatisés.

Cette étude nous a permis de mettre en application quelques notions requises durant

notre formation. Elle nous a permis également de développer quelques compétences

personnelles et elle était aussi une occasion pour travailler en groupe et développer donc

l’esprit d’équipe.

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Pendant ce projet nous avons eu l’occasion de réfléchir à quelques idées nouvelles,

qui nous apparaissent être utile pour le développement de ce projet. Tel que l’utilisation

d’un système GPS qui va nous permettre de montrer la localisation de l’endroit ou se trouve

le bus et le temps nécessaire pour son arrivé.

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rapport de proget fin d'étude

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