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Synthèse TPE

Publié le 02/04/2014

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Candidat : Garrouty Mathieu Classe : 1SSI Disciplines : Sciences de l'Ingénieur, Physique-Chimie. Synthèse de TPE :Éclairage automatique d'intérieur « Comment allumer la lumière d'une pièce de manière automatique lorsque quelqu'un y rentre ? » Nous avons commencé par redéfinir le sujet. Les mot-clés étaient : « lumière », « automatique », « rentrer ». Nous avions donc besoin d'un système ayant pour objectif : D'automatiser l'éclairage d'une pièce D'être facile d'exploitation pour l'utilisateur D'être fiable D'être sans danger Le terme d'automatique nous a fait penser à un microprocesseur et nous nous sommes tournés vers la gamme Léonardo d'Arduino, pour le langage de programmation, très proche du C, ainsi que pour son coût relativement faible, et sa petite taille. Nous avions également besoin d'un système capable de détecter la présence ou non d'une personne dans une pièce. Nous avons en premier lieu pensé à utiliser un système de lasers avec photorécepteurs : un placé coté pièce, l'autre coté couloir. Nous pouvions donc savoir si l'on rentrait ou si l'on sortait en fonction de l'ordre de blocage des faisceaux. Schéma explicatif : Photorécepteurs Laser A COULOIR Laser B PIECE Si le laser A est coupé puis le B, alors on entre. Néanmoins, ce système posait deux problèmes. D'une part, la proximité des lasers faisait que le microprocesseur n'allait pas assez vite, ce qui for&cc...

« avons donc décid é d'abandonner cette voie.  Finalement, nous avons opt é pour un  d étecteur de mouvement  à rayons infrarouges   ( PIR ), qui peut d étecter la pr ésence d'une personne gr âce aux rayons infrarouges  émis par   la chaleur de son corps. Cependant, nous avons rencontr é un probl ème avec le capteur de   mouvement, lequel ne savait d étecter de mani ère fiable un mouvement que durant un   intervalle de temps donn é (établi  à deux secondes) et pas  à un instant donn é. De plus, la   d étection des mouvements pouvait  être alt érée par des  événements «   non   humains   »   :radiateurs, animaux de compagnies... Aussi, pour augmenter la fiabilit é de ce   syst ème, nous avons donc d écid é de le coupler  à un composant pouvant d étecter le   passage d'une personne  à l'ouverture de la porte   : un  capteur infrarouge . A noter que ce   composant ne pose aucun probl ème pour la vue, car l’œil humain n'est pas sensible aux   rayonnements infrarouges, d'une longueur d'onde trop petite.  Concernant la compartimentation du travail, plusieurs t âches devaient  être men ées   :  – concevoir la programmation th éorique ,  que j'ai r éalis é sur papier. – r éaliser la programmation appliqu ée  du microprocesseur   : gr âce au logiciel   propos é par Arduino (choisi principalement pour les nombreux exemples de boucles   mis nativement  à disposition), t âche accomplie par Joachim. – cr éer le circuit imprim é  avec le logiciel TCI4, pour sa capacit é à gérer les circuits   imprim és monocouche, fait par Julien. – fabriquer les bo îtiers d'int égration  de ces composants    r éalis és gr âce  à   Solidworks, logiciel industriel le plus utilis é en Sciences de l'Ing énieur, qui ont  été   fabriqu és par Yvan.  Pour ma part, je me suis pench é sur la  programmation th éorique , en attendant de   recevoir les composants. J'ai d éfini un mode «   automatique   » bas é sur une boucle   principale   : lorsque quelqu'un coupe le faisceau infrarouge, l'Arduino demande au capteur   de mouvement s'il y a une pr ésence. Si oui, un ordre est envoy é à un  relais  (par le biais   d'une tension) pour allumer la lampe, sinon, on l' éteint. Par la suite, j'ai choisi d'enrichir ce programme d'un mode «   manuel   »  permettant  à   l'utilisateur, via un interrupteur, de d ébrayer cet automatisme puis actionner, via un second,   l' éclairage ou non de la lumi ère.  Enfin, deux facteurs suppl émentaires devaient  être pris en consid ération   : – la luminosit é   :  inutile d'allumer «   automatiquement   » la lumi ère en plein jour. – l'heure   :  en plage horaire nocturne, souhait de d ésactiver le mode automatique   afin de laisser le soin  à l'utilisateur d'activer ou non l' éclairage  à sa convenance. Nous avions donc besoin de deux composants suppl émentaires, une horloge et une   photor ésistance, ainsi que d'une interface machine/homme afin de permettre  à l'utilisateur   de param étrer le mode «   automatique   » en fonction de l'heure et la lumi ère. Nous avons   choisi de remplir cette fonction d'interface via un  écran LCD avec boutons poussoir. Par la   suite, j'ai d éfini la priorit é des ses facteurs   : Lorsque l'interrupteur «   manu/auto   » est sur  . »

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