Soutenance mémoire
Définition d’un panneau lumineux :
Les afficheurs électroniques sont de plus en plus utilisés dans la vie quotidienne, bien évidemment les panneaux lumineux peuvent être à base des diodes LED, des afficheurs LCD ou des matrices à LED.Un panneau lumineux est un panneau électronique composé de LEDs en forme matriciel, il a un rôle de diffuser les informations en temps réel et de créer une publicité moderne, riche et très pratique pour attirer l’attention des personnes. Il existe des panneaux lumineux Monocouleur (cas de notre du projet) , et Multicouleur (RGB) , la taille du panneau lumineux est un facteur très important qui varie selon le lieu , le cout, et la fonctionnalité . La façon d’affichage du message varie selon l’objectif désiré, on peut faire une phrase défilante pour un cas d’information, comme on peut faire un message statique dans un cas d’une température, la commande des messages se fait par un logiciel avec le pc (connexion série) ou par une application Bluetooth sous Android (connexion sans fil).
Elaboration du cahier de charge
Notre projet s’inscrit dans le cadre des projets de fin d’études du master en instrumentation électronique, Il s’agit de réaliser un panneau lumineux qui est constitué de 2048 LEDs dont 16 lignes et 128 colonnes et 64 registre à décalage de type 74HC595, L’affiche des messages fixes ou défilants selon une vitesse souhaitée dont la capacité d’affichage grande ou petite. Dans le cas d’affichage mini le caractère est constitué d’une matrice de 8*8 LED et dans l’affichage maxi (doublé) le caractère est constitué d’une matrice de 16*16 LED .L’affichage utilise la technique du multiplexage, à chaque instant donné, on a une seule des 128 colonnes est alimentée .En balayant rapidement et cycliquement chaque colonne, on donne l’illusion d’un affichage lumineux continu. On a proposé par la suite une amélioration des effets d’affichage lumineux tel que :
– Le défilement de la gauche vers la droite ou de la droite vers la gauche.
– Défilement inverse.
– L’affichage fixe.
Ces effets d’affichage doivent se faire automatiquement ou commandé par l’intermédiaire d’une application Bluetooth du SMARTPHONE ou par une application sous le PC.Ce panneau possède essentiellement une carte de contrôle à base du PIC 18F2550 qui le gère D’une façon générale le programme d’affichage est comme suit :
– Possibilité d’affichage en français et en arabe.
– Affichage de l’heure et la date actuelle.
– Affichage de temps des cinq prières plus le temps de Chorouk et Imsak pour toute l’année.
– Affichage des messages envoyé par l’utilisateur.
Outils de programmation d’un PIC
La programmation des PIC se fait par le langage assembleur qui est un langage de bas niveau qui représente le langage machine sous une forme lisible par un humain. Les combinaisons de bits du langage machine sont représentées par des symboles dits « mnémoniques » (du grec mnêmonikos, relatif à la mémoire), c’est-à-dire faciles à retenir. Le programme assembleur convertit ces mnémoniques en langage machine en vue de créer par exemple un fichier exécutable.Le développement des environnements de programmation , nous a permis de voir naitre de nouveaux compilateurs qui permettent de programmer avec les langages haut niveau tel que le C , PASCAL,BASIC etc…Ces environnements comportent aussi des bibliothèques qui permettent de faciliter le développement. Il existe plusieurs outils de développement, les uns sont gratuits, les autres sont payants.
Le principe de multiplexage :
Le multiplexage est utilisé pour diminué le nombre des fils, pour le câblage d’une LED, il faut deux fils, pour 64 LEDs, il faut 64 fils, si on câble les 64 LEDs en matrice (8 colonnes et 8 rangées) il ne faut plus que 16 fils et ça c’est économique.Avec un câblage complet (64 fils), il est plus simple d’allumer une LED indépendamment, il suffit d’alimenter la paire de fils qui correspond à la LED.Avec un câblage en matrice, il faut aussi alimenter la paire de fils qui correspond à la LED(le bon fil de ligne et le bon fil de colonne), mais le problème c’est que les fils ne sont pas indépendants, un fil de ligne alimente toute une ligne, un fil de colonne alimente toute une colonne.Si l’on veut par exemple allumer deux LEDs, il faut alimenter deux lignes et deux colonnes, si les deux LEDs font partie de la même ligne ou la même colonne, tout ce passe bien, sinon, on alimente deux lignes distinctes et deux colonnes distinctes, et du coup 4 LEDs s’allument, ce qui n’est pas le but recherché.Pour résoudre ce problème, on utilise un adressage séquentiel des LEDs, c’est à dire que l’on alimente une seule ligne(ou colonne) à la fois, et on alimente toute les colonnes(ou lignes) dont on veut allumer les LEDs, puis on passe à la ligne(ou colonne) suivante. Chacune des LEDs ne peut donc être allumée qu’ une fraction du temps, en fonction de la taille et de la forme de de la matrice, ici (8×8) chacune des LEDs ne peut être allumée que 1/8 du temps.Pour remédier à ce problème ont augmente le courant dans les LEDs, quand celle-ci conduise (dans la limite des spécifications du constructeur).Il y a aussi un phénomène de scintillement possible, car la persistance rétinienne de l’œil humain à ses limites, pour un rendu harmonieux, le balayage de la matrice est compris habituellement entre 50 et 400 Hz .
Définition d’une mémoire.
On appelle « mémoire » (memory, en anglais) divers dispositifs électroniques destinés à enregistrer, à conserver et à restituer à la demande des informations numériques de toutes sortes, et notamment celles produites ou utilisées par les programmes d’un ordinateur ou d’un microcontrôleur.Le terme « mémoire » englobe, de manière générique, un grand nombre de composants spécialisés, assurant des fonctions spécifiques. Certaines mémoires sont dites « volatiles »,d’autres sont permanentes. Le contenu de certaines mémoires peut être effacé ou modifié;dans d’autres cas, ceci n’est pas possible. En outre, le support physique de l’information peut prendre diverses formes: circuit intégré spécialisé, « barrette de modules », support magnétique ou optique (disque dur, disquette, CD-ROM, DVD, etc.)On voit que la mémoire, sous ses différentes formes, est à l’évidence un élément essentiel de l’informatique, mais (ceci est sans doute moins flagrant) elle est désormais présente dans un très grand nombre de dispositifs ou d’appareils de la vie quotidienne (machines industrielles, aéronautique, automobile, appareils ménagers…)
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Table des matières
Introduction générale
Chapitre I : Vision globale sur les journaux lumineux
I.1. Définition d’un journal lumineux
I.2. Elaboration du cahier de charge
I.3. Elaboration du schéma synoptique
I.4. Langage de la programmation des journaux lumineux
I.4.1. Définition d’un programme
I.4.2. Outils de programmation d’un PIC
I.4.3. Langage C
I.4.3.1 Avantage du C
I.4.3.2 Inconvénients du C
I.4.3.3 Etapes de génération d’un programme écrit en langage C
I.5. L’affichage multiplexé
I.5.1. Le multiplexage
I.5.2. Le principe du multiplexage
I.5.3. Exemple d’un affichage multiplexé
I.5.4. Explication des étapes
Chapitre II : Etude théorique des différents composants.
II.1. Les microcontrôleurs
II.1.1. C’est quoi un microcontrôleur ?
II.1.2. Choix du microcontrôleur
II.1.3. Présentation du PIC 18F2550
II.1.4. Caractéristique du PIC 18F2550
II.1.5. Architecture interne du PIC 18F2550
II.1.6. Brochage du PIC 18F2550
II.2. Les programmateurs PIC microcontrôleurs
II.3. Les registres a décalage
II.3.1. Généralité sur les registres a décalage
II.3.2. Le registre 74HC595
II.3.2.1. Les caractéristiques du 74HC595
II.3.2.2. Principe du fonctionnement du 74HC595
II.3.2.3. Rôle du pin 9 sur le 74HC595
II.4. La mémorisation
II.4.1. Définition d’une mémoire
II.4.2. Principe du fonctionnement d’une mémoire
II.4.3. Les différentes technologies des mémoires
II.4.3.1. RAM
II.4.3.2. ROM
II.4.3.3. PROM
II.4.3.4. EPROM
II.4.3.5. EEPROM
II.4.3.5.1. Choix de mémoire EEPROM 24LC256
II.4.3.5.2. Principe du fonctionnement d’EEPROM 24LC256
II.5. Etude du RTC DS1037
II.5.1. Caractéristiques du DS1037
II.5.2. Brochage du DS1037
II.6. Etude du bus I2C
II.6.1. Présentation de l’I2C
II.6.2. Le protocole I2C
II.6.2.1. Configuration matérielle
II.6.2.2. La transmission des données
II.6.2.2.1. Validité des données
II.6.2.2.2. Conditions de START et STOP
II.6.2.2.3. Format de transmission
II.6.2.2.4. Transmission d’un octet
II.6.2.2.5. Transmission d’une adresse
II.6.2.3. Ecriture d’une donnée
II.6.2.4. Lecture d’une donnée
II.7. Le module BLUETOOTH
II.7.1. Le HC-05
II.7.2. Caractéristiques matérielles
II.7.3. Caractéristiques logicielles
II.7.4. Caractéristique du HC-05
II.7.5. Brochage du HC-05 avec le PIC 18F2550
II.8. La technologie des LEDs
II.8.1. Définition d’une LED
II.8.1.1Caractéristiques électriques principales d’une LED
II.8.1.2. Caractéristique optiques d’une LED
II.8.2.Les matrices a LEDs
II.8.2.1. Principe de fonctionnement d’une matrice a LEDs
II.8.3. le module P10(1R)-V701C V2.0
II.9. Etude de la communication USB
II.9.1. Description physique de l’USB
II.9.2. Fonctionnement de l’USB
II.10. Etude du démultiplexeur 74HC138
II.10.1. Définition
II.10.2. Principe de fonctionnement
II.10.3. Exemple du 74HC138
II.11. Etude du transistor MOSFET APM4953
II.11.1 Etude 74HC245
Chapitre III : Réalisation pratique
III.1. Partie SOFTWARE
III.1.2. Définition du logiciel PROTEUS
III.1.3. Définition du compilateur MikroC PRO pour PIC
III.1.4. Langage et programmation sous le MikroC PRO pour PIC
III.1.5. Affichage d’un texte fixe
III.1.5.1. Explication
III.1.5.2. Résultats
III.1.6. Description du logiciel de gestion
III.1.7. Organigramme
III.1.7. Organigramme
III.2. Partie HARDWARE
III.2.1. Description du panneau lumineux
III.2.2. Schémas électrique
III.2.2.1 Schéma électrique du module
III.2.2.1.1. Description du schéma électrique du modulek
III.2.2.2 Schéma électrique de la carte de commande
III.2.3. Conception du circuit imprimé de la carte du contrôle
III.2.4. Circuit réel
III.2.5. Test du panneau
Conclusion générale
Réferences
ANNEXE
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