Programmation d'un microcontrôleur et commande d'un moteur pas à pas
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Date
2014
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
On a opté pour un sujet pratique, prometteur et pluridisciplinaire intitulé « Programmation d’un microcontrôleur et interface à un moteur pas à pas ». Ce sujet combine un microcontrôleur de type ATMEL programmable en langage C via un programmateur et d’une interface à un moteur pas à pas. Le programme est écrit de façon à positionner un chariot en une position donnée. Le mécanisme adopté est basé sur le bras d’un scanner. Ce mémoire est divisé en cinq grandes sections. Après cette introduction, on discutera du microcontrôleur Atmega8 de chez ATMEL, des moteurs pas à pas, de l’utilisation d’une commande infrarouge à distance. On introduira ensuite dans une autre section la plateforme gratuite de programmation et de développement. Puis, On présentera les tests et résultats obtenus. On finira par une conclusion générale et quelques perspectives. Les moteurs, en général, sont connus de longue date. Ils peuvent être considérés comme la force derrière le développement et l’industrialisation. Les moteurs électriques de précision et de positionnement ont pris un essor grandissant grâce à l’électronique numérique et ce à partir de 1960. Plusieurs types de moteurs sont utilisés et les moteurs pas à pas est un choix impératif lorsqu’un déplacement ou une rotation par pallier ou incrémental est demandé. En effet, le moteur pas à pas qu’on a utilisé provient d’un scanner. Ce choix n’est pas fortuit, vu que de nos jours, les scanners peuvent avoir une précision de quelques dizaines de micromètres. Entre autre, le mécanisme d’entraînement par pignons et courroie nous a été très utile. Ce moteur de marque MITSUMI M35SP-7 a 5 fils. Donc c’est un moteur pas à pas unipolaire. Il existe plusieurs familles de microcontrôleurs. Les microcontrôleurs ATMEL (AVR), les pics (Microchip), les microcontrôleurs à coeur ARM, les microcontrôleurs Motorola et autres. Ces microcontrôleurs sont des circuits intégrés programmable sous une des plateformes de développement existantes et peuvent être programmés en plusieurs langages (C, C++, java, basic, assembleur, etc...). Ceci devrait faciliter la tâche de commande des moteurs. Notre tâche consiste, alors, à interfacer le microcontrôleur à un moteur pas à pas via un circuit intégré ULN2803 après avoir programmé, compilé et flashé le microcontrôleur par un programmateur à travers le port série RS232. Résumé Ce travail nous a permis de tester et vérifier quelque performances et caractéristiques des microcontrôleurs AVR de chez ATMEL. Ils présentent des avantages réels et des ressources d’applications efficaces. Un simple programme test, par exemple, nous a permis de trouver la fréquence interne de 8 MHz. Ce microcontrôleur en combinaison avec la plateforme de développement en C et un programmateur nous donne une plateforme complète, efficace et accessible. Moyennant une base technique et une préparation adéquate, la courbe d’apprentissage de ce système nous parait courte. La combinaison de tout ces facteurs nous amène à conclure que cette plateforme devance d’autres et devrait nous aider à migrer à d’autre système encore plus performant ; i.e. microcontrôleurs à 32 bit et à coeur d’ARM. Le type de moteur étudié, de part sa simplicité et son acquisition, nous permet d’avoir plusieurs perspectives d’applications. Pour le commander, on a performé plusieurs tests et pris plusieurs données. On a vérifié les trois modes (pas, demi pas et couple fort) ainsi que leurs caractéristiques. Pour le mode demi pas la vitesse est réduite de moitié alors la résolution est double. Pour le mode couple fort, la puissance du système est meilleure. On a aussi observé que le système étudié est précis donnant une résolution de mouvement de translation de 40 µm pour le mode couple fort. On a fait aussi fait varier le temps des pulses pour changer la vitesse. En plus, on a utilisé un moyen efficace, abordable et d’interface facile. Une télécommande IR banale, une librairie et quelques lignes de codes dans notre logiciel permettent de l’utiliser comme solution. L’avantage de ce type d’input est l’interface sans fil. Cette télécommande nécessite l’utilisation d’un détecteur TSOP. L’analyse de la trame envoyée, en utilisant un logiciel qui transforme une carte son d’un PC en oscilloscope de fortune, et son décodage nous donne une assise technique solide pour d’autre type d’analyses s’appuyant sur des techniques similaires. Les résultats de cette analyse sont clairement détaillés dans ce mémoire.
Description
84 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)
Keywords
Moteurs pas à pas unipolaire, Microcontrôleur, Processeur, Port série, Circuits électronique intégré, Small Outline Package .
Citation
Electronique Biomédicale