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ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
Département Génie Electrique
U.F.R Génie Industriel
diplôme de master II en Génie ElectriqueINTRODUCTION AU SYSTEME DOMOTIQUE
AVEC UN MICROCONTROLEUR DE TYPE
ARDUINO
Présenté par : ANDRIAMAHATANA Tanjona LandryDirecteur de mémoire : Mr RAMAROZATOVO Vonjy
Date de soutenance : 05 juin 2015
Promotion 2014
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
Département Génie Electrique
U.F.R Génie Industriel
diplôme de master II en Génie ElectriqueINTRODUCTION AU SYSTEME DOMOTIQUE
AVEC UN MICROCONTROLEUR DE TYPE
ARDUINO
Présenté par :
ANDRIAMAHATANA Tanjona Landry
Directeur de mémoire :
Mr RAMAROZATOVO Vonjy, Enseignant
Président du jury :
Mr RAKOTONIAINA
Examinateurs :
Mr RAKOTOJAONA
Mr RANDRIANARIVAO
Mr RANDRIAMORA
i s durant mes mes reconnaissances à : - Monsieur RAKOTONIAINA Solofo Hery, Chef du département Génie Electrique, qui - Monsieur RAMAROZATOVO Vonjy, Enseignant chercheur, pour sa patience, ses précieux afin de mener ce travail à bon port. Mes vifs remerciements vont également aux membres du jury : - Monsieur RAKOTOJAONA Andriamanantena - Monsieur RANDRIANARIVAO Dannet - Monsieur RANDRIAMORA Edmond Sans oublier ma famille, mes amis et tous ceux qui ont de près ou de loin contribué à la réalisation de ce mémoire.Merci à vous tous !
iiREMERCIEMENTS ............................................................................................................................................. I
TABLES DES MATIERES ................................................................................................................................. II
LISTE DES FIGURES ....................................................................................................................................... IV
LISTE DES TABLEAUX ................................................................................................................................... VI
LISTE DES ACRONYMES ............................................................................................................................. VII
CHAPITRE I - LA DOMOTIQUE ............................................................................................................. 2
I.1 CONCEPT DE LA DOMOTIQUE ...................................................................................................................... 2
I.1.1 Définition........................................................................................................................................... 2
I.1.2 Motivations des usagers .................................................................................................................... 2
I.2 USAGES DE LA DOMOTIQUE [14] ................................................................................................................. 3
I.2.1 Sécurité .............................................................................................................................................. 3
I.2.2 Confort et simplicité .......................................................................................................................... 4
I.2.3 Économie et performances énergétiques ........................................................................................... 5
I.2.4 Communication et multimédia ........................................................................................................... 6
I.3 FONCTIONNEMENT DU SYSTEME DOMOTIQUE [14]...................................................................................... 6
I.3.1 ........................................................................................................................ 6
I.3.2 ............................................................................................................................... 7
I.4 PRINCIPE ..................................................................................................................................................... 7
I.4.1 Technologies utilisées pour la domotique ......................................................................................... 8
I.4.2 Microcontrôleur .............................................................................................................................. 11
CHAPITRE II - ..................................................................................................................... 17
II.1 DEFINITION .......................................................................................................................................... 17
II.2 DESCRIPTION DU MATERIEL.................................................................................................................. 17
II.2.1 Les différents types de carte Arduino .............................................................................................. 18
II.2.2 Modèle UNO ................................................................................................................................... 24
II.2.3 Microcontrôleur ATMEL ATMega328 ............................................................................................ 27
II.3 DESCRIPTION DU LOGICIEL ................................................................................................................... 30
II.3.1 Structure du programme ................................................................................................................. 30
II.3.2 Langage arduino ............................................................................................................................. 31
II.4 MANIPULATION DE LRDUINO ............................................................................................................ 38
CHAPITRE III - LA DOMOTIQUE AVEC ARDUINO ........................................................................... 40
III.1 PRESENTATION DE LA MAQUETTE ......................................................................................................... 40
III.1.1 Maquette ..................................................................................................................................... 40
III.1.2 Travaux à faire............................................................................................................................ 41
III.2 LISTE DES COMPOSANTS ....................................................................................................................... 41
iiiIII.2.1 Servomoteur électrique ............................................................................................................... 42
III.2.2 Afficheur LCD ............................................................................................................................. 43
III.2.3 Thermistance ............................................................................................................................... 44
III.2.4 Capteur de présence ................................................................................................................... 46
III.2.5 Un capteur de toucher ................................................................................................................ 47
III.3 ETAPES DE MANIPULATION DE LA CARTE ............................................................................................. 48
III.3.1 Eclairage automatique ................................................................................................................ 48
III.3.2 Ouverture de la porte .................................................................................................................. 52
III.3.3 Ventilateur .................................................................................................................................. 55
III.3.4 Alarme ......................................................................................................................................... 60
III.3.5 Télécommande infrarouge .......................................................................................................... 64
CONCLUSION GENERALE ............................................................................................................................ 68
ANNEXES ............................................................................................................................................................. A
BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................................................... G
WEBOGRAPHIE ................................................................................................................................................. H
ivFigure 1: chaînes de la domotique .............................................................................................. 7
Figure 2: Technologie bus filaire KNX ...................................................................................... 9
Figure 3: Technologie CPL ...................................................................................................... 10
Figure 4: Structure d'un système à microprocesseur ................................................................ 12
Figure 5: Sérial arduino ............................................................................................................ 18
Figure 6: Arduino extreme ....................................................................................................... 18
Figure 7: Arduino mini ............................................................................................................. 19
Figure 8: Arduino nano ............................................................................................................ 19
Figure 9: Arduino lylipad ......................................................................................................... 19
Figure 10: Arduino NG ............................................................................................................ 19
Figure 11: Arduino NG ............................................................................................................ 20
Figure 12: Arduino BT ............................................................................................................. 20
Figure 13: Arduino diecimila ................................................................................................... 20
Figure 14: Arduino duemilanove ............................................................................................. 20
Figure 15: Arduino mega ......................................................................................................... 21
Figure 16: Arduino mega2560 ................................................................................................. 21
Figure 17: Arduino ethernet ..................................................................................................... 21
Figure 18: Arduino leonardo .................................................................................................... 21
Figure 19: Arduino due ............................................................................................................ 22
Figure 20: Arduino esplora ...................................................................................................... 22
Figure 21: Arduino uno ............................................................................................................ 22
Figure 22: Description de la carte arduino uno ........................................................................ 24
Figure 23: Brochage de la carte Uno ........................................................................................ 26
Figure 24: Représentation du logiciel arduino ......................................................................... 30
Figure 25: Structure du programme avec arduino .................................................................... 31
Figure 26: Présentation de la maquette .................................................................................... 40
Figure 27: Boite de commande ................................................................................................ 41
Figure 28: Servomoteur ............................................................................................................ 42
Figure 29: Afficheur LCD ........................................................................................................ 43
Figure 30: Thermistance ........................................................................................................... 44
Figure 31: Caractéristique typique d'une CTN et CTP ............................................................ 45
Figure 32: Détecteur de mouvement ........................................................................................ 46
vFigure 33: Capteur de touché ................................................................................................... 47
............................................... 49 ............................... 50 ............................. 51 automatique de la porte.............................................. 53 ....................................... 54 ...................................... 54Figure 40 : Démarrage ventilateur en fonction de la température en BO ................................ 56
Figure 41:Logigramme du démarrage automatique du ventilateur .......................................... 57
empérature avec arduino ........................... 58 ......................... 58Figure 44: Fonctionnement alarme .......................................................................................... 61
Figure 45 : Montage PIR avec un bipeur ................................................................................. 61
Figure 46: Schéma électronique ............................................................................................... 62
Figure 47: Récepteur infrarouge .............................................................................................. 65
Figure 48: Fonctionnement télécommande .............................................................................. 67
viTableau 1: Les différents types d'arduino avec leur propriété ................................................. 23
Tableau 2: Types variables ....................................................................................................... 35
Tableau 3: Types variables non-signés .................................................................................... 35
Tableau 4: Autres types variables ............................................................................................ 35
Tableau 5 : Symboles utilisés dans les conditions ................................................................... 36
Tableau 6: Opérateurs logiques ............................................................................................... 36
Tableau 7 : Caractéristiques broches ....................................................................................... 44
Tableau 8 : Codes de chaque bouton de la télécommande ....................................................... 65
viiBO : Boucle Ouverte
CAN : Controller Area Network
CPL : Courant Porteur En Ligne
EEPROM : Electrical Erasable Programmable Read Only MemoryICSP: In-Circuit Serial Programming
KNX : Konnex qui est un bus de terrain et un protocole d'automatismes pour le bâtimentKo : Kilo octet
LCD : Liquid Crystal Display
LDR : Light-Dependent Resistor
LED : Light-Emitting Diode
PWM : Pulse Width Modulation
RAM : Random Acces Memory
ROM : Read Only Memory
RS : Slope Resistor
USB: Universal Sérial Bus
µc : Un microcontrôleur
PLL : Phase-Locked Loop
1INTRODUCTION GÉNÉRALE
domaines. La construction de bâtiment en fait partie. Elle ne cesse de se progresser en matière
de couleurs, de formes gestion énergie électrique (éclairage, chauffage, multimédias). Alors, les gens veulent la sécurité, le confort avec le minimum de dépense Pour résoudre ces problèmes, on cée technologique pour automatiser les est alors dite communicante et intelligente. ces nouvelles technologies appliquées pelle la domotique. La domotique est donc un ensemble de techniques et technologies qui facilite la vie quotidienneSon but est de
Son établissement nécessite deux chaines : une est une envoie un signal analogique ou numérique qui sera programmé dans un microcontrôleur. Ce dernier envoie encore un signal numérique et analogique vers un afficheur une Ce mémoire intitulé " introduction au système domotique avec un microcontrôleur de typearduino» expose des possibilités apportées par une technologie, la carte arduino uno, dans le
cadre de la domotique. Cet ouvrage se divise en trois grands chapitres. Le premier chapitre est une description de la domotique. Le second se porte sur la représentation du microcontrôleur arduino uno. Le troisième et microcontrôleur. 2CHAPITRE I - LA DOMOTIQUE
Simples ou complexes, les systèmes automatisés sont partout dans notre environnement quotidien dont la domotique qui entend par domotique, de son principe de fonctionnement, de sa technologie et de son utilisation.I.1 Concept de la domotique
I.1.1 Définition
Le mot domotique est formé à partir du mot latin " domus » qui signifie maison et le suffixe
" ique » signifiant " relatif à » . La domotique indique donc quelques choses relatives à la maison. [2] et technologies (électronique, informatique, télécommunications) qui facilite la vie quotidienne et permet une gestion automatisée des [5] pilotée localement ou à distance depuis une télécommande, un smartphone, une console centrale, un écran tactile ou encore un ordinateur.I.1.2 Motivations des usagers
Les motivations de l'usager pour la domotique sont multiples et l'on peut considérer les points suivants [13]:¾ accès partagé à Internet
¾ partage de ressources informatiques
¾ gestion et distribution de l'énergie,
¾ surveillance et sécurité,
¾ confort et commodité,
¾ indépendance et autodétermination,
¾ prestige,
¾ qualité de vie.
3 La mise en place d'une installation domotique peut s'étaler dans le temps et l'utilisateur sera donc à la recherche : ¾ d'un système qu'il puisse compléter par lui-même,¾ de produits connectés indépendants de leur point de connexion afin qu'ils puissent être
déplacés, ¾ d'une transmission d'information qui soit sûre afin d'éviter les erreurs de fonctionnement, ¾ d'un module d'interface qui soit peu cher et convivial.I.2 Usages de la domotique [14]
nouvelles technologies contribue à favoriser4 grands thèmes : la sécurité, le confort, la gestion et le multimédia. [14]
I.2.1 Sécurité
Chaque année, les accidents domestiques causent deux fois plus de morts que les accidents de la route. Un incendie sur quatre trouve son origine dans la cuisine, un incendie sur cinq provient . [13] La sécurité ection des biens mais aussi, et heureusement, la protection des personnes. En termes de sécurité, la domotique permet entre autres de :¾ p
¾ ablette ou un
ordinateur ; ¾ êincident (alarmes techniques) par SMS ou par e-mail. I.2.1.1 Détection automatique des pannes et défaillances : Les automatismes seront aussi largement employés pour détecter les pannes et défaillances.Ainsi, on pourra détecter automatiquement et de manière préventive des défaillances diverses
dans le fonctionnement du logement et de ses équipements : les fuites d'eau ou de gaz, le mauvais fonctionnement des équipements ménagers ou des appareils de chauffage, de climatisation, de fourniture d'eau chaude sanitaire, ... 4 Chacun disposera d'une télé-information sur de son logement en cas d'absence(transmission des informations, signal d'alarme, ...). Enfin, la détection d'intrusion sera
généralisée et infaillible.La vidéo connectée présente des fonctions domotiques (détection de présence, alarme, détecteur
des solutions dans ce domaine. En cas en temps réel. I.2.1.2 Exemples de sécurisation avec la domotiqueLa domotique permet de :
¾ tier audio/vidéo et un interphone : on pourra alors des maisons ou des immeubles sur un écran ou un téléviseur. De même, on pourra surveiller les enfants ou se communiquer dans les immeubles. ¾ Se protéger contre les intrusions : simuler une présence pendant notre absence en présence.¾ Se protéger :
sonore ou lumineux ou à distance par le téléphone. Prévenir un voisin ou le gardien de pendant notre absence. ¾ Se servir de téléassistance (téléphone) : Mettre en alerte des secours en casPDODLVHVquotesdbs_dbs45.pdfusesText_45
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