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  • UNIVERSIT CADI AYYAD

    FACULT DES SCIENCES ET TECHNIQUES

    MARRAKECH

    Dpartement de Physique Applique

    Filire dIngnieurs dEtat en Systmes Electriques

    et Tlcommunications (ISET)

    RAPPORT DE PROJET

    Conception et ralisation des interfaces de

    puissances entre le calculateur de bord et

    les moteurs lectriques d'un micro drone

    et la Gestion de son Alimentation

    Effectu par :

    NIDBELKACEM Mouhcine

    UWASEKURU Gisa Jean De Dieu

    Sous la direction de :

    M. ELWARRAKI (FSTG Marrakech)

    N 3 Anne Universitaire 2012 /2013

  • Rapport de fin danne

    2

    REMERCIEMENT

    Avant de prsenter ce rapport, nous souhaitons remercier chaleureusement les

    personnes qui nous ont aids mener bien nos objectifs pour notre projet.

    Nous exprimons notre profonde gratitude Monsieur M.ELWARRAKI, qui est la fois notre encadrant, Chef de la filire ISET et Chef des projets pour sa

    disponibilit, son suivi, ses efforts considrables et ses orientations lors du

    droulement de ce projet.

    Nous adressons galement nos remerciements M. Doubabi et M. Achour et

    toutes les personnes du laboratoire, pour leurs chaleureux accueils et pour leur aide

    considrable.

    Nous tenons remercier aussi tous les membres du jury pour leur bienveillance

    bien vouloir valuer notre travail.

  • Rapport de fin danne

    3

    LISTE DES FIGURES

    Numro de

    la figure

    Nom de la figure Page de la

    figure

    1 Accumulateur NiMH 6

    2 Brochage du PIC16F877 8

    3 Rgulateur 5v 9

    4 Montage finale, partie alimentation 11

    5 Batterie charge 12

    6 Etat intermdiaire 13

    7 Etat critique d la batterie 13

    8 Symbole de lhacheur 14

    9 Schma de principe dun hacheur dvolteur 15

    10 Chronogramme de H 15

    11 Chronogramme dUc (dvolteur) 15

    12 Schma de principe du survolteur 16

    13 Chronogramme dUc (survolteur) 16

    14 Fonctionnement quatre quadrants 17

    15 Etat des interrupteurs de lhacheur quatre quadrants 17

    16 Brochage du L298 19

    17 Structure interne du L298 19

    18 Montage complet de la partie de puissance 20

    19 Schma complet de simulation 21

    20 Signaux dentre (jaune) et de sortie (rose), sens direct 22

    21 Signaux dentre (bleu) et de sortie (vert), sens inverse 22

    22 Batterie ltat critique (Led rouge sallume) 23

    23 Batterie ltat intermdiaire (Led jaune sallume) 24

    24 Batterie Charge (Led verte sallume) 25

    LISTE DES TABLEAUX

    Numro du

    tableau

    Nom du tableau Page du

    tableau

    1 Logique dcrivant le fonctionnement du pont en H 18

    2 Fonctionnement du L298 20

  • Rapport de fin danne

    4

    SOMMAIRE

    Chapitre I : ALIMENTATION DE LA BATTERIE DUN MICRODRONE ................... 6 I.Dimensionnement De La Batterie Du Micro Drone : .......................................................... 6

    I.1. Dfinition de la Technologie : ..................................................................................... 6

    I.2. La Charge : ................................................................................................................... 6 I.3. Les points forts du NiMH : ............................................... Erreur ! Signet non dfini. I.4. La tension de la batterie .................................................... Erreur ! Signet non dfini. I.5. Le courant nominal ........................................................... Erreur ! Signet non dfini. I.6. Puissance consomme : ................................................................................................ 8

    II.Carte dadaptation de le la tension: .................................................................................... 8 II.1. Choix dun PIC : le 16F877 : ...................................................................................... 8 II.2. Choix de Rgulateurs: ................................................................................................ 9 II.3. Programmation et configuration de lADC: ............................................................. 10 II.4. Programmation et Configuration du LCD : ............................................................. 10 II.5. Montage final et solution retenue: ............................................................................ 11

    II.6. Algorithme du programme du Pic : .......................................................................... 11 II.7. Diffrentes Situations Rencontres lors de la Simulation : ...................................... 12

    Chapitre II : CONCEPTION ET REALISATION DES INTERFACES DE

    PUISSANCES ENTRE LE CALCULATEUR DE BORD ET LES MOTEURS

    ELECTRIQUES ..................................................................................................................... 13

    I.INTRODUCTION .................................................................................................. 14 II.PRINCIPE ........................................................................................................................ 14 III.ETUDE DE LHACHEUR ............................................................................................. 14

    III.1. Dfinition ................................................................................................................ 14 III.2. Les types de lhacheur ............................................................................................. 14 III.3. Technologie des interrupteurs ................................................................................. 16

    IV. HACHEUR QUATRE QUADRANTS ........................................................................ 17

    IV.1. Fonctionnement quatre quadrants ........................................................................... 17

    IV.2. La carte de puissance. ............................................................................................. 17 V.LE ETAGE DE PUISSANCE ................................................. Erreur ! Signet non dfini.

    V.1.Dfinition ................................................................................................................... 18 V.2. Diagramme bloque du L298 ..................................................................................... 19 V.3. Le modle utilis ...................................................................................................... 20

    VI.SIMULATION ................................................................................................................ 21

    Chapitre III. REALISATION ............................................................................................... 23 I.MATERIELS UTILISES ................................................................................................... 23

    II.Rsultat de la ralisation : ................................................................................................. 23

    CONCLUSION ........................................................................................................................ 26 LA BIBLIOGRAPHIE ............................................................................................................. 27 ANNEXE ................................................................................................................................. 28

  • Rapport de fin danne

    5

    INTRODUCTION

    La ralisation d'un micro drone ncessite la ralisation de plusieurs parties fonctionnelles

    indispensables au bon fonctionnement de ce robot. Dans ce rapport on se concentrera sur

    ltude de la carte dalimentation et de linterface de puissance entre le calculateur de bord(le

    microcontrleur) et les moteurs lectriques (moteur courant continu). Ce rapport est subdivis en trois grandes parties :

    La premire partie se focalise sur ltude de la carte dalimentation. En effet cette partie

    ne doit pas tre nglige car une mauvaise alimentation entraine bien des consquences non

    souhaitables. On sattache alors prsenter les tapes que nous avons suivi pour

    dimensionner la batterie , adapter la tension avec les diffrentes charges et contrler le

    niveau de charge de la batterie afin dinformer lutilisateur du micro drone du niveau de la

    puissance dans la batterie.

    La deuxime partie concerne ltude de linterface de puissance entre le microcontrleur

    (le calculateur) et les moteurs lectriques. Linterface de puissance tudie est un variateur de

    vitesse pour un moteur courant continu(MCC), son rle est de faire amplifier la sortie du

    calculateur et de varier la vitesse du moteur. En effet un signal continu (Pulse Width

    Modulation : le PWM) bien avant synthtis par le calculateur sera amplifi par un circuit de

    puissance afin dalimenter le MCC. Cette partie se concentre alors sur ltude et le choix de ce

    circuit de puissance qui permettrait de faire varier la vitesse du moteur et ainsi le faire tourner

    dans les deux sens.

    Dans la troisime partie, nous prsentons une ralisation concernant la gestion de

    lalimentation.

  • Rapport de fin danne

    6

    Chapitre I : ALIMENTATION EN PUISSANCE DUN MICRODRONE

    I. DIMENSIONNEMENT DE LA BATTERIE DU MICRO DRONE

    Il est recommand de dterminer les caractristiques chimiques et