Un Systeme de Stationnement Intelligent
Un Systeme de Stationnement Intelligent
Un Systeme de Stationnement Intelligent
Faculté Polydisciplinaire
Parcours : Electronique
Fait le 15/07/2021
Membres du jury
2020/2021
Remerciement
Nous tenons à remercier tout d’abord Dieu le tout puissant qui nous a donné la force et
la patience d’accomplir ce travail.
Le travail présent dans ce rapport a été effectué dans le cadre de la préparation de la licence
fondamental option électronique à la faculté poly-disciplinaire Sultane Moulay Slimane.
Au terme de ce projet, nous tenons à exprimer notre profonde gratitude et notre immense
respect à Monsieur ELMEHDAOUI Youness , professeur de physique à la faculté pol-
ydisciplinaire Sultane Moulay Slimane, pour sa disponibilité, ses avis éclaires, et ses judicieux
conseils.
Nous tenons à adresser nos remerciements à Monsieur Gaga Ahmed et Monsieur Atifi
Mustapha , qui nous ont fait l’honneur d’avoir accepté de participer au jury de soutenance.
Qu’ils trouvent ici l’expression de notre gratitude pour leur écoute respective. Avec beaucoup
d’égard, nous ne manquerons pas d’exprimer notre grande reconnaissance à tous les
enseignants et administrateurs de la Filière : science de la matière physique.
Enfin, nous remercions particulièrement toutes les personnes qui nous sont chère : nos
parents, nos sœurs, nos frères et nos amis. Ils nous ont soutenue, parfois même de loin, et ils
nous ont encouragé pour arriver à ce stade ultime de notre études universitaires.
2
Introduction général
De nos jours l’utilisation des voitures subit une croissance très puissante, plus d’un milliard de
voitures utilisées dans le monde.
Avec ce développement en trouvent plusieurs problèmes, parmi elles le problème du stationnement
, ainsi une étude réalisée en 2005 a évalué les coûts induits à la recherche d’une place de
stationnement à 600 millions d’euros par an en France (en incluant le temps perdu, l’énergie, le
surplus de trafic,...).
Le smart parking (stationnement intelligent) a été développé pour ces diverses raisons :
Depuis plusieurs années, les responsables de plusieurs villes ont remarqué que leurs conducteurs
avaient de réels problèmes pour trouver une place de parking facilement. Il y peu de places et le délai
de stationnement sont souvent mal adapté. Cela entraine un bouchonnement des villes, d’après une
étude, un problème de pollution se pose également, les automobilistes qui tournent dans la ville pour
chercher une place de parking polluent la ville sans se rendre compte. Le temps de recherche entraine
aussi l’énervement des usagers ce qui n’aide pas à trouver une place, en effet un milliard d’heures sont
perdues tous les jours pour chercher une place de parking dans le monde. Il a été calculé que dans les
grandes villes comme Sydney, New York ou Londres, le temps moyen pour trouver une place se situe
entre 3.5 et 14 minutes ce qui peut-être largement diminue avec le smart parking.
Alors c’est pour cela la réalisation d’une parking intelligent et l’objectif de notre projet, pour le
réaliser on utilisera des capteurs de distance qui sont focalisés sur la détection des objets ou bien des
voitures entrées au stationnement dans le but d’ouvrir la porte à l’aide d’un servomoteur.
Chaque entrée où sortie d’une voiture, un écran LCD affichera le nombre des voitures existant dans le
parking.
On utilisera aussi autres capteurs qui vont contrôler les places ou chaque place liée avec un seul
capteur. Tous ces éléments sont liés avec un Arduino.
Pour mener à bien notre travail, nous l’avons organisé en trois chapitres comme suite :
Le premier chapitre introduit par définition du système étudie ensuit quelques types des parkings ainsi
les avantages des systèmes parking automatisé, et les différences entre un parking intelligent et
parking classique .
Le deuxième visé à réaliser une étude focalise sur les différentes matérielles utilisées dans notre projet
par exemple les définitions, rôles et importances de toutes ces matérielles.
Le troisième chapitre consiste sur la représentation des outils informatiques, afin de programmer et
tester le programme développé accompagné par la programmation sur l’Arduino et la simulation sur le
Proteus ISIS .
le dernier chapitre traitre la partie pratique. La réalisation matérielle et la partie du test et vérification.
3
Table des figures
4
Figure 46:Maison en Carton ondulé ................................................................................................................ 37
Figure 42: Fils De Connexion Mâle Femelle - 20 cm................................................................................... 37
Figure 43:Polystyrène ........................................................................................................................................ 37
Figure 44:Gouache 5*10ml ............................................................................................................................. 37
Figure 45:Des Feuilles de papier auto-adhésives .......................................................................................... 37
Figure 47:La maison a carton ondulé après le paint et l'assemblage de ses constituants......................... 37
Figure 48: Le branchement du capteur avec Arduino ................................................................................... 38
Figure 49: Le branchement du servo moteur avec Arduino ......................................................................... 38
Figure 50:Branchement deI2C avec l’Arduino uno ...................................................................................... 39
Figure 51:Résultat expérimental de notre projet............................................................................................40
Figure 52:Lservo moteur n'ouvre pas si pas de place vide ........................................................................... 41
Figure 53:Le branchement de toutes les composantes électronique avec l'arduino.................................. 41
Figure 54:Levé le barrière pour entrer les voiture dans le parking ............................................................ 41
Figure 55: ouverture de la barrière par le servo moteur pour sortir la voiture .......................................... 41
Figure 56: LCD affiche que pas de place........................................................................................................ 41
Figure 57:Cas du parking remplie.................................................................................................................... 41
Figure 58:LCD affiche qu'il ya que une seul place libre .............................................................................. 41
Figure 59:On a une seul place libre dans le parking ..................................................................................... 41
5
Table de matière
Remerciement.......................................................................................................................................... 2
Introduction général ................................................................................................................................ 3
Table des figures ..................................................................................................................................... 4
Table des tableaux ................................................................................................................................... 5
Table de matière ...................................................................................................................................... 6
Chapitre 1 : Généralité sur le parking intelligent ........................................................... 9
1.Introduction .......................................................................................................................................... 9
1.2 Définition..................................................................................................................................... 9
1.2.1 Parking......................................................................................................................................... 9
1.2.2 Parking intelligent ...................................................................................................................... 9
2.Problématique de stationnement........................................................................................................... 9
3.Parking intelligent et parking classique ................................................................................................ 9
4.Quelques types du parking intelligent ............................................................................................... 10
5.les avantages du stationnement intelligent ......................................................................................... 11
6.[1] Pourquoi le stationnement intelligent ? .......................................................................................... 11
7.Conclusion .......................................................................................................................................... 11
Chapitre2: Matérielle électronique et ses fonctionnements ............................................ 12
1.Introduction ........................................................................................................................................ 12
2.Carte Arduino ..................................................................................................................................... 12
2.1 Historique .................................................................................................................................. 12
2.2 Définition................................................................................................................................... 13
2.3 Différents Types d’ Arduino Board. .......................................................................................... 13
2.4 Caractéristiques des différents types de planches Arduino. ...................................................... 14
2.5 Applications des cartes Arduino................................................................................................ 14
3.Arduino Uno ....................................................................................................................................... 14
3.1 Généralité sur la carte l’Arduino Uno ....................................................................................... 14
3.2 Les Composantes de l’Arduino Uno ......................................................................................... 15
3.3 Microcontrôleur ATMega328P ................................................................................................. 16
3.3.1 Introduction................................................................................................................................ 16
3.3.2 Structure interne des µC........................................................................................................... 16
3.3.3 Exemples des µC....................................................................................................................... 16
6
3.3.4 Caractéristique du Microcontrôleur ATMega328 : .............................................................. 17
4.[6]Les Capteurs .................................................................................................................................... 18
4.1 introduction ............................................................................................................................... 18
4.2 Définition................................................................................................................................... 18
4.3 Classification ............................................................................................................................. 18
4.4 Capteur passif ............................................................................................................................ 18
4.4.1 Exemple de capteur passif .......................................................................................................18
4.4.1.1 Capteurs d’humidité et de température ..............................................................................18
4.4.1.2 Le Capteur de gaz MQ2 ....................................................................................................... 19
4.4.1.3 Capteur de luminosité .......................................................................................................... 19
4.5 Les Capteur actif ....................................................................................................................... 19
[7]
4.5.1 Capteur à Ultrasons HC-SR04 ............................................................................................. 19
4.5.1.1 Le principe de fonctionnement ........................................................................................... 19
4.5.1.2 Connecteur du capteur ........................................................................................................ 20
4.5.1.3 Paramètres électriques ........................................................................................................ 20
4.5.1.4 Attention ............................................................................................................................... 20
5.[8]Le Servomoteur ............................................................................................................................... 21
5.1 Définition................................................................................................................................... 21
[9]
5.2 Généralités et caractéristiques ............................................................................................... 21
[9]
5.3 Fonctionnement du ServoMoteur. ......................................................................................... 22
[9]
5.4 Variété .................................................................................................................................... 23
6.[11]Ecran à cristaux liquides LCD. ...................................................................................................... 24
[12]
6.1 Définition de cristal liquide ................................................................................................... 24
6.2 Introduction ............................................................................................................................... 24
6.3 Principe des écrans à cristaux liquides ...................................................................................... 24
[12]
6.4 LCD 16X02 ........................................................................................................................... 25
6.4.1 Les caractéristiques de LCD ............................................................................................ 25
6.4.2 Le brochage de lcd 16X02 ...................................................................................................... 25
7.[14]Le bus I2C ...................................................................................................................................... 26
7.1 Définition................................................................................................................................... 26
7.2 Caractéristiques ......................................................................................................................... 27
8.Conclusion .......................................................................................................................................... 27
Chapitre 3 : Les outils informatique .................................................................................. 28
1.Introduction ........................................................................................................................................ 28
2.[15]IDE Arduino ................................................................................................................................... 28
7
2.1 Généralité ..................................................................................................................................... 28
2.2 Langage de programmation ....................................................................................................... 29
2.3 Zone d’information.................................................................................................................... 29
2.4 Traitement de nos programme Arduino.................................................................................... 29
2.4.1 Les bibliothèques utilisées ...................................................................................................... 29
2.4.2 La partie de déclaration ........................................................................................................... 29
3.Le programme développé ................................................................................................................... 30
4.[16] ISIS (Intelligent Schématique Input System) ............................................................................... 33
4.1 Définition..................................................................................................................................... 33
4.2 Présentation de l'interface :........................................................................................................... 34
5.Implémentation des composants du parking sur le logiciel ISIS ....................................................... 35
6.Conclusion .......................................................................................................................................... 35
Chapitre 4 : Resultants expérimentaux .......................................................................... 36
1.Introduction ........................................................................................................................................ 36
.2Réalisation matérielle ......................................................................................................................... 36
2.1 Matériels nécessaires à la réalisation ........................................................................................... 36
3.Câblage et assemblage de la réalisation ............................................................................................. 38
3.1 branchement du capteur ultrason HC-SR04 ................................................................................. 38
3.2 branchement du Servo moteur ...................................................................................................... 38
3.4 branchement de l’afficheur LCD et I2C ....................................................................................... 38
4.Résultat final de notre application ...................................................................................................... 39
5.Conclusion .......................................................................................................................................... 42
Conclusion général ................................................................................................................................ 43
Référence :............................................................................................................................................. 44
8
Chapitre 1 : Généralité sur le parking intelligent
1. Introduction
Le parking de voiture est un sujet qui a toujours été très présent parce qu’il touche la mobilité de
la plupart des personnes. Les conducteurs doivent toujours se stationner pour se rendre à leurs lieux de
destination, on propose une solution d’un système de parking automatisé des voitures pour résoudre ou
bien diminuer les problèmes proposés au stationnement des voitures dans les parkings conventionnels.
1.2 Définition
1.2.1 Parking
Le parking d’automobiles est un ensemble des voitures immatriculées, stationner pendant un temps
déterminé dans une surface clôture. On trouve les parkings dans différents lieus (aéroports, hôpitaux,
les grandes marchés, etc...) et différents types (Parking des voitures à : l’air, étages et parking
automatisé : dans une tour et doubler l’emplacement …)
Une solution idéale pour les parkings d'aujourd'hui et de problème de circulation dans les villes.
Système Parking automatisé offre un maximum d'efficacité, commodité, sécurité et fiabilité, le
système automatisé de Parking alimentés sur le courant électrique pour automatiquement garer et
récupérer les voitures, ensuite ils utilisant un système robotisé pour le rangement des véhicules
génèrent moins de CO2 que les parcs à étages classiques.
2. Problématique de stationnement
Les villes ont un gros problème de stationnement, les quartiers les plus intéressants connaissent une
demande toujours croissante de stationnement. Le stationnement n'est pas seulement pour les gens du
quartier ou de la ville, mais pour tout le monde et la durée de l'arrêt n'est pas spécifique, et c'est ce qui
provoque les problèmes. Malgré la présence de parkings, il y a beaucoup d'accidents et de problèmes
qui se produisent entre les conducteurs. Pour réduire ces problèmes, une des solutions est le
stationnement intelligent. Il réduit les problèmes car il aide les touristes et les employés ou toute
personne qui ne connaît pas la ville, à réserver une place pour sa voiture avec facilité et fiabilité.
9
Figure 2:Parking intelegent
Figure 1:Parking normale
[1]
Les parkings intelligent sont de plusieurs types et ils différent l’un de l’autre en plusieurs domaine
par exemple en trouvent des parkings qui concentre à gagner l’espace l’autre pour optimiser plus de
temps …
[1]
La nouvelle technologie intelligente a plusieurs avantages et des besoins qui aident à améliorer
les services pour les conducteurs et les usagers de la route et la ville aussi et il est représenté
comme suit :
Obtenir des informations précises sur les lieux occupés ou non occupés en temps réel.
Guider et donner les informations pour les usagers et les touristes sur le stationnement disponible
et non occupé.
La facilité d'utilisation des places de stationnement.
Augmenter l'activité et se déplacer plus librement dans la ville en utilisant les technologies
modernes.
Assurer la sécurité de la circulation pour les conducteurs et les utilisateurs.
Gain de temps lors de la recherche de l’espace libre pour stationnement
Le stationnement intelligent joue un rôle clé dans la diminution de la pollution et la diminution
de l'utilisation de l'essence et l'émission de gaz toxiques.
Le stationnement intelligent permet une surveillance et une gestion améliorées en temps réel de
l'espace de stationnement disponible.
[1]
6. Pourquoi le stationnement intelligent ?
Protection contre la pollution : comme nous le savons, plus le nombre de voitures augmente et
plus avons une affluence vers la ville en raison du mouvement des voitures ce qui cause la
pollution de l'air qui est due au dégagement de gaz toxiques.
Faciliter le stationnement aide à minimiser la circulation et donc à réduire la pollution.
La facilité de mobilité : minimiser la gestion de circulation.
Exploitation des terres et des espaces vides comme lieux de stationnement.
Manque de sécurité : Le véhicule s'arrête à des endroits aléatoires et sans surveillance et
constitue un danger pour le véhicule et le conducteur.
Apporter et fournir un service aux touristes : Toute nouvelle personne dans la ville a du mal à
trouver une place pour arrêter sa voiture
7. Conclusion
11
Chapitre2: Matérielle électronique et ses fonctionnements
1. Introduction
Dans ce chapitre nous allons parler de l’automatisation du prototype de ce projet que nous
proposons, il donnera une vision générale sur les composants électroniques à utiliser et autres
matériels similaires.
Arduino Uno 1
Sevo-moteur 1
Ultrasons HC-SRO4 6
I2C 1
2. Carte Arduino
2.1 Historique
[2]
L’Arduino est à l’origine un projet d’étudiants de l’école de Design d’Interaction d’Ivrea en Italie.
Au début des années 2000, les outils de conception de projets dans le domaine du design d’interaction
étaient onéreux, proches d’une centaine d’euros. Ces outils étaient pour la plupart conçus pour le
domaine de l’ingénierie et de la robotique. Maîtriser et utiliser ces composants demandait beaucoup de
temps et d’apprentissage et ralentissait fortement le processus de création pour ces jeunes étudiants. Il
leur vient alors à l’idée de créer une plateforme plus abordable et plus simple à utiliser, reposant sur
l’environnement de développement Processing mis au point en 2001 par des étudiants du MIT.
C’est donc en 2003 que, pour un projet de fin d’études, fut conçue la carte Wiring, ancêtre de
l’Arduino. Visant à rendre la plateforme toujours moins chère et plus accessible, une équipe
d’étudiants et de professeurs finirent par concevoir la toute première Arduino en 2005. Entièrement
open source, l’Arduino présentait l’avantage d’être multiplateforme et d’être en perpétuelle
optimisation par la communauté d’utilisateurs.
12
Figure 6:Premier modèle de la carte Arduino
2.2 Définition
Une carte arduino est une plaque électronique au tour de la quelle est constitué du microprocesseur et
de son circuit environnant (périphérique interne permettant de faciliter l’interfaçage avec le monde
extérieur sans nécessiter l’ajout de composants externes). Ensuite est un circuit électronique
miniaturise capable d’interpréter et d’exécuter les instructions d’un programme qui lui sont
appliquées.
7.Arduino Nan
13
2.4 Caractéristiques des différents types de planches Arduino.
Les caractéristiques des différents types de planches Arduino sont répertoriées sous forme
tabulaire.
3. Arduino Uno
[4]
Le modèle UNO de la société Arduino est une carte électronique dont le cœur est un
microcontrôleur ATMEL de référence ATMega328. L’ATMega328 est un microcontrôleur de 8bits
dont la programmation peut être réalisée en langage C/C++.
3.1 Généralité sur la carte l’Arduino Uno
Il existe plusieurs modèles de cartes Arduino mais le modèle Uno est le plus répandu et vous
permet déjà un large éventail de possibilités.
L’un des avantages de l’Arduino Uno est sa facilité d’accès. Il est, en effet, disponible un peu
partout sur internet à un prix abordable avoisinant les 25 €.
L’Uno diffère de toutes les cartes précédentes en ce qu’il n’utilise pas la puce de pilote USB-
série FTDI. Au lieu de cela, il dispose de l’Atmega16U2 (Atmega8U2 jusqu’à la version R2)
programmé comme un convertisseur USB-série.
14
La carte Arduino/Genuino Uno peut être alimentée via la connexion USB ou avec une
alimentation externe. La source d’alimentation est sélectionnée automatiquement.
La carte peut fonctionner sur une alimentation externe de 6 à 20 volts. Toutefois, si elle est
fournie avec moins de 7 V, la broche 5V peut fournir moins de cinq volts et la carte peut
devenir instable. Si on utilise plus de 12 V, le régulateur de tension peut surchauffer et
endommager la carte. La plage recommandée est de 7 à 12 volts.
Mémoire : L’ATmega328 a 32 Ko (avec 0,5 Ko occupé par le chargeur de démarrage). Il dispose
également de 2 Ko de SRAM et de 1 Ko d’EEPROM (qui peut être lu et écrit avec la
bibliothèque EEPROM)
3.2 Les Composantes de l’Arduino Uno
L’arduino uno se compose par plusieurs éléments électroniques comme l'indique dans l’image
dessous .
Pins A0 A5
Ardino uno a 6 broches analogiques qui utilisent ADC (Analogue au convetisseur numèrique).
Ces broches servent d’entrées analogiques, mais peuvent également fonctionner comme des
entrées numérique ou des sorties numérique Arduino Pins A0-A5 sont capables de lire des
tensions analogiques
Pins 13 0
15
Le courant maximum absolu fourni (ou coulé) de toutes les broches ensemble est de 200mA
Gnd fournir un niveau de référence logique commun tout au long dans les circuit.
IOREF Cette broche est la référence entrée/sortie. Il fournit la référence de tension avec
laquelle le microcontrôleur fonctionne.
Microcontrôleur ATMega328.
L’ATmega328P est un microcontrôleur 8 bits en technologie CMOS , il a été créé par la société
[5]
ATMEL. C’est le cœur de la célèbre carte de développement Arduino Uno , et il est loin d’être le seul
de cette famille , car les microcontrôleurs AVR comportent plusieurs modèles, qui vont jusqu’aux plus
puissants d’entre eux.
L’ATmega328P est cadencé par une horloge pouvant atteindre une fréquence de 20 MHz ; sa tension
d’alimentation varie entre 1,8 V et 5,5 V.
Des Timers pour générer ou mesurer des signaux avec une grande précision temporelle.
Un microprocesseur (C.P.U.).
Une mémoire de donnée (RAM et EEPROM).
Une mémoire programme (ROM, OTPROM, UVPROM ou EEPROM).
Des interfaces parallèles pour la connexion des entrées / sorties.
Des interfaces séries (synchrone ou asynchrone) pour le dialogue avec d’autres unités,
Des convertisseurs analogique / numérique pour le traitement de signaux analogiques.
3.3.3 Exemples des µC
16
Il existe 5 types de µC 8-bit qui dominent le marché :
- le 68HC08/68HC11 de Freescale Semiconductor .
- le 8051 de Intel.
- le AVR de Atmel.
- le Z8 de Zilog.
- le PIC de Microchip technology.
Ces µC ne sont pas compatibles, chacun possède son propre jeu d’instruction et son propre
ensemble de registres.
3.3.4 Caractéristique du Microcontrôleur ATMega328 :
Le microcontrôleur ATMega328 est constitué par un ensemble d’éléments qui ont chacun une
fonction bien déterminée. Il est en fait constitué des mêmes éléments que sur la carte mère d’un
ordinateur. Globalement, l’architecture interne de ce circuit programmable se compose essentiellement
sur :
La mémoire Flash : C'est celle qui contiendra le programme à exécuter. Cette mémoire est
effaçable et réinscriptible mémoire programme de 32Ko
RAM : c'est la mémoire dite "vive", elle va contenir les variables du programme.
Sa capacité est 2 ko.
EEPROM : C'est le disque dur du microcontrôleur. On y enregistre des informations qui ont
besoin de survivre dans le temps, même si la carte doit être arrêtée.
Cette mémoire ne s'efface pas lorsque l'on éteint le microcontrôleur ou lorsqu'on le reprogramme.
Microcontrôleur ATmega328
Tension d’alimentation interne 5V
Tension d’alimentation (recommandée) 7 à 12V
Tension d’alimentation limites 6 à 20 V
Entrées/sorties numériques 14 dont 6 sorties PWM
Entrées analogiques 6
Mémoire Flash 32 KB dont 0.5 KB utilisée par le bootloader
Fréquence horloge 16 MHz
Mémoire SRAM 2 KB
Mémoire EEPROM 1 KB
17
[6]
4. Les Capteurs
4.1 introduction
Dans de nombreux domaines (industrie, recherche scientifique, services, loisirs...), on a besoin
de contrôler des paramètres physiques (température, force, position, vitesse, luminosité...).
Le capteur est l'élément indispensable à la détection de ces grandeurs physiques.
4.2 Définition
Un capteur est un organe de prélèvement d'informations qui élabore à partir d'une grandeur
physique, une autre grandeur physique de nature différente (souvent électrique).
Cette grandeur représentative de la grandeur prélevée est utilisable à des fins de mesure ou de
commande.
4.3 Classification
Si l'on s'intéresse aux phénomènes physiques mis en jeux dans les capteurs, on peut classer ces
derniers en deux catégories.
Capteurs actifs
Capteurs passifs
Image
18
4.4.1.2 Le Capteur de gaz MQ2
Le Capteur de gaz MQ2 simple d’utilisation est dédié à la détection des fuites de gaz,
Il peut détecter du GPL, butane, méthane, alcool, hydrogène, fumée, etc. Avec un temps
de réponse court, les mesures peuvent être prises rapidement. La sensibilité peut
également être ajustée par un potentiomètre. Figure 15:Capteur de gaz
Le capteur à ultrasons HC-SR04 est capable de mesurer la distance des objets situés de 2cm à 400cm
du capteur avec une précision de 3mm. Le capteur est composé d’un émetteur d’ultrasons, d’un
récepteur et du circuit de commande.
19
Figure 19:Envoie et la réception des signal par le capteur
Tension d’alimentation 5V
DC Courant d’alimentation 15mA
Fréquence de travail 40Hz
Distance maximale de détection 4m
Distance minimale de détection 2cm
Angle de détection proportionnellement 15 degrés
Signal d’entrée de l’émetteur Impulsion à l’état haut de 10µs
Signal de sortie du récepteur Signal numérique à l’état haut et la distance
proportionnellement
Dimension 45*20*15mmv
4.5.1.4 Attention
Il n’est pas suggérer de brancher le capteur directement sur une source électrique. Si c’est le cas la
masse doit être connectée en première sinon cela affectera le bon fonctionnement du capteur.
20
Les objets détectés doivent avoir une superficie supérieur à 0.5 m² et doivent être plutôt plats
sinon cela affectera la mesure de distance.
[8]
5. Le Servomoteur
5.1 Définition
Un servomoteur (souvent abrégé en « servo », provenant du latin servus qui signifie « esclave »)
est un moteur capable de maintenir une opposition à un effort statique et dont la position est vérifiée
en continu et corrigée en fonction de la mesure. C'est donc un système asservi.
Le servomoteur intègre dans un même boitier, la mécanique (moteur et engrenage), et l’électronique,
pour la commande et l'asservissement du moteur. La position est définie avec une limite de
débattement d’angle de 180 degrés, mais également disponible en rotation continue.
Les servomoteurs sont répandus pour les vannes industrielles et le modélisme.
21
Les servos servent à actionner les parties mobiles du modèle : ailerons, volets et trains pour les avions,
contrôle de direction dans le cas de modélisme automobile… À cette fin, les moteurs sont asservis et
obéissent à une commande externe, généralement transmise par radio.
Alimentation : 4,8 à 6 Vcc
Course : 120° minimum
Couple : 1,6 kg.cm à 4.8 Vcc
Vitesse : 0,12 s/60° à 4.8 Vcc
Dimensions : 24 x 13 x 29 mm
Les servomoteurs sont commandés par l'intermédiaire d'un câble électrique à trois fils :
qui permet d’alimenter le moteur et de lui transmettre des consignes de position sous forme d’un
signal codé en largeur d'impulsion plus communément appelé PWM. Cela signifie que c'est la durée
des impulsions qui détermine l'angle absolu de l'axe de sortie et donc la position du bras de commande
du servomoteur. Le signal est répété périodiquement, en général toutes les 20 millisecondes, ce qui
permet à l'électronique de contrôler et de corriger continuellement la position angulaire de l'axe de
sortie, cette dernière étant mesurée par le potentiomètre.
Lorsque le moteur tourne, l'axe du servomoteur change de position, ce qui modifie la résistance du
potentiomètre. Le rôle de l'électronique est de commander le moteur pour que la position de l'axe de
sortie soit conforme à la consigne reçue : c'est un asservissement( un asservissement est un système
dont l'objet principal est d'atteindre le plus rapidement possible sa valeur de consigne et de la
maintenir, quelles que soient les perturbations externes).
Commande en largeur d'impulsion : la largeur des impulsions, comprise en général entre 1 et 2
millisecondes, commande la position du servomoteur
22
Figure 22: Rotation de Servo en fonction de temps
5.4 [9]Variété
Les servomoteurs ont des types très variés pour des applications multiples.
Les plus courants, et les moins chers, ont une course limitée à 90° ou 120° ce qui est moins pratique
pour tourner une roue par exemple. Un servomoteur standard comme le S3002 de Futaba a des
dimensions de 31,0 × 16,0 × 30,2 mm et pèse 35 g. Sa vitesse de rotation est de 0,20 seconde pour
parcourir 60° alors que son couple est de 3,3 kg⋅cm.
Un mini-servo comme le HS-55 de chez Hitec est quatre fois moins lourd, mais aussi moins puissant.
En effet, son couple est de 1,1 kg⋅cm et sa vitesse est de 0,17 seconde pour 60°. Mais son poids est de
8 g pour des dimensions de 22,8 × 11,6 × 24 mm.
Ils se distinguent également par :
23
[11]
6. Ecran à cristaux liquides LCD.
6.1 [12]Définition de cristal liquide
Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide ordinaire et celles
d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de « mésophase » ou « état mésomorphe» (du
grec « de forme intermédiaire »). La nature de la mésophase diffère suivant la nature et la structure du
mésogène, molécule à l'origine de la mésophase, ainsi que des conditions de température, de pression
et de concentration.
6.2 Introduction
Les afficheurs à cristaux liquides, autrement appelés afficheurs LCD (Liquid Crystal Display), sont
des modules compacts intelligents et nécessitent peu de composants externes pour un bon
fonctionnement. Ils consomment relativement peu (de 1 à 5 mA), sont relativement bons marchés et
s'utilisent avec beaucoup de facilité.
Plusieurs afficheurs sont disponibles sur le marché et diffèrent les uns des autres, non seulement par
leurs dimensions, (de 1 à 4 lignes de 6 à 80 caractères), mais aussi par leurs caractéristiques techniques
et leur tension de service. Certains sont dotés d'un rétroéclairage de l'affichage. Cette fonction fait
appel à des LED montées derrière l'écran du module, cependant, cet éclairage est gourmand en
intensité (de 80 à 250mA).
Ils sont très utilisés dans les montages à microcontrôleur, et permettent une grande convivalité. Ils
peuvent aussi être utilisés lors de la phase de développement d'un programme, car on peut facilement y
afficher les valeurs de différentes variables.
24
(3 à 5 V) le rend absorbant. Les caractères apparaissent sombres sur fond clair. N'émettant pas de
lumière, un afficheur à cristaux liquides réflectif ne peut être utilisé qu'avec un bon éclairage ambiant.
Sa lisibilité augmente avec l'éclairage. Les modèles transmissifs fonctionnent différemment:
normalement opaque au repos, le cristal liquide devient transparent lorsqu'il est
excité; pour rendre un tel afficheur lisible, il est nécessaire de l'éclairer par l'arrière, comme c'est le cas
pour les modèles rétroéclairés.
Le tableau ci-dessous représente bien le rôle de chaque broche et définit le brochage de l'afficheur
LCD .
25
Tableau 6:Les caractéristiques de LCD
1 Vss - Masse
2 Vdd - Alimentation positive +5V
3 Vo 0-5V Cette tension permet, en la faisant varier entre 0 et +5V, le réglage du contraste de l'afficheur.
4 RS TTL Selection du registre (Register Select)
Grâce à cette broche, l'afficheur est capable de faire la différence entre une commande et une
donnée. Un niveau bas indique une commande et un niveau haut indique une donnée.
5 R/W TTL Lecture ou écriture (Read/Write)
L : Écriture
H : Lecture
6 E TTL Entrée de validation (Enable) active sur front descendant. Le niveau haut doit être maintenue
pendant au moins 450 ns à l'état haut.
7 D0 TTL Bus de données bidirectionnel 3 états (haute impédance lorsque E=0)
8 D1 TTL
9 D2 TTL
10 D3 TTL
11 D4 TTL
12 D5 TTL
13 D6 TTL
14 D7 TTL
15 A - Anode rétroéclairage (+5V)
16 K - Cathode rétroéclairage (masse)
Les broches 15 et 16 ne sont présentes que sur les afficheurs LCD avec retroéclairage. Les connexions
à réaliser sont simples puisque l'afficheur LCD dispose de peu de broches. Il faut évidemment,
l'alimenter, le connecter à un bus de donnée (4 ou 8 bits), et connecter les broches E, R/W et RS.
[14]
7. Le bus I2C
7.1 Définition
Un I2C (Inter-Integrated Circuit) est un bus informatique. Conçu par Philips pour les applications de
domotique et d’électronique domestique, il permet de relier facilement un microprocesseur et
différents circuits tout en réduisant le nombre de lignes nécessaires à seulement deux lignes :
26
7.2 Caractéristiques
8. Conclusion
Dans ce chapitre nous avons parlé sur toutes les constituants électronique qu’on a utilisé dans la
réalisation de ce projet , ensuite ses caractéristiques et ses fonctionnements .
27
Chapitre 3 : Les outils informatique
1. Introduction
La carte Arduino avec le capteur ultrason, le Servo Moteur et ensuite l’afficheur LCD sont
complètement programmés par l’ordinateur en utilisent un logiciel. Pour notre projet on va utiliser le
logiciel de programmation Arduino 1.8.11, afin de programmer et tester le programme sur le logitiel
Proteus ISIS 8 professional.
[15]
2. IDE Arduino
2.1 Généralité
IDE ARDUINO est un logiciel qui permet de programmer la carte Arduino, Il offre une multitude de
Fonctionnalités.
Ce block noire contient les détails et les informations de compilation, on notera en particulier un bilan
systhématique de consommation des ressources mémoires
2.4 Traitement de nos programme Arduino
2.4.1 Les bibliothèques utilisées
#include <Wire.h>
Pour utiliser le bus I2C dans un projet Arduino, il suffit déclarer la librairie wire en début de code.
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
permet au compilateur de savoir où chercher différentes déclarations de fonction. Lorsque le
programme est compilé, il s’interface avec le fichier en-tête LiquidCrystal pour trouver les
déclarations de fonction dont il a besoin.
#include<Servo.h>
Cette bibliothèque permet à une planche Arduino de contrôler les moteurs servo RC (hobby). Les
servos de rotation continue permettent de régler la rotation de l’arbre à différentes vitesses.La
bibliothèque Servo prend en charge jusqu’à 12 moteurs sur la plupart des planches Arduino et 48 sur
l’Arduino Mega. Sur les planches autres que le Mega,
2.4.2 La partie de déclaration
29
Figure 34:dèclaration de LCD et SERVO
3. Le programme développé
On a fait un programme pour commander les 6 capteurs ultrason et le moteur de rotation, pour
tourner la barre qui permet d’entrer ou de sortir les voitures, ainsi pour afficher sur l’écran LCD le
nombre des places vides
1. #include <Servo.h>
2. #include <Wire.h>
3. #include <LiquidCrystal_I2C.h>
4. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
5. const int trigPin1 = 1;
6. const int echoPin1 = 2;
7. const int trigPin2 = 4;
8. const int echoPin2 = 3;
30
9. const int trigPin3 = 5;
10. const int echoPin3 = 6;
11. const int trigPin4 = 7;
12. const int echoPin4 = 9;
13. const int trigPin5 = 10;
14. const int echoPin5 = 11;
15. const int trigPin6 = 12;
16. const int echoPin6 = 13;
17. int place;
18. long duration1;
19. long duration2;
20. long duration3;
21. long duration4;
22. long duration5;
23. long duration6;
24. int distance1;
25. int distance2;
26. int distance3;
27. int distance4;
28. int distance5;
29. int distance6;
30. float liquid;
31. Servo servo;
32. void setup() {
33. servo.attach(8);// Fixez la variable Servo à la broche 8.
34. servo.write(0);
35. lcd.init();//initialiser l’écran lcd
36. lcd.backlight(); // active le rétro-éclairage
37. pinMode(trigPin1, OUTPUT); //configurer la goupille de déclenchement en mode sortie
38. pinMode(echoPin1, INPUT); //configurer la goupille d’echo en mode entrer
39. pinMode(trigPin2, OUTPUT);
40. pinMode(echoPin2, INPUT);
41. pinMode(trigPin3, OUTPUT);
42. pinMode(echoPin3, INPUT);
43. pinMode(trigPin4, OUTPUT);
44. pinMode(echoPin4, INPUT);
45. pinMode(trigPin5, OUTPUT);
46. pinMode(echoPin5, INPUT);
47. pinMode(trigPin6, OUTPUT);
48. pinMode(echoPin6, INPUT);
49. }
50. void loop() {
51. place = 4; //on a quatre place dans le parking
52. digitalWrite(trigPin1, LOW); //générer une impulsion de 10 microsondes à TRIG
53. delayMicroseconds(2);
31
54. digitalWrite(trigPin1, HIGH);
55. delayMicroseconds(10);
56. digitalWrite(trigPin1, LOW);
57. duration1 = pulseIn(echoPin1, HIGH); //durée de mesure de l’impulsion de la broche echo
duration1 en µS
58. distance1 = duration1 * 0.034 / 2; //Calcule de la distance entre le véhicule et le capteur
59. digitalWrite(trigPin2, LOW);
60. delayMicroseconds(2);
61. digitalWrite(trigPin2, HIGH);
62. delayMicroseconds(10);
63. digitalWrite(trigPin2, LOW);
64. duration2 = pulseIn(echoPin2, HIGH);
65. distance2 = duration2 * 0.034 / 2;
66. digitalWrite(trigPin3, LOW);
67. delayMicroseconds(2);
68. digitalWrite(trigPin3, HIGH);
69. delayMicroseconds(10);
70. digitalWrite(trigPin3, LOW);
71. duration3 = pulseIn(echoPin3, HIGH);
72. distance3 = duration3 * 0.034 / 2;
73. digitalWrite(trigPin4, LOW);
74. delayMicroseconds(2);
75. digitalWrite(trigPin4, HIGH);
76. delayMicroseconds(10);
77. digitalWrite(trigPin4, LOW);
78. duration4 = pulseIn(echoPin4, HIGH);
79. distance4 = duration4 * 0.034 / 2;
80. if (distance1 < 5 && distance1 > 0) {
81. place--; } //distance inferieur à 5 désigne qu’ il y a un véhicule dans l’espace alors la place est
remplie par une voiture
82. if (distance2 < 5 && distance2 > 0) {
83. place--;
84. } if (distance3 < 5 && distance3 > 0) {
85. place--;
86. } if (distance4 <5 && distance4 > 0) {
87. place--;
88. }
89. lcd.setCursor(0, 0);
90. lcd.print("les places ");
91. delay(10);
92. lcd.setCursor(0, 1);
93. lcd.print("dispoibles sont :");
94. lcd.print(place);
95. digitalWrite(trigPin5, LOW);
96. delayMicroseconds(2);
97. digitalWrite(trigPin5, HIGH);
32
98. delayMicroseconds(10);
99. digitalWrite(trigPin5, LOW);
100. duration5 = pulseIn(echoPin5, HIGH);
101. distance5 = duration5 * 0.034 / 2;
102. if (distance5 < 4 && distance5 > 0) {
103. servo.write(100); // ouvrir le moteur jusqu’a 100 degré
104. delay(1000);
105. servo.write(40);
106. delay(500);
107. }
108. digitalWrite(trigPin6, LOW);
109. delayMicroseconds(2);
110. digitalWrite(trigPin6, HIGH);
111. delayMicroseconds(10);
112. digitalWrite(trigPin6, LOW);
113. duration6 = pulseIn(echoPin6, HIGH);
114. distance6 = duration6 * 0.034 / 2;
115. if (distance6 < 2&& distance6 > 0) {
116. servo.write(100);
117. delay(1000);
118. servo.write(40);
119. delay(800);
120. }else if(distance6 < 4
121. && distance6 > 0&& place==0){servo.write(0); }
122. delay(10);
123. }//Si le nombre des places vide=0 le moteure ne doit pas ouvert pour entrer des
autres voitures
[16]
4. ISIS (Intelligent Schématique Input System)
4.1 Définition
Le logiciel ISIS de Proteus Professional est principalement connu pour l'édition de schémas
électriques. De plus, le logiciel permet également de simuler ces diagrammes, ce qui permet de
détecter certaines erreurs dès la conception. Indirectement, les circuits électriques conçus avec ce
logiciel peuvent être utilisés dans des documentations car le logiciel permet de contrôler la plupart des
aspects graphiques des circuits.
Exemple :
F
igure 37:Exemple de circuit dans isis proteus
33
4.2 Présentation de l'interface :
34
5. Implémentation des composants du parking sur le logiciel ISIS
Dans ce logicielle on a fait le test de toutes les composantes électronique avec le codes Arduino ide
sur proteus isis
6. Conclusion
Pour conclure ,dans ce chapitre qui parle sur les outils informatiques qu’on a utilisés pour la
réalisation du parking intelligent ,l’objectif de ce rapport , on a parlé sur le logiciel Arduino IDE et
ces fonctionnements et le rôle de chaque bloc, deuxièmement on a utilisé le logicielle isis protus pour
bien métriser le fonctionnement des composantes électronique et pour tester les codes de chaque
élément ,CapteurUltrason ,LCD ,servo moteur ,Arduino UNO, et finalement on le rassemble toutes ses
composantes dans un seul programme et le tester sur isis.
35
Chapitre 4 : Resultants expérimentaux
1. Introduction
Ce chapitre est consacré à l’application et comment nous avons réalisé notre projet. Pour cette raison,
trois étapes ont été envisagées :
- Réalisation matérielle qui consiste sur le mécanisme
- câblage et assemblage du système.
- Faire un test et vérification pour notre projet.
2. Réalisation matérielle
2.1 Matériels nécessaires à la réalisation
Figure 41:Fils De Connexion Mâle femâle 20cm Figure 40:Fils De Connexion Mâle Mâle 20cm
36
Figure 42: Fils De Connexion Mâle
Femelle - 20 cm
Figure 43:Polystyrène
38
Figure 50:Branchement deI2C avec l’Arduino uno
Chaque place du parking est équipée d’un capteur ultrason pour détecter si une place est libre ou non
39
Figure 51:Résultat expérimental de notre projet
40
Figure 59:On a une seul place libre dans le parking Figure 58:LCD affiche qu'il ya que
une seul place libre
41
5. Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons abord le thème de parking intelligent car notre projet est bas´e sur le
stationnement des véhicules. Ensuite, nous avons présenté notre maquette d’un parking intelligent
conçu en utilisant des cartes arduino avec un environnement de programmation IDE, nous avons
utilisé plusieurs capteurs et un servo moteur ensuit un ecran LCD pour aboutir à un résultat final qui
est représenté dans ce chapitre.
42
Conclusion général
Finalement, dans ce projet nous avons présenté un exemple de smart parking, et nous avons divisé
ce rapport en quatre parties, on a commencé par les généralités sur le parking intelegent ensuite nous
avons essayé de présenter chaque constituant électronique débutant par l’Arduino et finirant par LCD
et I2C .ensuite nous avons parlé sur les différents outils informatiques utilisées dans la réalisation de
ce projet comme l’Arduino IDE et le logiciel protus ISIS, dans le dernier chapitre nous avons présenté
le résultat expérimental de notre parking intelligent .
Notre sujet traite une coté très sensible, qui touche toutes les villes et presque toutes les personnes,
comme le problème de pollution, perdre du temps dans la recherche d’une place de parking,
bouchonnement des villes à cause de désorganisations des voitures Le système de parking intelligent
fonctionne automatiquement sans besoin de la présence d’un agent ce qui est utile pour cette épidémie
du cov id 19, ensuite le cadre de ce projet ouvre de nouvelles perspectives telles que Possibilité de
réserver une place à distance, chercher une place d’après le GPS …
« Le stationnement rapide et facile est une priorité, aujourd’hui, pour fidéliser les utilisateurs »
43
Référence :
[2] Arduino - Apprendre à développer pour créer des objets intelligents - Historique de l’Arduino |
Editions ENI (editions-eni.fr)
[8 ] https://ardwinner.jimdofree.com/arduino/v-les-servomoteurs/#
[9] https://fr.wikipedia.org/wiki/Servomoteur
[10] https://www.cours-gratuit.com/cours-arduino/tutoriel-arduino-servomoteur-en-pdf
[11] https://www.aurel32.net/elec/lcd.php
[12] https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cran_%C3%A0_cristaux_liquides
44