ELECTRONIQUE DE COMMANDE DES ELEMENTS DU SYSTEME

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ELECTRONIQUE DE COMMANDE DES ELEMENTS PROPRES A LA GRAVEUSE

Moteur pas à pas : 

Définition :

Système électromécanique qui traduit des impulsions électriques en mouvement de rotation discret de son axe i.e. en mouvement dont la valeur de l’angle de rotation du moteur est une constante déterminée selon la technologie de sa conception.
Les moteurs pas à pas sont couramment utilisés dans le milieu de la robotique, domaine où la nécessité de systèmes asservis en vitesse ou en position est omnipré-sente.

Différents types de moteur pas à pas :

Selon leur commande, on distingue 2 types de moteur pas à pas :
– le moteur unipolaire : 5 (Cf. Photo 2.a) ou 6 (Cf. Photo 2.b) phases visibles.
– le moteur bipolaire : 4 (Cf. Photo 2.c) phases visibles.

Moteur pas à pas unipolaire :

Description :

Moteur pas à pas muni de 4 enroulements statoriques dont toutes (ou 2 à 2) cou-plées entres elles sur une de leurs extrémités.

Principe de fonctionnement :

En prenant le cas d’un moteur pas à pas unipolaire à structure simplifiée, on peut citer 2 modes de fonctionnement :
– Alimentation simple phase : on injecte alternativement un courant dans une et une seule phase à la fois selon une séquence cyclique, de manière à ce que le rotor exécute un tour complet (Cf. Figure 9.a). En effet, il se forme un front de tension durant un même lap de temps pour chaque position du rotor où l’enroulement correspondant est alimenté (Cf. Figure 9.b).
– Alimentation double phase : cette commande est basée sur l’alimentation si-multanée de 2 phases du moteur. De même, elle demande un ordre d’alimentation bien déterminé pour tourner le moteur (Cf. Figure 10.a). Par conséquent, le front de tension s’installe simultanément dans 2 enroulements du moteur, toutefois, leurs apparitions ou disparitions sont décalées de la moi-tié de leur durée de vie (Cf. Figure 10.b).

NOTION DE PROGRAMMATION ORIENTEE OBJET

Programmation orienté objet :

Programmation et langage :

Programmer, d’un point de vue de relation individu-machine signifie que l’individu communique une certaine requête à la machine. La complexité ou la simplicité de la tache étant mise de côté, l’individu a pour unique but l’exécution de la dite tache par l’ordinateur dans un contexte apparenté à l’informatique.
De nos jours, vue la taille de logiciel en développement, il est pratiquement impossible de décrire la commande à exécuter dans le langage propre à la machine (langage binaire). Le langage machine, dès la mise en service des ordinateurs, a été substitué par d’autres langages plus compréhensibles et plus proches du raisonnement humain. Cet élan de pro-grès, a été rendu possible grâce à la mise en place, au sein de la machine, de micropro-grammes traducteurs, eux-mêmes écrits en langage machine. En effet, l’élaboration de ces microprogrammes ou macros par les spécialistes du domaine informatique a été ren-due possible en remarquant qu’à toute tache, les procédures d’exécution la machines pré-sentaient des fragments répétitifs, remplaçables par de simples appels aux macros. En ce sens, les premiers langages de programmation ont pu dès lors voir le jour. L’utilisation de langages de programmation a engendré la naissance de techniques ou styles de programmation propres à chaque individu se qualifiant de programmeur. L’ajout de style au simple fait de programmer a en général pour but de faciliter le travail du pro-grammeur, tout en attribuant une fiabilité optimale au programme final. Parmi les pre-miers styles de programmation, on pourra citer : d’une part la programmation procédu-rale qui consiste d’une manière directe en changement d’état de la machine. Le pro-grammeur s’enferme donc dans une syntaxe de programmation ou code rigide de le pous-ser à une analyse très approfondie vue la linéarité de la structure de code du programme. D’autre part, la programmation fonctionnelle reprend le mode de pensée analogue à la substitution de fragments du langage machine par des macros. En effet, les lignes de code répétitives très présentes dans la programmation procédurale seront à leur tour rempla-cées par des fonctions. Ce style fait appel à un raisonnement très analogue l’utilisation de fonctions mathématiques, qui signifient souvent une correspondance entre passage de pa-ramètre(s) et résultat(s). Ainsi, la faiblesse de ce style réside dans le fait que tout aspirant à ce style devra avoir un bagage mathématique assez conséquent pour être en mesure de parfaire son programme à l’aide de fonctions.

Mode de pensée objet :

Le mot programmation incite en premier lieu à penser en termes d’algorithmes donc à une succession de lignes de code. La programmation par objet a pour conséquence de re-freiner cette tendance chez les programmeurs. En effet, la programmation par objet tire sa force du fait de considérer le programme final comme une interaction de plusieurs objets avant même l’écriture d’une seule ligne de code.
Ce mode de pensée est directement tiré de notre vie quotidienne : nous passons une partie de celle-ci à manipuler divers objets matériels tels la voiture, le stylo, le téléphone,
… Leurs manipulations se fait sans nécessairement connaitre les phénomènes physiques qui les gèrent, ni leurs techniques ou technologies de fabrication. Pour ce faire, la lecture d’un mode d’emploi suffit amplement.
Ce raisonnement a été transposé à l’informatique pour le développement de logiciel car un objet sera utilisé dans l’optique de remplir un rôle bien déterminé. En programma-tion orientée objet, le mode de pensée objet pourrait passer par 3 étapes : premièrement, la création du modèle i.e. dresser une certaine forme de cahier de charge pour la concep-tion de l’objet. Deuxièmement, le modèle possède nécessairement des caractéristiques avec un certain nombre de comportements qui lui sont spécifiques. L’ensemble de ces données abstraites sur le modèle définit son appartenance à une certaine classe. Fina-lement, l’utilisation de l’objet dans un programme signifie sa manifestation concrète au sein même du programme. Naturellement, l’objet ne pourra accomplir un rôle au-delà des spécificités que lui impose sa classe.

Classe d’objet :

Définitions :

• Proposition n°1 :
Texte structuré rassemblant d’une part une liste d’attribut(s), d’autre part un catalogue de méthode(s).
• Proposition n°2 :
Entité instanciable dont le comportement est défini par les méthodes inscrites dans la classe. La(les) méthode(s) sont exécutée(s) suite à la réception d’un mes-sage par l’objet et peuvent entrainer la modification d’attribut(s).

Exemple :

Une classe peut être créée à partir d’un point apparaissant sur un écran. Les attributs de cette classe seront x et y qui respectivement situe le point suivant la largeur de l’écran (de gauche à droite) et sa hauteur (de haut en bas). Quant aux méthodes, elles sont tirées du fait que le point est capable de se mouvoir sur l’écran donc de monter, de descendre, d’aller à droite ou à gauche. De cette classe point, on pourra instancier 2 objets (Cf. Figure 20) :
– Objet P : x = 1 et y = 0
– Objet Q : x = -3 et y = 2

Objet Informatique :

Définitions :

• Proposition n°1 :
Entité repérable par l’intermédiaire d’une adresse mémoire.
• Proposition n°2 :
Il s’agit d’un ensemble d’attribut(s) qui peuvent varier au cours du temps.
Leurs états à chaque instant constituent l’état courant de l’objet.
• Proposition n°3 :
Entité recevant des messages qui l’incitent à exécuter la méthode corres-pondante. Le comportement de l’objet est basé sur l’ensemble de ces mé-thodes.

Droit d’accès et encapsulation :

Dans le style de programmation orientée objet, en plus de l’instanciation d’objet(s), at-tributs et méthodes d’une classe ne peuvent être utilisé que par obtention de droit d’accès. On peut citer 3 principaux droits d’accès :
– Privé : les attributs ou méthodes affiliés à ce droit d’accès ne peuvent être appelé que de l’intérieur de la classe elle-même i.e. lors de sa création proprement dit.
– Publique : il est possible de faire appel aux méthodes ou attributs de la classe n’importe où dans tout le code du programme.
– Protégé : droit d’accès de méthodes ou attributs d’une classe uniquement accessible depuis une sous-classe de celle-ci.
La puissance de la programmation orientée objet se trouve dans le fait que tout les at-tributs d’une classe sont en général de droit d’accès privé : c’est le principe d’encapsulation. Dans cette optique, en prenant l’exemple de la classe point, on obtient une sorte de sécurité empêchant la modification directe des attributs de cette classe par une procédure n’appartenant pas à la classe point de l’objet. Au premier abord, cette ap-proche peut paraître inutile, mais, elle révèle toute son efficacité dans l’élaboration de programmes volumineux par plusieurs équipes de programmeurs. En effet, une équipe n’aura nul besoin de connaître l’algorithme de codage d’une classe mais uniquement ses attributs et ses méthodes afin de pouvoir l’utiliser dans un programme. Ainsi, l’encapsulation ôte tout risque d’incohérence de codes car la classe a été bien définie par le cahier de charge lors de la création de modèle.

Langage orienté objet C++ : 

Langage C :

Historique :

Le C est un langage de programmation plus apparenté au style de programmation fonctionnelle. Il a été inventé par Dennis Ritchie sur une machine DEC PDP-11 qui utilisait le système d’exploitation UNIX. Le langage C est le résultat du processus de développement d’un ancien langage appelé BCPL. Le BCPL est un langage de pro-grammation inventé par Martin Richards, qui a influencé un autre langage de pro-grammation : le langage B, lequel a été inventé par Ken Thomson. Les prémisses du C ont vu le jour à partir du langage B.
En 1983, un comité a été chargé d’établir un standard ANSI (American National Standard Institute) du langage C qui devait le définir une fois pour toute. Cette dé-marche a duré plus longtemps que prévu, qui finalement arrive à terme en 6 ans plus tard. En Décembre 1989, le travail du comité prend fin et le C ANSI voit enfin le jour. Dès 1990, le standard ANSI du C est adopté par le standard ISO (International Stan-dard Organisation), ainsi le C obtient un standard international nommé le ANSI/ISO C.

NOTION D’ENVIRONNEMENT

Introduction :

Le vingtième siècle a donné naissance à une prise de conscience concernant la dépen-dance certaine de l’homme par rapport à son environnement. En effet, les 2 grandes guerres mondiales ont à tout jamais changé l’orientation des relations politiques entre les nations. De plus, nombre de dirigeants ont constaté que mis à part les pertes humaines en-gendrées, les destructions du milieu de cohabitation des être vivants ont été ressenties comme un des effets néfastes, non-négligeables et à lourdes conséquences sur les généra-tions futures. A ces méfaits, s’ajoutent les conséquences de l’exploitation souvent inconsi-dérée des ressources de la planète durant la révolution industrielle du siècle précédent et pour la plupart, continuant jusqu’à ce jour.
La politique environnementale d’un pays contribue directement à l’instauration d’un climat de paix au niveau de ses propres voisins. En ne citant que le terme de ‘’ pollution ‘’ qui engendre destructions indirectes ou directes de l’environnement, il est difficile, voire impossible, de contenir ses effets, ou soi-disant, de limiter son champ d’action par des frontières. De plus, il est devenu évident qu’aucun pays ne peut vivre en parfaite autarcie du fait des besoins de sa population, de l’approvisionnement en matière première ou les débouchés ses industries,… Il est apparu nécessaire de mettre une politique commune de sauvegarde de l’environnement en partant du niveau mondial, puis au niveau national vers les localités les plus reculées de chaque pays.

Définitions :

Le terme environnement est un mot polysémique. En effet, son sens varie selon le con-texte où on l’emploie (économique, politique,…), la fonction de la personne l’utilisant dans une phrase (mécanicien, écrivain, juriste, économiste, politicien,…), et selon bon nombre d’autres critères. Les propositions suivantes sont données à juste titre en espérant qu’elle se complète les unes aux autres :
 Proposition n°1 : Charte de l’Environnement Malagasy
L’ensemble des milieux naturels et artificiels, y compris les milieux humains et les facteurs sociaux et culturels qui intéressent le développement.
 Proposition n°2 : Dicos Encarta 2009
Ensembles de caractéristiques (sociales, familiales ou économiques) propres à un milieu déterminé.
 Proposition n°3 : ONG « nature terre »
Ensemble des éléments qui entourent un individu ou une espèce et dont certains contribuent directement à subvenir à ses besoins.
 Proposition n°4 : définition technique ANGLO-SAXONE
Conditions naturelles (physiques, chimiques, biologiques) et culturelles (sociolo-giques) susceptibles d’agir sur tous les organismes vivants et les activités hu-maines.

Environnements et composants :

Composants :

Pour une vue plus généralisée de l’environnement, sans pour autant la restreindre à un certain sens suivant une situation déterminée, l’environnement comprend 2 principales composantes :
• Composante biophysique : ensemble des être vivants et de leur milieu. Autrement dit, cette composante peut se scinder en 2 classes d’éléments. D’une part, les éléments physiques qui incluent des phénomènes physiques tel la température, le vent, les eaux,… D’autre part, les éléments biologiques qui sont pourvus du souffle de vie dont la faune (espèces animales) et la flore (espèces végétales).
• Composante humaine : relative au genre humain. Donc, elle doit tenir compte de di-vers aspects ayant une influence sur le mode de vie d’un peuple tout au long de son histoire (passé, présent et futur).Par exemple, elle pourrait être considérée selon 3 points de vue dont celui au niveau social (santé, éducation, …), au niveau économique (rémunération de la population active, consommation, …) et enfin, du point de vue cul-turel (fady, coutumes,…).
Ainsi, l’environnement ne peut être diminué à un simple mot à sous-entendu écologique qui s’apparente uniquement à l’étude de la nature. En effet, elle symbolise toute corrélation possible incluant l’homme, son milieu et de tout ce qui s’y rapporte.

Interactions :

Les différentes composantes de l’environnement interagissent entre elles d’une façon permanente et sans interruption. On peut donc classer ces interactions en 3 groupes :
• Interaction naturelle : cycle d’une plante, lien sol-plante, lien insecte-plante, lien poisson-eau, …
• Interaction à l’intérieur d’une composante : relation racine-tige feuille d’une plante, lien social entre les membres d’une société, …
• Interaction d’origine anthropique : exploitation des ressources naturelles par l’homme (déforestation pour l’agriculture, …)
L’existence de ces interactions nous amène donc à penser à une interdépendance cer-taines entre les composantes de l’environnement. En effet, en influant sur une seule com-posante de celle-ci, le risque d’un ‘’ effet domino ‘’ pouvant avoir des conséquences né-fastes sur l’ensemble du système en interaction est quasi-présent. Cependant, le dévelop- pement d’études dans le domaine environnemental permet, par anticipation, d’éviter les méfaits de certaines manipulations, ou, au moins, de minimiser les risques éventuels.

Normalisation de l’environnement :

Les normes constituent « un énoncé sous forme de langage incorporé à un ordre juri-dique et dont l’objet est de prescrire à des sujets de droits, une obligation de faire ou de ne pas faire, soit d’accorder à ces sujets une autorisation de faire ou de ne pas faire, soit d’habiliter des organes de l’ordre juridique à exercer certaines activités selon une certaine procédure ».
En principe, les normes sont par essence mis en place pour encadrer et harmoniser les inté-rêts de l’Etat et des détenteurs de projet. Les normes en vigueur doivent être plus que des con-traintes car ils constituent, en quelque sorte, une garantie à la sécurité aux yeux de la loi pour les détenteurs de projets. De plus, si une telle entreprise normalise toute ses activités, si un accident survient, alors ladite entreprise, d’une certaine façon, écarte une partie de ses respon-sabilités. Par exemple, les conséquences des accidents se soldent souvent par le paiement d’indemnisation à montant exorbitant … ou pire la cessation immédiate de toutes ses activi-tés.
La série de normes ISO 14000 fournit les éléments d’un système de management, pour permettre à un organisme d’évaluer et de maîtriser de manière continue les impacts de ses activités, produits et services sur l’environnement. Cette série de normes évalue la conformi-té du système de gestion environnementale établie par l’entreprise lors d’un audit environne-mental ou d’une étude d’impact environnemental. Les normes doivent être considérées comme des protections, plutôt que comme des espèces de contraintes. Toutefois, leurs appli-cations restent souvent difficiles pour les petites entreprises car elles nécessitent des fonds supplémentaires assez conséquent.

IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX

Préambule :

A part l’utilisation d’une graveuse, il existe d’autres technologies et techniques de fabrica-tions d’élaboration de circuits imprimé. Parmi elles, une des technologies utilisées pour la fabrication de circuits imprimés au niveau industriel passe par plusieurs procédés :
• l’insolation : exposition de la plaque vierge de circuit imprimé à des rayons ultraviolet (RUV), les faisceaux doivent tout d’abord passer par un modèle. Le modèle protège les régions cuivrées utiles au montage électronique correspondant i.e. il fait office de tamis. Puis, une lentille convergente pour concentrer encore plus l’intensité des rayons vers la plaque.
• la gravure : la plaque est donc mise dans une solution de composés chimiques (perchlo-rure de Fer, acides,…) après insolation. La corrosion de ces solutions sur le circuit im-primé est très accélérée sur les régions soumises aux RUV. Après quelques instants, il ne reste que le motif original sur la plaque.
La réalisation du montage électronique proprement dit peut donc commencer après appli-cation de quelques couches d’isolants.
Une autre technique consiste à graver directement le motif sur le circuit imprimé par l’utilisation d’une graveuse manuelle ou simplement sur une fraiseuse. Ce procédé n’est effi-cace que si le personnel utilisé est hautement qualifié.

Impacts positifs :

– L’utilisation de machines mécaniques dont la commande est assistée par ordinateur per-met d’obtenir des gravures de qualités et un produit de série uniforme dans la fabrica-tion de circuits imprimés.
– Par rapport aux procédés utilisant l’insolation puis la gravure par composés chimiques, la graveuse présente moins de risque pour le personnel :
 Le rayons ultraviolets sont connus dans la médecine comme pouvant provoquer le cancer de la peau après une exposition à forte dose. De plus, une personne soumet-tant ses yeux à ce type de rayon risque de devenir aveugle.
 Les substances chimiques (acides, perchlorures, …) sont des substances très dange-reuses à manipuler du fait de leurs propriétés corrosives.
– Le rejet de substances chimiques ne peut se faire directement dans la nature car elles nuisent à l’environnement. Les sociétés se doivent de les faire recycler, ce qui consti-tue des charges budgétaires en plus.
– L’emploi de technologie passant par l’automatisation accroit la compétitivité de l’entreprise car les processus automatiques sont capables de remplacer des hommes. En effet, ce type de technologie se révèle plus fiable et plus rapide dans l’exécution de certaines taches par rapport à la main d’œuvre.

Impacts négatifs :

– L’emploi de machines électriques accroit d’une façon ou d’une autre la facture de dé-pense d’énergie.
– L’automatisation de processus accroit le taux de chômage car beaucoup de salariés sont remplacés par des machines autonomes ne nécessitant que peu de personnel pour la maintenance.
– Les processus automatisés coûtent cher en développement et en recherche, seuls des firmes assez puissantes peuvent se permettre de les acheter. De plus, en les utilisant, ils peuvent créer une concurrence déloyale contre les petites entreprises, donc il existe un réel risque de monopole au niveau du marché de consommation.

Mesures d’atténuations des impacts négatifs :

– Une société peut faire appel à des sources d’énergies nouvelles (éoliennes, panneaux so-laires, …) pour réduire ses factures de consommation d’énergie.
– Après une certaine formation, le personnel dont la tache est maintenant accomplie par des machines peut être relocalisé dans un autre secteur d’activité de l’entreprise. En principe, cette pratique est plus avantageuse que l’embauche de nouveaux venus et elle évite les crises internes contre le syndicat.
– L’Etat peut, en un sens, intervenir sur le marché de consommation de biens, par l’intermédiaire d’organisation pour la réglementation du commerce qui collabore di-rectement avec les associations protégeant les droits des consommateurs. Ainsi, les en-treprises malveillantes sont contraintes à refreiner leurs tendances au monopole en res-tant dans un esprit de compétition.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE 1 : ELECTRONIQUE DE COMMANDE DES ELEMENTS DU SYSTEME
Chapitre 1 : NOTIONS DE BASES SUR LES PROCESSUS UTILISES
1.1. Pont diviseur de tension
1.2. Transistor
1.3. Comparateur de tension
1.4. Electro-aimant
Chapitre 2 : ELECTRONIQUE DE COMMANDE DES ELEMENTS PROPRES A LA GRAVEUSE
2.1. Moteur pas à pas
2.2. Capteur
2.3. Relais électromécanique
2.4. Port parallèle
PARTIE 2 : INTERFACE LOGICIELLE
Chapitre 1 : NOTION DE PROGRAMMATION ORIENTEE OBJET
1.1. Programmation orienté objet
1.2. Langage orienté objet C++
Chapitre 2 : INTERFACES DE SOUS-SYSTEMES
2.1. Moteur pas à pas
2.2. Capteur
2.3. Relais Electromécanique
2.4. Calculateur
2.5. Coordinateur
2.6. Interface graphique utilisateur
PARTIE 3 : ASPECT ENVIRONNEMENTAL
Chapitre 1 : NOTION D’ENVIRONNEMENT
1.1. Introduction
1.2. Définitions
1.3. Environnements et composants
Chapitre 2 : IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX
1.4. Préambule
1.5. Impacts positifs
1.6. Impacts négatifs
1.7. Mesures d’atténuations des impacts négatifs
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE

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