Projets — BUT GEII
Mes projets
Une sélection de réalisations menées au cours de mon BUT GEII, parcours AII — de la conception électronique au prototypage mécatronique. Clique sur un projet pour dérouler le détail.
Résumé
Conception et programmation d'un robot autonome capable de suivre une ligne noire sur fond blanc grâce à un ensemble de capteurs infrarouges placés sous le châssis. Le projet couvre l'intégralité de la chaîne de réalisation : conception électronique, routage de la carte, et programmation de la logique d'asservissement sur microcontrôleur STM32.
Cahier des charges
- Suivre une ligne noire sur fond blanc, y compris en courbe
- Fonctionner de manière totalement autonome (sans télécommande)
- Optimiser la vitesse de déplacement sans perdre la ligne
- Pouvoir redémarrer correctement après un arrêt sur la ligne
Réalisation
- Carte de commande conçue et routée sous KiCad
- Lecture d'un réseau de capteurs infrarouges en réflexion
- Asservissement bas niveau de la vitesse des deux moteurs sous STM32 CubeIDE
- Algorithme de correction proportionnelle à l'écart de ligne détecté
Compétences mobilisées
Résumé
Conception, fabrication et test du prototype d'un « shield » pour carte NUCLEO-F303RE permettant de piloter un moteur à courant continu de faible puissance dans les deux sens de rotation, avec retour de mesures (courant, tension, vitesse, position) et communication via un bus CAN. Parcours AII : seule la partie conception matérielle (dimensionnement et routage de la carte) a été traitée, la programmation du microcontrôleur étant réservée au parcours ESE.
Cahier des charges (volet hardware)
- Shield connecté à une carte NUCLEO-F303RE
- Pilotage d'un moteur DC dans les deux sens — Vmot : 6,8 V à 12,6 V
- Courant moteur : 3 A crête / 1,5 A continu
- Interface Bus CAN avec résistance de terminaison commutable par cavalier
- Décodage d'un codeur incrémental (ENCA / ENCB), alimenté en 3,3 V par la carte
- Limitation de courant réglable sur la sortie moteur
- Protection contre les courts-circuits en sortie moteur
- Immunité à l'inversion de polarité (chute de tension < 100 mV)
Chaîne de mesure embarquée
- Mesure du courant moteur moyen — résolution 1 mA
- Mesure de la tension moteur (Vmot) — résolution 10 mV
- Mesure de la vitesse de rotation — résolution 1 tr/min
- Mesure de la position angulaire relative — résolution 1 pas de codeur
Interface utilisateur physique
- LED 5 mm de mise sous tension (+3,3 V)
- LED 5 mm de fonctionnement : clignotement lent (veille), rapide (veille + Vmot présente), flash (en fonctionnement)
- LED bicolore (rouge / vert) indiquant le sens de rotation du moteur
Brochage des connecteurs
| 1 | 0V | Masse |
| 2 | V_MOT | Tension d'alimentation moteur |
| 1 | CANL | Signal CAN Low |
| 2 | CANH | Signal CAN High |
| 1 | 0V | Masse |
| 2 | ENCB | Codeur incrémental — voie B |
| 3 | ENCA | Codeur incrémental — voie A |
| 4 | +3,3V | Alimentation codeur |
| 5 | OUT_MOT_2 | Sortie moteur 2 |
| 6 | OUT_MOT_1 | Sortie moteur 1 |
Tous les connecteurs sont placés en bord de carte et orientés vers l'extérieur, sans composant intercalé entre le bord et le connecteur.
Compétences mobilisées
Résumé
Travail réalisé en binôme (schémas électrique et d'implantation co-signés), portant sur le protocole de bus de terrain KNX. Le projet associe une recherche documentaire sur la technologie, l'étude d'une maquette domotique existante (alimentation, actionneurs, capteurs) et la prise en main du logiciel ETS6 pour diagnostiquer puis mettre en service l'ensemble des participants du bus.
Démarche
- Recherche documentaire — principes du protocole KNX, topologie de bus, adressage physique et adresses de groupe
- Étude de la maquette — lecture des schémas électrique et d'implantation, identification des participants installés
- Diagnostic ETS6 — connexion à l'interface USB-REG, scan de la ligne et identification des adresses physiques
- Mise en service — vérification individuelle des participants et programmation des adresses manquantes
Architecture de la maquette
| 1.1 | ABB SV/S 30.640.3.1 |
| 1.1.43 | Coupleur de ligne Siemens |
| 1.1.255 | Interface USB-REG (Hager TH101) |
| 1.1.101 | Module 4 sorties Hager TXA204C |
| 1.1.2 | Sorties volets Hager TXA224 |
| 1.1.102 | Variation MIX2 Theben DMG2T |
| 1.1.38 | Passerelle DALI/KNX BEG |
| 1.1.51 | Détecteur de présence BEG PD9 |
| 1.1.1 / .104 / .105 | Poussoirs KNX Hager WKT304 |
| 1.1.69 | Interface IP iKNiX proServ |
Schémas électrique et d'implantation réalisés en amont pour cartographier l'ensemble des participants avant le diagnostic logiciel.
Méthode de diagnostic (ETS6)
- Scan de la ligne pour lister les adresses physiques détectées sur le bus
- Identification d'un participant par Mode de Programmation (appui sur le bouton de programmation)
- Vérification croisée par Vérification d'Adresse Individuelle (clignotement de la LED du participant)
- Attribution d'une adresse physique aux participants détectés en
15.15.255(état usine)
Compétences mobilisées
Résumé
Mise en service et programmation, en binôme, d'un malaxeur de torréfaction industriel (système « Habilis ») piloté par un automate Schneider Modicon M340. Le projet couvre l'ensemble de la chaîne : grafcet de production, gestion de la vitesse et de la température, sécurités machine, supervision via une IHM Vijeo Designer à 8 écrans, et validation par un cahier de recette complet.
Cahier des charges
- Acquittement opérateur (ACQ) avant tout lancement de cycle
- Lancement du cycle par bouton DCY, actif uniquement après acquittement
- Cycle conditionné aux sécurités (carter, arrêt d'urgence, S23, S11) et aux conditions mécaniques (pale, capot, niveau produit)
- Durée totale de cycle limitée à 600 s, surveillée par un chien de garde
- Vitesse maximale et durée de cuisson réglables depuis l'IHM, avec courbes de tendance
- Sélection de recettes prédéfinies (Robusta / Arabica) depuis l'IHM
- En cas de défaut sécurité : arrêt du cycle, perte de la matière d'œuvre, vidage et relance manuelle
Cycle de fonctionnement (6 phases)
- Ph1 — Montée en vitesse progressive jusqu'à Vmax (10 s)
- Ph2 — Chauffe jusqu'à 40 °C
- Ph3 — Cuisson à demi-vitesse, régulation thermostatique 39–40 °C
- Ph4 — Arrêt chauffe, refroidissement naturel jusqu'à 35 °C
- Ph5 — Arrêt progressif du malaxage jusqu'à 5 Hz
- Ph6 — Positionnement de la pale à petite vitesse et arrêt final
Recettes prédéfinies
| Robusta | 1500 tr/min — 30 s |
| Arabica | 1000 tr/min — 60 s |
Architecture matérielle
- Automate Modicon M340 — racks BMX DDI 1602 (entrées TOR), BMX DRA 1605 (sorties TOR), BMX AMM 0600 (entrée analogique PT100)
- Variateur Altivar (ATV) pour le pilotage de la vitesse et du sens de rotation
- Sécurités machine : couvercle, carters avant/arrière, détection de pale, niveau produit, arrêt d'urgence
- Régulation de température par résistance de chauffage (contacteur KM3), asservie à une sonde PT100
GEMMA — modes de marche et d'arrêt
- Chemin nominal — A1 (attente chargement) → F2 (attente DCY) → F1 (production, ≤ 600 s) → retour A1
- Chemin de défaillance — F1 → D1 (arrêt d'urgence) → A5 (nettoyage) → A1
- Chemin de sécurité — A1 → A4 (attente conditions sécurité) → A1
IHM Vijeo Designer — 8 écrans
- Accueil, Menu principal, Réglages (vitesse / durée de cuisson)
- Recettes, Suivi des phases, Courbes de vitesse et de température
- Écran d'alarmes (lancement, vitesse max, fin de cycle, arrêt d'urgence)
Cahier de recette — 5 tests de validation
- Cycle automatique : déroulement nominal des 6 phases
- Sécurités et arrêts d'urgence : WatchDog et bouton AU
- Interface Homme-Machine : navigation, voyants, suivi temps réel
- Gestion d'erreur sécurité à l'arrêt : blocage du lancement de cycle
- Gestion d'erreur sécurité en marche : arrêt sécurisé en cours de cycle