Tableau 4: Evaluation
financier des équipements à utilisées.
3.4. Conclusion
Tout au long du chapitre, nous avons examiné les types
des équipements
réseaux qui nous permettrons de concrétiser
notre projet de télégestion d'un transformateur dans un
réseau courant porteur en ligne. Nous avons élaboré un
cahier de charge des équipements et leurs fonctionnements, qui nous
permettrons de réaliser notre système de
télégestion. Les équipements de Schneider entreprise
seront utilisés pour la mise en place grâce à leur
efficacité. Dans le but de rendre notre travail plus pratique que
théorique nous allons appliquer une modélisation avec UML tout en
simulant une partie de notre travail avec le microcontrôleur Arduino qui
fera l'objet du chapitre précédent.
CHAPITRE IV. MODELISATION DU SYSTEME ET CONTROLE PAR
MICROCOTROLEUR
4.1. Introduction
L'huile minérale est le meilleur conducteur thermique
et un bon isolateur, avec le temps elle fait perdre ses qualités et
accélère sa détérioration. Ceci a des
répercussions sur le maintien du transformateur.
Au cours de ce chapitre qui constitue le coeur de notre
mémoire, nous nous appliquerons d'abord à modéliser le
système de télégestion du transformateur par UML et
à la simulation d'une partie du fonctionnement de notre travail
consacré à la télégestion de l'humidité et
de la température de l'huile du transformateur électrique. Et
pour y arriver nous allons utiliser un microcontrôleur de la famille
ARDUINO.
4.2. Modélisation UML du système de
télégestion
La construction d'un système d'information, d'un
réseau, d'un logiciel complexe, de taille importante oblige à
modéliser.
La modélisation étant le processus qui
débouche par une représentation d'un modèle
compréhensible d'un système. Le modèle lui-même
étant une représentation abstraite d'un objet du monde
réel. Parmi tant d'autres, méthodes comme SADT, Sysmel,
Algèbre de processus et autres, pour modéliser notre
système de télégestion nous avons optés pour UML
dont quelques diagrammes seulement seront utilisés ceux de captures de
besoins.
En fait, nous commencerons à déterminer les
besoins fonctionnels en considérant le
système comme une boîte noire, afin
d'étudier sa place dans le système métier plus global de
l'entreprise. Après avoir identifié les acteursqui interagiront
avec le système, nous développerons un premier modèle UML
de niveau cas d'utilisation, pour pouvoir établir
précisément les frontières du système, puis nous
allons expliquer dynamiquement son fonctionnement via des diagrammes de
séquences.
L'avantage de modéliser un système informatique
c'est en l'occurrence de servir de document d'échange entre clients et
concepteur d'un système, d'outil de référence pour la
maintenance et d'évolution d'un système.
4.2.1. Identification de besoins
4.2.1.1. Besoins fonctionnelles
Ø Gérer huile : l'administrateur aura la
possibilité de gérer les informations déjà
traité provenant du transformateur, tel que l'humidité et la
température.
Ø Traiter l'information : le système aura la
possibilité de traiter les informations provenant du transformateur.
Puis de procédé à la gestion de l'huile du transformateur.
Ø Prélever le seuil : le capteur DHT11 aura la
possibilité de prélever le niveau de l'humidité et de la
température.
4.2.1.2. Besoins non fonctionnelles
Notre apport est basé sur un système de
télégestion d'un transformateur en utilisant un
microcontrôleur Arduino. Ceux-ci permettra de contrôler en temps
réel l'état de l'huile à l'aide d'un capteur DHT11. Les
informations prélever et envoyer à notre microcontrôleur
Arduino serons sauvegarder dans une base de données ou l'administrateur
aura l'accès.
4.2.2. Identification des acteurs
Cette phase a pour objectif de décrire le comportement
attendu de l'application. Pour cela, l'utilisateur du digramme de cas
d'utilisation qui représente un élément essentiel de la
modélisation orientée objet, assure de bons résultats. Il
permet de modéliser les fonctionnalités de l'application du point
de vue des besoins utilisateur. Elle sert aussi à définir et
à modéliser le produit à développer.
4.2.3. Diagrammes de cas d'utilisation
Un diagramme de cas d'utilisation est un moyen simple
d'exprimer des besoins. Il montre le comportement d'un composant, une classe ou
un système, tel qu'un utilisateur extérieur le voit. [31] Il
correspond à un ensemble de transactions effectuées au cours
d'une interaction entre l'acteur et le système. Ci-après le
diagramme de cas d'utilisation :
Figure 23: Diagramme de cas d'utilisation
système de télégestion.
4.2.4. Diagramme de séquence
Pour décrire le comportement dynamique de l'utilisation du
système de télégestion, nous utilisons des diagrammes de
séquences systèmes des cas d'utilisations traiter l'information
et gérer l'huile.
a)Diagramme de séquence du cas d'utilisation
traiter l'information
Figure 24: Diagramme de séquence du cas
d'utilisation traiter l'info.
Ø Titre : Scenario de traitement de
l'information
Ø Acteurs : Capteur
Ø Précondition : le capteur est
plongé dans l'huile
Scenario nominal
Ø Capteur demande l'état au transformateur.
Ø Le transformateur transfert l'état au capteur.
Ø Le capteur envoie l'état au
microcontrôleur Arduino.
Ø L'Arduino traite et enregistre l'information.
Scenario alternatif
Ø L'huile et la température entre le seuil
prédéfini.
Post-condition
Ø La lampe verte est allumée.
b)Diagramme de séquence du cas d'utilisation
gérer l'huile
Figure 25: Diagramme du cas d'utilisation gérer
l'huile.
Ø Titre : Scenario de gestion
d'huile.ØActeur : Administrateur.
Ø Précondition :
L'administrateur ouvre le système Arduino.
Scenario nominal
Ø L'administrateur consulte l'état de
l'humidité et de la température dans Arduino.
Ø Arduino envoi l'état de l'humidité et
de la température.
Ø L'administrateur enregistre l'information dans la
basse de données.
Post condition
Ø Déploiement des agents sur terrain.
4.3. Simulation avec arduino
4.3.1. Environnement matériel
La carte arduino est un outil qui permet à une certaine
catégorie de personnes de
crée des systèmes électroniques plus ou
moins complexes. Dans l'informatique embarquée, il est plus
utilisé en programmant les composants électroniques
programmables. La carte Arduino repose sur un circuit intégré
associée à des entrées et sorties qui permettent à
l'utilisateur de brancher différents types d'élément
s'externes : [32]
ü . Côté entrées, des capteurs qui
collectent des informations sur leur environnement comme la variation de
température via une sonde thermique, le mouvement via un
détecteur de présence ou un accéléromètre,
le contact via un bouton-poussoir, etc.
ü Côté sorties, des actionneurs qui agissent
sur le monde physique telle une petite lampe qui produit de la lumière,
un moteur qui actionne un bras articulé, etc.
Nous utiliserons la carte aduinoUno pour simuler une partie du
fonctionnement de notre travail.
4.3.1.1. Composition de la carte arduinouno
La carte arduinouno est composée des
éléments suivants :
a)Le microcontrôleur
C'est le cerveau de notre carte. C'est lui qui va recevoir le
programme que vous aurez créé et qui va le stocker dans sa
mémoire puis l'exécuter. Il est subdivisé en trois parties
:
ü L'unité centrale (CPU) : c'est
l'élément le plus important du microcontrôleur. Sa fonction
principale consiste à décoder et à exécuter des
instructions. Elle peut adresser des mémoires, gérer des
entrées ou sorties et réagir à des interruptions ;
ü Les mémoires (ROM et RAM) :
sont des zones où l'on sauvegarde les informations ;
Les ports d'entrée et de sortie : Permet de relier le
microcontrôleur au monde extérieure.
Figure 26: Composition d'une carte arduinouno.
[32]
b) Alimentation
La carte arduino a besoin d'une alimentation pour fonctionner.
Elle peut être alimentée via un câble USB sous une tension
de 5V ou un port jack toujours à la même tension.
Figure 27: Les possibilités d'alimenter la carte
arduino. [32]
c) Visualisation
Les trois "points blancs" entourés en rouge sont en
fait des LED dont la taille est de l'ordre du millimètre.
d) La connectique
La carte Arduino ne possédant pas de composants qui
peuvent être utilisés pour un programme, mis à part la LED
connectée à la broche du microcontrôleur, il est
nécessaire de les rajouter. Mais pour ce faire, il faut les connecter
à la carte. C'est là qu'intervient la connectique de la carte et
sa servira la connexion de modules apportera d'autres fonctionnalités
à la carte.
4.3.1.2. Capteur DHT11
L'humidité est la cause principale de la perte de
propriété de l'huile. Pour simuler la
supervision de la qualité de l'huile, nous utiliserons
un capteur humidité et de température DHT11 qui va nous permettre
d'obtenir des données numériques. [33]
4.3.1.3. Caractéristique
Le capteur DHT11 comprend les caractéristiques
suivantes :
ü Supporte une alimentation et des signaux de 3.3V ou de
5V ;
ü Consommation maximale de 2.5 mA (lors de la collecte de
données) ;
ü Efficace pour 20-80 pour-cent d'humidité, avec
une précision de 5 pour-cent ;
ü Efficace sur la plage 0 à 50 degrés
Celsius avec une précision de 2 degrés Celsius ;
ü Fréquence maximale d'échantillonnage :
1Hz ; üDimensions : 15.5 mm x 12 mm x 5.5 mm.
4.3.1.4. Composition
Le capteur DHT11 comprend trois broches dont leurs fonctions
sont les suivantes :
ü La broche VCC est la broche d'alimentation (5 volts ou
3.3 volts).
ü La broche DATA est la broche de communication qui
permet le transfert de données jusqu'à la carte arduino.
ü La broche GND est la masse du capteur.
Figure 28: Le capteur DHT11 pour d'humidité et
la température.
4.3.2. Environnement logiciel
Pour commencer notre programmation, nous devons avoir un
environnement de développement appelé également IDE
(lntegratedDevelopmentEnvironment) qui mettra en liaison notre programme avec
la carte. L'environnement de programmation Arduino (IDE en anglais) est une
application écrite en Java inspirée du langage Processing.
L'IDE permet d'écrire, de modifier un programme et de
le convertir en une série d'instructions compréhensibles pour la
carte. [32] La partie en haut contient les options de configuration du
logiciel, les boutons qui serviront de tester et compiler notre code. Le bloc
du milieu contiendra les lignes de code et la partie en bas nous aidera
à déceler les erreurs de notre code et de les réparer.
Figure 29: Présentation du programme
sketch
4.3.3. Le programme PLX-DAQ
Le PLX-DAQ est un programme qui nous servira de simuler le
centre de contrôle de notre system de télégestion.
Le PLX-DAQ communique avec arduino via notre COM série
de l'ordinateur à une vitesse des données bien
déterminé. Nous avons les informations en temps réel sur
la température en degrés, l'humidité de l'huile en
pourcentage et l'état de la lampe.
Figure 30: l'écran de bord du système
simuler.
4.3.4. Programmation
Pour réaliser le fonctionnement de notre
système, nous avons tapé le code suivant :
#include<dht11.h>
dht11 DHT11; #define DHT11PIN 6
int temps = 1000; constintled_rouge = 2; constintled_verte = 5; voidsetup()
{
Serial.begin(115000);
Serial.println("Capteur de temperature et humidite");
pinMode(led_rouge,OUTPUT); // definie comme broche de sortie
pour la led rouge pinMode(led_vert,OUTPUT);// definie comme broche de sortie
pour la led verte
Serial.println("CLEARDATA");
Serial.println("LABEL,Time,Temperature,Humidité");
{
uint8_tchk = DHT11.read(DHT11PIN);
Serial.println("CLEARDATA");
Serial.println("LABEL,Time,Temperature,Humidité");
Serial.print("Statut du capteur: "); switch (chk)
{ case 0: Serial.println("OK"); break; case -1:
Serial.println("Erreur de checksum"); break; case -2: Serial.println("Temps
d'attente depasse"); break; case -3: Serial.println("The sensorisbusy"); break;
default: Serial.println("Unknownerror"); break;
}
} }voidloop()
{
uint8_tchk = DHT11.read(DHT11PIN);
Serial.print("humidité");
Serial.println(DHT11.humidity, DEC);
Serial.begin(115000);
// Affichage température et humidité
Serial.print("Humidite (%): ");
Serial.println(DHT11.humidity, DEC);
Serial.print("Temperature (C): ");
Serial.println(DHT11.temperature, DEC); if (DHT11.humidity <30)
{digitalWrite(led_rouge,LOW);digitalWrite(led_verte,HIGH);} //la lampe rouge
est eteinteelse
{digitalWrite(led_rouge,HIGH);digitalWrite(led_verte,LOW);}
//la lampe verte est allumée delay(temps);
}
4.4. Conclusion
Dans ce chapitre, il était question de modéliser
notre système de télégestion avec UML. Puis de
démontrer une partie du fonctionnement de notre travail en utilisant la
carte arduino qui est l'outil maitresse de notre simulation pragmatique. Puis
il était question de parler sur le capteur DHT11 qui nous sera utile
pour le prélèvement de l'humidité et de la
température dans le transformateur.
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