Projet d’électronique
Licence professionnelle CCSEE
SYSTEME D’ACCES SANS CLEF
BRUNO ESTIBALS
FLORIAN LARRAMENDY
HELENE LEYMARIE
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« Système d’accès sans clé »
VOITURE
Capteur
(QT110)
Décodeur
MC145027
DEVEROUILLE
Emetteur/Récepteur
Emetteur/Récepteur
Encodeur
MC145027
UTILISATEUR
Fig. 1: Schéma synoptique de la serrure intelligente
1. Principe de fonctionnement
Le système est composé de deux parties, l’une dans la voiture et l’autre sur
l’utilisateur comme représentées sur la figure 1.
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L’utilisateur s’approche de la poignée de sa voiture. Le capteur détecte la présence d’une
personne et envoie une requête pour savoir si cette personne possède une « clé » qui
permettrait d’ouvrir la voiture (transmission 1 : voiture/utilisateur).
Une fois cette requête reçue, l’encodeur, qui se trouve sur la clé, envoie son code
d’identification à la voiture (transmission 2 : utilisateur /voiture).
Le message est reçu par le décodeur qui vérifie la correspondance avec sa propre
identification. S’ils sont identiques alors la porte de la voiture se déverrouille.
Dans ce TP ne sera réalisée que la carte voiture. La carte clé est déjà réalisée et
sera distribuée en début de TP. La face avant et le schéma électrique de la carte sont donnés
en annexe 0.
Afin d’économiser les piles de la carte clé veuillez éteindre (OFF) l’alimentation de la
carte après chaque mesure.
2. Le capteur capacitif
Le QT110 est un capteur capacitif. Ce capteur permet de détecter une présence lors de son
approche ou d’un « touché ».
Figure 2 : principe du capteur capacitif
Ce capteur permet de détecter une personne voulant ouvrir la voiture. Le principe physique
repose sur la capacité que présente notre corps (de l’ordre de quelques picofarads) qui, en
fermant le circuit représenté sur la figure 2, induit un courant et active la sortie du capteur à
l’état bas.
Pour augmenter ou diminuer la sensibilité, il existe 3 modes de sensibilité « médium, low,
touché » ajustés par la capacité Cs. Il y a également 4 modes de fonctionnement (sortie à
l’état haut au repos) :
DC out 10 ou 60 : Après détection, ce mode met la sortie à l’état bas durant
10s ou 60s.
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Toggle : Une détection change l’état de la sortie (Qn+1= /Qn).
Pulse : Ce mode envoie une impulsion de 75 ms pour chaque détection.
En vous appuyant sur le document constructeur donné en annexe1, choisissez le mode de
fonctionnement le plus approprié sachant que le signal de sortie doit servir de signal de
détection. C’est une impulsion à l’état bas au toucher de l’électrode. Proposer un schéma de
câblage sur lequel on pourra visualiser le toucher grâce à une DEL rouge active à l’état bas.
Exploitation expérimentale :
Réalisez votre montage. Simulez la poignée de la porte par un grippe fil connecté à la place de
l’électrode. Mesurez la distance d’approche maximale selon différentes capacités Cs (10nF <
Cs < 30nF).En gardant une capacité Cs de 10nF, changez le type d’électrode. Que peut-on en
déduire de la forme et des dimensions de l’électrode par rapport à la sensibilité ? Quel est
l’effet de la pluie sur l’électrode?
3. L’encodeur et le décodeur
Du coté de la carte clé, le code de la voiture est envoyé crypté grâce à l’encodeur. Le
décodeur est alors nécessaire du côté du récepteur pour décrypter l’information. L’encodeur et
le décodeur utilisés sont deux composants de chez Motorola respectivement le MC145026 et
le MC145027 (documents constructeur en annexe 2).
3a) L’encodeur
Le MC145026 encode deux informations successivement :
- une adresse (mot binaire A de 5 bits)
- des données (mot binaire D de 4 bits).
Un mot est ainsi constitué de 9 bits « AD ».
Chaque bit est fixé
- pour le mot adresse : soit à l’état haut (dit high), soit à l’état bas (dit low) soit à l’état
ouvert (dit open)
- pour le mot de données soit à l’état ouvert (dit open), soit à l’état bas (dit low).
Une représentation du codage de l’information est donnée sur la figure 3.
Figure 3 : codage des informations sur 9 bits « AD ». (doc. Constructeur)
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Ces informations sont séquencées par une horloge ajustable par trois composants externes
RTC, CTC et RS. Elles sont envoyées en continu grâce à l’entrée TE fixée à l’état bas comme
indiquée figure 3.
Exploitation expérimentale
Dans cette étude on n’utilise pas l’émetteur et le récepteur. Otez tous les cavaliers de
la carte clé sauf le cavalier TE câblé à la masse. Visualisez à partir de la carte, le signal
encodé. Modifiez les mots A et D de la carte clé et observez les modifications du signal codé.
Vérifiez le codage de l’adresse et des données transmises. Mesurez la fréquence d’horloge.
OFF
3b) Le décodeur
Le MC145027 reçoit l’adresse et les données envoyées en série successivement. La partie
correspondante à l’adresse est comparée avec sa propre adresse locale. Si les deux adresses
sont identiques alors le décodeur restitue les données en parallèle. De plus, si deux mots
consécutifs envoyés sont égaux, ce qui garantit une bonne réception, le décodeur valide la
transmission grâce à la sortie Vt qui bascule à l’état haut. Cette sortie est utilisée pour le
déverrouillage de la portière.
Exploitation expérimentale
Déterminez les valeurs des composants R1, C1, et R2 et C2 pour obtenir un débit à 1.71Khz
égal à celui de l’encodeur. Proposez un schéma de câblage sur lequel la sortie VT du décodeur
sera visualisable avec une DEL verte. Réalisez le montage. Fixez le même mot A que celui de
la carte clé. Reliez à l’aide d’un fil la sortie de l’encodeur à l’entrée du décodeur. Testez votre
montage.
Que se passe-t-il si les adresses ne correspondent pas ou si la transmission des informations
est erronée? A quoi peuvent servir les données (mot D) ? OFF
4. L’émetteur et récepteur
L’émetteur et le récepteur sont deux composants qui permettent à deux systèmes distants, non
reliés physiquement, de pouvoir communiquer entre eux en utilisant les ondes radios par
modulation d’amplitude en tout ou rien (OOK). L’émetteur et le récepteur utilisés est un
module RTL-DATA-SAW qui fonctionne à 433.92Mhz : c’est la fréquence sur laquelle
l’information va être transmise. Ce module peut à la fois émettre et recevoir. C’est un
transciever ou « émetteur/récepteur ».
Exploitation expérimentale
On teste la transmission 2 (clé/voiture). Le signal à transmettre est le code de la voiture et les
données envoyés, en série, à un débit qui doit être inférieur à 3 KHz (voir documentation
constructeur en annexe 3).
L’émetteur /récepteur sur la carte clé est déjà précâblé.
Proposez un schéma de câblage de l’émetteur/récepteur situé sur la voiture de façon à ce qu’il
soit en mode récepteur (contrôle des alimentations). Faîtes valider et réalisez le montage.
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Portée du dispositif :
Dans un premier temps, on doit recevoir les données issues de l’encodeur et envoyées par la
carte clé. Reliez par un cavalier la sortie de l’encodeur et l’entrée de l’émetteur. Déplacez
vous dans la salle et même à l’extérieur et observez le signal reçu sur votre récepteur.
Mesurez la portée maximale en mètres entre les deux cartes. La communication est –elle
perturbée par votre téléphone portable en veille ou en appel ? OFF
Bande passante du dispositif :
Dans un deuxième temps, on envoie un signal carré à une fréquence de 500Hz à la place des
données de l’encodeur. Pour cela enlevez tous les cavaliers et branchez le signal carré TTL
sur l’entrée de l’émetteur. Testez la réception des données. Faites varier la fréquence de 100
Hz à 9 KHz et conclure sur l’amplitude du signal reçu et son décalage temporel. OFF
5. Réalisation finale
Après avoir testé chaque bloc séparément, nous allons les assembler. Malheureusement nous
ne pouvons les assembler directement entre eux.
5a) Contrôle des alimentations des « émetteur/récepteur »
Une étude préalable a montré que si l’on alimente l’émetteur et le récepteur en même temps,
le récepteur reçoit le signal émis par son propre émetteur. Pour éviter cela, nous devons faire
un contrôle des alimentations, ce qui signifie que les deux alimentations de l’émetteur et du
récepteur doivent être complémentaires.
Contrôle des alimentations côté voiture
L’émetteur de la voiture ne doit fonctionner que lorsqu’un toucher est détecté. Le signal
transmis est une impulsion de 75ms à l’état haut. Justifiez ce dernier choix. Proposez un
schéma de câblage. Après validation, réalisez le montage et testez le. Pour cela, observez les
alimentations de l émetteur/récepteur côté voiture après la détection d’un touché. Puis câblez
tous les cavaliers de la carte clé et observez la sortie de l’encodeur dans les mêmes
conditions.. OFF
Contrôle des alimentations côté clé
La carte clé envoie les mots de 9 bits codés pendant 5 secondes après la détection du front
montant de l’impulsion de 75 ms. Cela est réalisé grâce à un monostable qui gère le contrôle
de l’alimentation du récepteur de la carte clé mais aussi du signal TE de l’encodeur. La sortie
de ce monostable est à l’état bas durant 5 s. Observez sur la carte clé le signal TE et mesurez
le temps à l’état bas. Conclure quant au contrôle des alimentations de l’émetteur et du
récepteur de la carte clé. OFF
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5b) Ouverture et fermeture de la voiture
La voiture doit s’ouvrir quand la carte clé correspondant à la voiture est détectée. Mettez la
même adresse sur les deux cartes et testez votre montage. Observez le résultat de la sortie VT
du décodeur (DEL verte) en mettant la carte à une dizaine de centimètres puis un mètre puis 3
mètres. Pourquoi la DEL verte s’allume t’-elle de moins en moins souvent quand la distance
augmente ? Est-ce nécessaire ? Si vous avez le temps proposez et câblez l’affichage des
données envoyées par la carte clé sur un afficheur 7 segments.
Visualisation de l’ouverture et de la fermeture de la voiture:
Une deuxième LED verte traduit l’ouverture de la voiture tandis qu’une LED rouge traduit sa
fermeture. La voiture se verrouille à l’appui d’un bouton poussoir. Proposez un schéma de
câblage et réalisez le montage.
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Annexe 0
Schéma électrique de la carte clé
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