Post on 08-Feb-2016
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Store banne
Equipe STI2D, lycée JH FABRE de CARPENTRAS
Etude réalisée par :BILLANOU DanielBRANENX ThierryGAUTIER Denis
Equipe STI2D, lycée JH FABRE de CARPENTRAS
ACTIVITE 15 : analyse de la chaîne d’information
Objectif O4
Décoder l’organisation fonctionnelle, structurelle et logicielle d’un système. Compétences attendues : C04.1 Identifier et caractériser les fonctions et les constituants du système.
CO4.2 Identifier et caractériser l’agencement matériel du système.
CO4.3 Caractériser le fonctionnement temporel du système.
CO4.4 Caractériser des solutions techniques relatives aux informations (acquisition, traitement, transmission) d’un système.
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Problème Posé:
Lors de l’apparition de soleil, avec une luminosité supérieure au seuil réglé, la DEL jaune sur le boitier de signalisation s’allume et après 3 secondes, le store descend.
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Problème Posé:
Lors d’un passage nuageux d’une durée inférieure à 15 secondes, la lumière jaune clignote et le store reste en position basse.
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Problème Posé:
Si le soleil disparaît plus de 15 secondes (ciel nuageux ou déclinaison du jour), la lumière jaune qui clignotait s’éteint et le store remonte.
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’informationProblème Posé:
Vous allez analyser la chaîne d’information limitée à la prise en compte du soleil.
Partie 1: Acquisition de l’information
Ouvrir le fichier « acquisition_soleil.dsn » avec ISIS-PROTEUS. Le montage électronique reproduit la chaîne d’information du système..
1.1 ) Relever l’intensité du courant qui traverse le capteur LDR et la tension à ses bornes pour toutes les positions de la lampe torche.
Calculer la résistance du capteur RLDR dans chacun des cas.
Tracer la courbe de la résistance R LDR = f(Eclairement) en vous aidant du tableau Eclairement = f (position torche).
Comment évolue la résistance du capteur si la luminosité augmente?
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 1: Acquisition de l’information
position 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9U3 ( V ) 0.01 0.09 0.19 0.36 0.82 1.4 2.19 3.3 3.98 4.43
Eclairement ( lux ) 0.1 0.75 2 5 10 25 200 500 800 5000
Eclairement de la torche virtuelle:
Résistance = f ( Eclairement)
RLDR ( KΩ ) 1950 210 100 50 20 10 5 2 1 0.5 Eclairement ( lux ) 0.1 0.75 2 5 10 25 200 500 800 5000
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 1: Acquisition de l’information
RLDR = f (Eclairement)
0.750000000000001 2 5 10 25200
500800
50000.1
1
10
100
1000
RLDR ( kΩ ) 1950 210 100 50 20 10 5 2 1 0.5 Eclairement ( lux ) 0.1 0.75 2 5 10 25 200 500 800 5000
RLDR ( kΩ)
E ( Lux)
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 1: Acquisition de l’information
1.2) Montrer que la tension U3 dépend de la valeur de RLDR selon la relation:
U3 = R5 . VDD ÷ (RLDR + R5)
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’informationPartie 1: Acquisition de l’information
L’information U3 est de nature analogique, le microcontrôleur a besoin de savoir si la luminosité est suffisante (ou pas) pour donner l’ordre de baisser le store.
L’information nécessaire est de nature logique: Luminosité suffisante état logique 1 baisser le store Luminosité insuffisante état logique 0 monter le store
La chaîne d’acquisition adapte l’information analogique U3 pour la conformer au fonctionnement désiré, le synoptique de cette mise en forme est donné ci-dessous:
U2U6
U7U3
Schéma fonctionnel : Mise en forme
AcquérirAmplifier la différence
Etablir une référence
Vers microcontrôleur
U5régler un
seuil
Comparer
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 1: Acquisition de l’information
1.3) En vous aidant de la documentation sur l’amplificateur opérationnel, montrer que U6 dépend de U3 et U2 selon la relation: U6 = 2.21 . ( U3 - U2)
VOUT = (R2/R1 ). ( VSEN+ - VSEN-)
En observant la configuration de l’amplificateur de différence de notre montage avec celui de la documentation sur l’AOP, par analogie on peut déduire que
U6 = ( R11/R8) . ( U3–U2)
Avec R11= 221k et R8=100k
Soit U6 = 2.21 (U3 – U2)
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Partie 1: Acquisition de l’information
Eclairement(Lux)
U3 (V) U6(V) U7 (V) Us (V) Etat DEL jaune
5000
800
Eclairement(Lux)
U3 (V) U6(V) U7 (V) U8 (V) Etat DEL jaune
5000 4.43 2.64 ≈ 0 ≈ 5 Allumée
800 3.98 1.64 ≈ 5 ≈ 0 ClignoteEteinte
1.4) Simuler le fonctionnement du système avec Proteus, compléter le tableau ci-dessous:
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 1: Acquisition de l’information
1.5) La tension U7 est obtenue avec un comparateur de tension qui compare la tension U6 (image de la luminosité) à une tension de seuil U5 = 2.50V. La tension U7 dépend du résultat de cette comparaison:
Si U6 ≥ U5 U7 = 0 V Si U6 < U5 U7 = 5V
Tracer la courbe U7 = f( Eclairement), quelle est la nature de l’information U7?
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Partie 1: Acquisition de l’information
1.6) Quelle est la fonction logique réalisée par l’opérateur logique 7414 placé entre U7 et U8?
Courbe U7 = f( Eclairement)
U7(V) 4.92 4.92 4.92 4.92 4.92 4.92 4.92 4.92 4.92 0.08 Eclairement ( lux ) 0.1 0.75 2 5 10 25 200 500 800 5000
U7(V)
E (Lux) 5000
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 2: Traitement de l’information
Après adaptation, l’information « présence de soleil » est communiquée sur l’entrée 6 du port B du microcontrôleur. Le fonctionnement simplifié est alors le suivant:
Si U8 = 1 luminosité > seuil RB6 = 1 descendre le store et allumer la DEL jaune
Si U8 = 0 Luminosité < seuil RB6 = 0 faire clignoter La DEL jaune pendant 15s puis remonter le store si RB6 reste au niveau logique 0.
Vous allez programmer ce fonctionnement avec le logiciel Flowcode et simuler votre programme avec Proteus.
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 2: Traitement de l’information
2.1) Programmation de l’algorigramme 1:
- Allumer la DEL si soleil. - Eteindre la DEL si pas de soleil.
2.2) Simulation
Comparer le fonctionnement du programme avec le cahier des charges.
Pas de clignotement. Pas de commande du store, etc…
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 2: Traitement de l’information
2.3) Programmation de l’algorigramme 2:
- Allumer si soleil.- Faire clignoter la DEL si pas de soleil.
2.4) Simulation
Comparer le fonctionnement du programme avec le cahier des charges.
Pas d’extinction au bout de 15s. Pas de commande du store, etc…
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 2: Traitement de l’information
2.5) Programmation de l’algorigramme 3:
- Allumer la DEL si soleil et faire clignoter la DEL si plus de soleil.- Eteindre si pas de soleil.
2.6) Simulation
Comparer le fonctionnement du programme avec le cahier des charges.
Pas d’extinction au bout de 15s. Pas de commande du store, etc…
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 2: Traitement de l’information
2.7) Programmation de l’algorigramme 4:
- Allumer la DEL si soleil et faire clignoter la DEL si plus de soleil pendant 15s.- Eteindre si pas de soleil.
2.8) Simulation
Comparer le fonctionnement du programme avec le cahier des charges.
Pas de commande du store, etc…
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ACTIVITE 15 : Analyse de la chaîne d’information
Partie 3: Communiquer l’information
3.1) Choix de la DEL jaune et de la résistance R1.
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Merci de votre attention …
Daniel, Denis et Thierry