Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 ARCEAU DE PARKING MOTORISE Simulation de la charge batterie - + Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 1 Acquisition d’informations Bac Pro Systèmes Electroniques Numériques TP 1SEN Rév 01 Repère : TP1VIGI Niveau : 1ERE Champ professionnel : Electronique industrielle embarquée Fiche de travaux liée à des activités de : Travaux pratiques Système ou sous-système : ARCEAU VIGIPARK Lieu d’activité : Définition des tâches confiées à l’élève à l’occasion de la séquence de : 1 - PREREQUIS : Enoncé des objectifs de formation associés aux tâches définies : FONCTIONS ET TACHES : Savoir utiliser les outils du logiciel ISIS Savoir utiliser Excel A4-2 S'informer et se documenter A2-3 Mettre en place les équipements, les logiciels, configurer, paramétrer, tester et valider 2 - EN AYANT A VOTRE DISPOSITION : Dossier technique Logiciel ISIS SAVOIRS ASSOCIES : Capture et acquisition d’un signal Conversion d’une grandeur physique en grandeur électrique Capteurs : électromagnétique, optique, magnétique, mécanique, chimique 3 - ON VOUS DEMANDE : De relever et de tracer des caractéristiques de quelques fonctions de la carte sur Excel 4 - CRITERES D'EVALUATION : Avoir effectué les tests nécessaires et fait une synthèse du fonctionnement COMPETENCES : C2-1 Faire un bilan de l’existant C2-4 Analyser le fonctionnement de l’objet technique susceptible d’une intervention Evaluation proposée par le professeur : Compétences barème C2.1 C2.4 /26 /6 A (x1) B (x0.75) Temps prévu : 4h C (x0.5) Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée D (x0.25) E (x0) Temps passé : Note de l’élève : Nom de l’élève : 2 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 I – MISE EN SITUATION Vous êtes technicien au sein de l’entreprise BEST ELECTRONIQUE spécialisée dans la fabrication de cartes électroniques (sous-traitance), notamment pour la société VIGIPARK. Au sein du laboratoire électronique constitué d’une dizaine de personnes, et rattaché au responsable de production, vous participez : - aux tests, contrôles, réglages et assemblages des cartes électroniques VIG01 des arceaux de parking. On vous demande dans cette activité de réaliser une simulation du fonctionnement de la charge de la batterie en vue d’améliorer la fiabilité. La batterie est en effet un élément essentiel et coûteux. II –REPERAGE DES FONCTIONS L’alimentation de l’arceau de parking est réalisée par une batterie de 12V ; l’énergie fournie n’est pas inépuisable, elle est donc rechargée par un panneau solaire. Pour des questions de sécurité et de durée de vie de cette batterie, il est conseillé de contrôler la charge de cette batterie, notamment en surveillant la température de celle-ci ainsi que la tension à ses bornes. C’est ici le rôle de FP1 (fonction principale 1), présente sur la carte électronique. Panneau solaire Sonde de température VPSOL TBAT Conversion température VIM_TBAT / tension FS1.2 VCC Génération d’une tension VREFB de référence FS1.1 VBAT Adaptation en tension VIM_BAT Commutation de la source d’énergie Vérification ETAT_TE de la température de la batterie FS1.3 Autorisation de la charge CHARGE de la batterie VBAT FS1.7 Vérification de la charge ETAT_CH de la batterie FS1.4 Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée FS1.6 FS1.5 FP1 3 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 III – SIMULATION DES FONCTIONS SECONDAIRES 1- Fonction secondaire 1.2 (FS1.2) VCC Commentaires: Vcc est une tension de 5V R2 est le capteur de température ; sa valeur de résistance varie en fonction de la température de la batterie. R1 10k Température (°C) 25 15 20 0 30 40 50 60 VIM-TBAT R2 10k C1 100nF R3 6.8k Résistance (kΩ) 10 15.7 12.5 32.7 8 5.4 3.6 2.5 Question 1 : Réaliser le schéma ci-dessus à l’aide du logiciel ISIS. R1, R2 et R3 sont des résistances RES et C1, un condensateur CAP dans la bibliothèque de composants. /2 Question 2 : Compléter dans le tableau ci-dessous, les valeurs de VIM-TBAT qui correspondent aux températures de la batterie, résultats de la simulation (vous placerez, pour cela, un voltmètre sur V IM-TBAT). Température (°C) 25 15 20 0 30 40 50 60 /2 VIM-TBAT (V) Question 3 : (C2-4 Analyser le fonctionnement de l'objet technique susceptible d’une intervention) /2 A l’aide du fichier « graphe.xls » et EXCEL, tracer la caractéristique VIM-TBAT en fonction de la température batterie TBAT en °C. Imprimer ce graphe sans oublier de mettre le repère des axes et un titre. VALIDATION : Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 4 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 2- Fonction secondaire 1.3 (FS1.3) Question 1 : N’effacez pas la fonction précédente. Reproduire le schéma suivant avec ISIS. +12V /2 R5 Commentaires Sur la broche 2 du LM358N, vous placerez un générateur simulable fixé à 2.5V. 1M 8 U1:A R4 3 VIM-TBAT 1 68 ETAT-TE 4 2 2.5V LM358N Question 2 : Compléter dans le tableau ci-dessous, les valeurs de ETAT-TE qui correspondent aux températures de la batterie, résultats de la simulation (vous placerez, pour cela, un voltmètre sur ETAT-TE). Température (°C) 25 15 20 0 30 40 50 60 /2 ETAT-TE (V) Question 3 : (C2-4 Analyser le fonctionnement de l'objet technique susceptible d’une intervention) /2 A l’aide du fichier « graphe.xls » et EXCEL, tracer la caractéristique ETAT-TE en fonction de la température batterie TBAT en °C. Imprimer ce graphe sans oublier de mettre le repère des axes et un titre. Question 4 : Vous allez observer sur un seul graphe, l’allure du signal sur ETAT-TE, en fonction de VIM-TBAT, donc finalement de la température. Pour cela, vous utiliserez le mode graphes dans la boite à outils. Le signal VIM-TBAT est remplacé par un générateur sinusoïdal dont les propriétés sont les suivantes : R4(1) R4 68 2.5V Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 5 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 Placer des sondes de tension sur l’entrée et la sortie de la structure. Placer le graphe de simulation « ANALOGUE » et glisser –déposer les 2 signaux dans le graphe ; leur nom apparaît. Puis appuyer sur la touche espace et les signaux apparaissent. Agrandir le graphe, copiez-le et imprimer. /4 Question 5 : Compléter la synthèse suivante. - Le signal sinusoïdal simule une variation de …………………………. Lorsque la tension VIM-TBAT dépasse …………. , la tension ETAT-TE vaut…… Lorsque la tension VIM-TBAT est en-dessous de …………. , la tension ETAT-TE vaut…… On peut dire que le seuil de……………….correspondant simulé est d’environ……………….°C. /3 VALIDATION : Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 6 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 3- Fonctions secondaires 1.4 & 1.5 (FS1.4 & FS1.5) Question 1 : N’effacez pas les fonctions précédentes. Reproduire le schéma suivant avec ISIS. VBAT /2 R7 VBAT 1M R8 U1:B 4 68k R6 6 7 68 15k +88.8 8 R9 VIM-BAT ETAT-CH 5 2.5V LM358N Volts +88.8 Volts +12V Question 2 : Compléter dans le tableau ci-dessous, les valeurs de VIM-BAT et de ETAT-CH qui correspondent aux différentes tensions de la batterie, résultats de la simulation. Tension batterie VBAT (V) 10 11 12 13 14 15 VIM-BAT (V) ETAT-CH (V) /2 Question 3 : Sur le même principe que la question 4 précédente, vous allez simuler des variations de la tension batterie avec un signal de forme sinusoïdal centré sur 12V (offset) et d’une amplitude de 3V. Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée /2 7 Acquisition d’informations TP 1SEN Rév 01 4- Fonction secondaire 1.6 (FS1.6) Question 1 : N’effacez pas les fonctions précédentes. Reproduire le schéma suivant avec ISIS. VCC ETAT-TE /2 R10 47k D1 1N4148 ETAT-CH D2 CHARGE 1N4148 Question 2 : En reprenant les 2 valeurs min et max de ETAT-CH et de ETAT-TE, compléter la valeur de la tension CHARGE dans le tableau ci-dessous. ETAT-CH (V) ETAT-TE (V) /2 CHARGE (V) Question 3 : A l’aide d’une simulation analogique avec les signaux sinusoïdaux comme dans les questions précédentes, placez les 3 signaux ETAT-CH, ETAT-TE et CHARGE sur un même graphe. Simulez, et imprimez. Sachant que la charge de la batterie par le panneau solaire est autorisée lorsque la tension CHARGE est au-dessus de 1V, tracez sur le graphe, les instants où la charge se réalise. /3 Question 4 : (C2-4 Analyser le fonctionnement de l'objet technique susceptible d’une intervention) /2 Interprétez le graphe obtenu. Le fonctionnement du système vous paraît-il fiable ? Lycée des Métiers Jacques Prévert Combs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques Electronique Industrielle Embarquée 8