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T.P. N° 26 : La Carte alarme
DÉROULEMENT DE LA SÉANCE
TITRE
ACTIVITÉS PROF
ACTIVITÉS ÉLÈVES
MOYEN
DURÉE
-
Fin du T.P. {3,5 heures}
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Tableau de comité de lecture
Date de lecture
12 janvier 2002
Lecteurs
CROCHET David
Observation
Première Version + Améliorations mineures
Remarques rédacteur
Date modifications
12 janvier 2002
Quote of my life :
Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie.
Et la vôtre ?
Si vous avez lu ce T.P. et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi à l'adresse suivante :
Ce dossier contient :
E-Mail :
Adresse Professionnel :
[email protected]
CROCHET David
Professeur de Génie électrique
 Un dossier élève (pages 4 à -)
Lycée Joliot CURIE
 Un dossier prof (pages - à - )
Place du Pigeon Blanc
 Un dossier ressource (page - à -)
02500 HIRSON
 Un transparent (page - )
(Adresse valable jusq'au 30 juin 2002
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T.P. N° 26
La carte alarme
Niveau : T STI GET
Lieu : Atelier d'électrotechnique
Durée : 3,5
heures
Organisation : groupe ½ classe, travail binôme
LIAISON AU RÉFÉRENTIEL
B 2 CHAPITRE 2 : Système terminal de conversion de l'énergie électrique

PRÉ-REQUIS
Les élèves doivent être capables :
-
Calculer les éléments d'une interface de sortie composée d'un transistor et d'une diode
électroluminescente
Utiliser les lois physiques des mailles et des nœuds
Définir un transistor et une diode
OBJECTIFS
Les élèves devront être capables de :
- Expliquer le fonctionnement de la carte alarme par une étude des schémas fonctionnels et
structurels et par des relevés justifiant ce fonctionnement
- Interpréter l'analyse fonctionnelle
- Interpréter le schéma structurel et le dossier technique
- Calculer les différentes valeurs nécessaires pour déterminer le fonctionnement des éléments de
cette carte
- Mettre en œuvre la carte alarme et valider son fonctionnement
- Représenter les différents signaux demandés à l'aide de l'oscilloscope
NIVEAU D'APPRENTISSAGE
-
Apprendre à (savoir intégré)
Apprendre à (savoir actif)
MÉTHODE
-
Active formative
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B 2 - ÉLECTROTECHNIQUE
S.T.I. - G.E.T.
ENCEINTE DE TEMPÉRATURE
DOSSIER PÉDAGOGIQUE
TP N° 26
La Carte alarme
Objectif :
- Expliquer le fonctionnement de la carte alarme par une étude des schémas
fonctionnels et structurels et par des relevés justifiant ce fonctionnement.
- Interpréter l'analyse fonctionnelle.
- Interpréter le schéma structurel et le dossier technique.
- Calculer les différentes valeurs nécessaires pour déterminer le
fonctionnement des éléments de cette carte.
- Mettre en œuvre la carte alarme et valider son fonctionnement.
- Représenter les différents signaux demandés à l'aide de l'oscilloscope.
Matériel :
- Dossier technique de l'enceinte de température
-
Documents :
-
Secteur : Atelier d'électrotechnique
Nom, Prénom :
Durée : 3,5 heures
Classe, Groupe :
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La Carte alarme
1. Étude fonctionnelle
1.1. Sur le document réponse n° 1, les frontières des fonctions étant définies,
indiquer les n° des actigrammes correspondantes à l'analyse fonctionnelle.
1.2. Quelle est la donnée de sortie de l'actigramme A 225 ?
1.3. Quel effet à la donnée de sortie de l'actigramme A 225 sur le circuit de
commande ?
1.4. Quelles sont les contraintes de réglages de l'actigramme A 221 ?
2. Étude matérielle
2.1. Étude de l'actigramme A 221
2.1.1. Quels est la grandeur physique mesurée par ce capteur ?
2.1.2. De quelle manière est réalisée la conversion analogique de la grandeur
physique ?
2.1.3. La valeur de la résistance du capteur CTN à une température donnée est
calculée par la formule suivante :
R25 : Résistance du capteur à 25 °C
[]
R : Résistance du capteur à la température T
[]
1 1 

B 
T T 
T25 : Température correspondant à 25 °C
[°K]
R  R 25e 
T : Température
[°K]
B : Indice de sensibilité thermique
[°K]
C : Température en degré Celsius
[°C]
C = K + 273
K : Température en degré Kélvin
[°K]
25
2.1.4. A l'aide de la documentation sur le capteur CTN, déterminer la valeur de
R25 et de B. (réf : CTN 642 6.103).
2.1.5. Calculer les valeurs de résistances de la CTN pour des températures de
T = 5 °C et T = 60 °C.
2.1.6. De quelle manière sont réalisées les détections de seuil de tension.
2.1.7. Pour une température de 60 °C, calculer l'ensemble R401+Ra401 pour
avoir une tension de 2 V au point A.
2.1.8. Calculer les tensions Vb et Vc (point B et C).
Ra402 + R402 = 11,93 k
Ra404 + R404 = 13,5 k
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2.1.9. Quel ensemble de résistance permet d'avoir le point de basculement pour
T > 60 °C ?
2.1.10.
Même question mais pour T < 5 °C
2.1.11.
Compléter le document réponse N° 2 en indiquent les niveaux
logiques des sorties des comparateurs en fonction de la température (point
E et D).
2.2. Étude de l'actigramme A 222
2.2.1. Que visualise t-on dans cette fonction ?
2.2.2. A quoi servent les transistors ?
2.2.3. Calculer les résistances R407 et R408.
Vd407  Vf = 2,1 V ; If = 10 mA
Vd403  Vf = 1,7 V ; If = 20 mA
2.3. Étude de l'actigramme A223
2.3.1. Donner la table de vérité du circuit intégré VCI 402.
2.3.2. Quelle fonction réalise ce circuit ?
2.3.3. Dans quel but a t'on mis deux fonctions en cascade ?
2.3.4. Donner l'équation de sortie du point I en fonction de D et E
2.3.5. Sur le document réponse 3, représenter l'allure des courbes V HM, VIM,
VJM en fonction du temps ?
2.3.6. Calculer R410 pour avoir une temporisation t = 1 s soit (Uc = V2 ).
T0 = R.C = R401.C401
cc

Uc = Vcc 1  e



t
T0




C401 = 100 µF
2.4. Étude de l'actigramme A 224
2.4.1. Quelle est la fonction réalisée par ce sous-ensemble ?
2.4.2. Sans tenir compte des circuits RC aux niveaux des entrées, compléter la
table de vérité sur le document réponse 4 de cette fonction.
2.4.3. Que pouvez-vous dire de la dernière ligne du tableau ?
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2.5. Étude de l'actigramme A 225
2.5.1. Quels est le rôle de ce montage ?
2.5.2. Quel est la valeur de la résistance de la bobine du contacteur ?
2.5.3. Sachant que VCEsat = 0,3 V, calculer le courant (Ic) circulant dans le
transistor lorsque celui-ci est passant.
2.5.4. Sachant que =
IB
=100, calculer IB.
IC
2.5.5. Calculer la valeur de la résistance R413, sachant que l'on applique un
coefficient de sursaturation de 200% (le courant IB sera 2 fois plus élevées
que celui calculé précédemment.
2.5.6. Quel est le rôle de VD401 ?
2.6. Étude de l'actigramme A 226
L'actigramme se décompose en deux sous ensemble :
- Générer des signaux
- Amplifier
2.6.1. Étude du sous-ensemble "Générer des signaux"
Ce sous-ensemble est un montage astable délivrant des signaux carrés à
fréquence variable. La variation de la fréquence est donnée par la formule
suivante : f 
1
.
2.R.C.ln2
2.6.1.1. Préciser le niveau logique que l'on doit appliquer à VNM pour que
l'astable soit en fonction.
2.6.1.2. La valeur du condensateur étant fixée à 0,1 µF, calculer
l'ensemble (R415+RA403) pour que l'on puisse régler la fréquence
entre : 550 Hz < f < 1300 Hz). (2 calculs à faire, une pour la fréquence
mini, et une pour la valeur maxi)
2.6.1.3. Sachant que R415 est une résistance de valeur fixe et RA403 est une
résistance ajustable, calculer, d'après vos résultats précédents, les deux
résistances.
2.6.2. Sous-ensemble "Amplifier"
2.6.2.1. En fonction du signal obtenu en Q, expliquer le fonctionnement
des transistors ainsi que la charge et la décharge du condensateur.
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3. Étude pratique
Raccorder la carte alarme à l'alimentation (12 V DC), le haut-parleur, les DEL, le
bouton de réarmement et raccorder une série de boites à décades résistives afin de
simuler le capteur CTN.
3.1. Contrôle du fonctionnement de la fonction A 221
3.1.1. Régler les boites à décades afin de simuler une température de 60 °C
d'après les calculs effectués (question 2.1.5), afin d'avoir une tension de
2 V en modifiant RA401.
3.1.2. Mesurer les tensions aux points D et E pour les trois zones de
température et compléter le tableau sur le document réponse N° 5, afin
d'indiquer l'état des sorties D et E.
3.2. Contrôle du fonctionnement de la fonction A 223
3.2.1. Avec l'aide d'un oscilloscope numérique, visualiser les tensions aux
points I et J. Et pour chaque zone de température, indiquer l'état logique de
J.
3.2.2. Que peut-on dire de la fonction réalisée par A 223 ?
3.3. Contrôle du fonctionnement de la fonction A 226
3.3.1. Relever à l'oscilloscope la forme des signaux suivants :
- VPM
- VRM
- VQM
- Vc403
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DOCUMENT RÉPONSE N° 2
Température
État logique de D
T < 5 °C
5 °C < T < 60 °C
T > 60 °C
État logique de E
DOCUMENT RÉPONSE N° 3
12 V
VHM
0V
12 V
VIM
0V
12 V
VJM
6V
0V
12 V
0V
VNM
La bascule change d'état
lorsque la tension d'entrée
de celle-ci passe à 6 V
DOCUMENT RÉPONSE N° 4
K
0
0
1
1
J N L
0
1
0
1
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DOCUMENT RÉPONSE N° 5
Température
Tension du point D Tension du point E
T < 5 °C
5 °C < T < 60 °C
T > 60 °C
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