1 Académie de REIMS | BAC STI Epreuve de Construction

1
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Projet Bac 2007
Appareil de mobilisation passive du genou et de la hanche
KINETEC Adventa +
Tucci Matthieu Carte 100
Mary Florent Carte 200
Adam Salomon Carte 300
1
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
2
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Présentation du projet :
En observant son intervention sur un patient nécessitant une rééducation passive du genou ou de la
hanche, un kinésithérapeute a remarqué que cette intervention était composéee de gestes simples
et répétitifs : l’idée était de trouver un produit capable d’automatiser cette intervention manuelle sur
le patient. Le produit ainsi réalisé peut permettre une mobilisation précoce, une récupération rapide
des amplitudes, une diminution de la douleur post opératoire associée à une réduction de la
médication antalgique chez le patient.
La carte 100 est la carte « adaptation ».
La carte 200 est la carte « commande moteur ».
La carte 300 est la carte « carte microcontrôleur ».
2
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
3
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Sommaire :

Carte 100
Présentation.
Sérigraphie.
Schéma structurel.
Nomenclature.
Fonction A29 : Adapter l’énergie.
Fonction A212 : Soustraire deux tensions analogiques
Fonction A213 : Amplifier une tension

Carte 200
Présentation.
Sérigraphie.
Schéma structurel.
Nomenclature.
Fonctions : A241 et A242
Fonction : A243
Fonctions : A251 et A252
Fonctions : A253 et A254
Fonction A255

Carte 300
Présentation.
Sérigraphie.
Schéma structurel.
Nomenclature.
Programmation de la télécommande.
Fonction A256.
Fonction A27.
Fonction A28.
Test de l’écran LCD avec le PicBasic.

Annexe.
Chaîne Acquisition de l’angle de l’attelle.
Algorigramme de fonctionnement du bloc 3 du programme PicBasic.

Conclusion.
Page 4 à 12
Page 5
Page 6
Page 7
Page 8
Page 9/10
Page 11/12
Page 11/12
Page 13 à 30
Page 14
Page 15
Page 16
Page 17/18
Page 19/20/21
Page 22/23
Page 24/25/26
Page 27/28
Page 29/30
Page 31 à 44
Page 32
Page 33
Page 34
Page 35/36
Page 37
Page 38/39
Page 40/41
Page 42
Page 43
Page 44
Page 44
Page 45
Page 46
3
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
4
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
CARTE 100
4
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
5
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.1 – Carte 100 Présentation :
La carte 100 est la carte « adaptation ». Celle-ci contient les fonctions :
 A29 – Adapter l’énergie.
 A21 – Mesurer la position angulaire de l’attelle.
A29 : Permet d’avoir en sortie une tension régulée de +5V ainsi qu’une tension lissée de valeur de
+12V, après avoir injecté en entrée une tension continue de +12V
A212 : Soustraire deux tensions analogiques ( Uatt-Uref ) grâce au CI101.
A213 : Amplifier une tension. Uatt-Uref va être injecter dans le CI101, et celui-ci va amplifier cette
tension pour avoir en sortie Uangle ( tension analogique représentative de la position de l’attelle )
5
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
6
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.2 - Schéma d’implantation Carte 200 :
6
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
7
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.3 - Schéma structurel de la Carte 100 :
7
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
8
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.4 - Nomenclature de la Carte 100 :
PT101 à PT110
Point test
RF
Refroidisseur pour TO220
WA 400-9P
R101 à R104
Résistance 100 k
¼ W,  5 %
R105
Résistance 1 k
¼ W,  5 %
R106
Résistance 220 
¼ W,  5 %
P101
10 k multi tours
P102
220  multi tours
C101
Condensateur 330 nF
Plastique
C102
Condensateur 100 nF
Plastique
C103-C104
Condensateur 330 µF
Electrochimique 16V
L101
SELF antiparasites
RN112 1,2/02 Schaffner
D101
Diode 1N4007
CI102
Régulateur 7805
CI101
LM 324
J1
Connecteur DIN 2 X 32
coudé mâle
J2
Embase DIN femelle
coudée 7 broches pour C.I.
Réf : COWB71 Electronique Diffusion
REPERES
DESIGNATION
CARACTERISTIQUES
8
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
9
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.5 - Test des fonctions de la carte 100.
5.1 - Test de la fonction : A29 :
A29 : Adapter l’énergie. Injecter une tension continue de +12V et récupérer en sortir une tension de
+5V.
Schéma de câblage :
Matériel utilisé :

Alimentation Double pour obtenir +12V et 0V

Multimètre

Fils & Grippes Fils
Mode opératoire :
On prend l’alimentation double que l’on aura préalablement réglée pour obtenir du +12V, grâce au
multimètre, pour plus de précision. On connecte le +12V sur le PT12Valim, et la masse sur le
PT0Valim.
9
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
10
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Une fois tous les branchements effectués, on prend le multimètre, on met la masse sur
l’alimentation, on le règle en V¨ à 20, et la broche V sur le PT+5V.
On alimente le tout, et on observe les résultats obtenus.
Résultats obtenus :
On peut remarquer sur le multimètre, que la tension obtenue est de +5V
Conclusion :
La tension trouvée est bien celle que l’on est censé obtenir. L’énergie est maintenant adapté pour
poursuivre le bon déroulement des fonctions de l’attelle.
~ Mais ceci n’est pas tout à fait exact. Pour bien valider la fonction, il faudrais faire un test à vide, et
remarquer que la tension en sortie du régulateur va diminuer fortement lorsque l’on atteindra Imax.
10
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
11
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
100.5 - Test des fonctions de la carte 100.
5.1 - Test des fonctions : A212 et A213 :
A212 : Soustraire deux tensions analogiques.
A213 : Amplifier une tension.
Schéma de câblage :
Matériel utilisé:

Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V

Fils & Grippes Fils

Multimètre

Tournevis
11
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
12
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Mode opératoire :
On prend l’alimentation double que l’on aura préalablement réglée pour obtenir du +12V, grâce au
multimètre, pour plus de précision. On connecte le +12V sur le PT12Valim, et la masse sur le
PT0Valim. On prend le +5V et 0V fixe de l’alimentation double, on connecte la branche +5V au PT+5V
et le 0V au PT0V. Pour finir avec les branchements de l’alimentation, toujours avec l’alimentation
double, on règle une troisième tension qui elle va être variable ( de quelques V ). On relie la masse de
cette tension variable avec les autres, et la broche V+ connectée à Uattelle.
Une fois ses branchements effectués, on peut maintenant alimenter la carte.
La carte alimentée, on prend le multimètre que l’on va connecter au point Uatt-Uref ( et la masse,
avec les autres masses ). On va maintenant faire varier la tension variable Uattelle doucement,
jusqu’à avoir d’affiché sur le multimètre une tension de +1V.
Une fois le +1V obtenue sur Uatt-Uref, on se positionne sur Uangle avec le multimètre, et avec un
tournevis, on règle P102 pour obtenir Uangle = 1,32V.
Ensuite, on va injecter sur Uattelle 2V, grâce à la tension variable, déjà connectée dessus. Avec le
tournevis, on va régler P101jusqu’à avoir une tension de 1,56V sur Uangle.
Résultats obtenus :
-
Uangle = 1,32V après le réglage de P102
-
Uangle = 1,56V après le réglage de P101
Conclusion :
Les deux résultats trouvés sont bien ceux que l’on est censé obtenir. Ces tests montre que les
fonctions ‘Soustraire deux tensions analogique’ et ‘Amplifier une tension’ sont parfaitement établis
pour pouvoir poursuivre au bon fonctionnement de l’attelle.
12
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
13
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Carte 200
13
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
14
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
200.1 – Carte 200 Présentation :
La carte 200 est la carte « commande moteur ». Celle-ci contient les fonctions :
 A25 – Détecter une surcharge.
 A24 – Faire varier la valeur moyenne et le sens d’une tension ( sauf A244 )
A241 : Elaborer un signal rectangulaire de fréquence fixe de rapport cyclique variable et d’amplitude
0V / 12V, ce sont les CI201 et CI202 qui gère cette partie du fonctionnement avec en sortie la tension
MLI12V.
A242 : Adapter les niveaux de tensions, cette partie constituée par le CI204 permet l’adaptation du
MLI12V en MLI5V, le rapport cyclique reste donc le même au point test MLI12V et MLI5V, seul
l’amplitude varie.
A243 : Commuter une tension de forme rectangulaire, de rapport cyclique variable et de sens
variables ( CI205 ) avec en sortie Imot, l’image du courant dans le moteur.
A251 : Convertir un courant en une tension avec entré Imot ( courant traversant le moteur ). R205
permet cette conversion
A252 : Filtrer et amplifier, le circuit RC situé dans le montage réalise le filtrage et le CI206 ( LM324 )
permet d’amplifier la tension.
A253 : Elaborer 5 tensions de références.
A254 : Sélectionne une tension analogique parmi cinq. Le CI203 accompagné des 5 potentiomètres
P201 à P205 permet de sélectionner une référence de surcharge pour chaque vitesse. ( RefSurcharge )
A255 : Comparer deux tensions analogiques. Le CI207 ( LM311 ) permet de comparer Ref-Surcharge à
la tension IMAGE Imot pour déduire si oui ou non une surcharge est détectée.
14
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
15
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
200.2 - Schéma d’implantation Carte 200 :
15
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
16
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
200.3 – Schéma structurel de la Carte 200 :
16
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
17
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
200.4 - Nomenclature de la Carte 200 :
PT201 à PT213
Point test
R201-R202
Résistance 10 k
¼ W,  5 %
R203
Résistance 4,7 k
¼ W,  5 %
R204
Résistance 10 
¼ W,  5 %
R205
Résistance 0,22 
5W,  5 %
R206
Résistance 220 
¼ W,  5 %
R207
Résistance 680 
¼ W,  5 %
R208
Résistance 47 k
¼ W,  5 %
R209
Résistance 4,7 k
¼ W,  5 %
R210
Résistance 1,5 k
¼ W,  5 %
R211
Résistance 15 k
¼ W,  5 %
R212 à R216
Résistance 1,2 k
¼ W,  5 %
R217
Résistance 100 
¼ W,  5 %
R218
Résistance 5,1 k
¼ W,  5 %
R219
Résistance 12 k
¼ W,  5 %
R220-R221
Résistance 5,1 k
¼ W,  5 %
P201 à P205
10 k trimmer
Multi tours
C201
3,3 nF
Plastique
C202-C203
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C204
Condensateur 1 µF
Electrochimique 16V
C205
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C206-C207
Condensateur 22 nF
Plastique
C208
Condensateur 100 nF
Plastique
C209
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
17
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
18
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
Dossier Projet 2007
C210
Condensateur 47 µF
Electrochimique 16V
C211
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
Condensateur 1 µF
Electrochimique 16V
47 nF
Plastique
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
Condensateur 100 nF
Plastique
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C212-C213
C214
C215
C216-C218
C217
D201-D202
Diode BYV27
CI201
XR 2206
CI202-CI203
4051
CI204
LM311
CI205
L6203
CI206
LM324
CI207
LM311
J1
Connecteur DIN 2 X 32 coudé
mâle
REPERES
|
DESIGNATION
CARACTERISTIQUES
18
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
19
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
200.5 - Test des fonctions de la carte 200.
5.1 - Test des fonctions : A241 et A242 :
A241 : Elaborer un signal rectangulaire de fréquence fixe de rapport cyclique variable et d’amplitude
0V / 12V, ce sont les CI201 et CI202 qui gère cette partie du fonctionnement avec en sortie la tension
MLI12V.
A242 : Adapter les niveaux de tensions, cette partie constituée par le CI204 permet l’adaptation du
MLI12V en MLI5V, le rapport cyclique reste donc le même au point test MLI12V et MLI5V, seul
l’amplitude varie.
Schéma de câblage :
19
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
20
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Matériel utilisé:

Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V

Oscilloscope

Fils & Grippes Fils

Multimètre
Mode opératoire :
Prendre l’alimentation et la régler pour obtenir du +12V et +5V.
Alimentation éteinte, connecter le +12V à PT12V, le +5V a PT5V et le GND a PT0V
Relier l’oscilloscope a PTMLI12V
Les points testes VT0 VT1 et VT2 seront quand a eux régler en fonction de la vitesse désirés :
VT2
VT1
VT0
Vitesse en fonction de
la combinaison
logique de VT2 VT1 et
VT0
0
0
0
Vitesse 1
0
0
1
Vitesse 2
0
1
0
Vitesse 3
0
1
1
Vitesse 4
1
0
0
Vitesse 5
Ensuite, suivant la table ci-dessus, on alimente les PT VT2/VT1/VT0 en 0V ( GND ) pour le « 0 »
logique ou +5V pour le « 1 » logique.
20
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
21
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Résultats obtenus :
Vitesse 1 : Periode T = 41.2µs
Durée à l’état haut TH = 28.8
Rapport Cyclique RCY = TH/T = 0.699
Vitesse 2 : Periode T = 41.2µs
Durée à l’état haut TH = 32.8
Rapport Cyclique RCY = TH/T = 0.796
Vitesse 3 : Periode T = 41.2µs
Durée à l’état haut TH = 34
Rapport Cyclique RCY = TH/T = 0.829
Vitesse 4 : Periode T = 41.2µs
Durée à l’état haut TH = 36.4
Rapport Cyclique RCY = TH/T = 0.866
Vitesse 5 : Periode T = 41.2µs
Durée à l’état haut TH = 40
Rapport Cyclique RCY = TH/T = 0.952
Conclusion : les rapports cycliques varient bien en fonction de la vitesse sélectionnée au niveau du
multiplexeur CI202, ceux-ci sont progressifs en fonction de l’augmentation de la vitesse.
21
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
22
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
5.2 - Test de la fonction : A243 :
A243 : Commuter une tension de forme rectangulaire, de rapport cyclique variable et de sens
variables ( CI205 ) avec en sortie Imot, l’image du courant dans le moteur.
Test de Sens1 et Sens0 :
Niveau logique 0 = GND
Niveau logique 1 = +5V
Schéma de cablage :
22
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
23
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Matériel Utilisé :
 Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V
 Fils & Grippes Fils
 Moteur
Mode opératoire :
 Prendre l’alimentation et la régler pour obtenir du +12V et +5V.
 Alimentation éteinte, connecter le +12V à PT12V, le +5V a PT5V et le GND a PT0V.
 Relier le moteur comme décrit sur le schéma de câblage : une borne sur la cathode de D201
et une autre sur la cathode de D202.
 Mettre SENS1 à 0 et SENS0 à 1.
 Alimenter la carte.
 Observer le sens de rotation du moteur.
 Eteindre la carte
 Mettre SENS1 à 1 et SENS0 à 0.
 Alimenter la carte.
 Observer le sens de rotation du moteur, celui-ci doit tourner dans le sens inverse de
l’observation précédente.
Conclusion : La rotation doit permuter lors de l’inversement des niveaux logiques sur SENS1 et
SENS0.
23
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
24
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
5.3 - Test des fonctions : A251 et A252 :
A251 : Convertir un courant en une tension avec entré Imot ( courant traversant le moteur ). R205
permet cette conversion
A252 : Filtrer et amplifier, le circuit RC situé dans le montage réalise le filtrage et le CI206 ( LM324 )
permet d’amplifier la tension.
Schéma de câblage :
24
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
25
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Matériel utilisé:
 Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V
 Fils & Grippes Fils
 Multimètre
 Moteur
Mode opératoire :
 Prendre l’alimentation et la régler pour obtenir du +12V et +5V.
 Alimentation éteinte, connecter le +12V à PT12V, le +5V a PT5V et le GND a PT0V.
 Relier le moteur comme décrit sur le schéma de câblage : une borne sur la cathode de D201
et une autre sur la cathode de D202.
 Mettre SENS1 à 0 et SENS0 à 1.
 Mettre le voltmètre au PT205.
Il va falloir appliquer des niveaux logiques aux points tests VT2/VT1/VT0 pour simuler les différentes
vitesses. Cf le tableau ci-dessous pour les réglages.
25
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
26
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
 Ensuite nous allons relever les tensions IMAGE Imot aux points test PT205 grâce au
Voltmètre.
Mettre en vitesse n° 1 : observer la tension IMAGE Imot qui doit être égale à 0.5V
Mettre en vitesse n° 2 : observer la tension IMAGE Imot qui doit être égale à 0.6V
Mettre en vitesse n° 3 : observer la tension IMAGE Imot qui doit être égale à 0.7V
Mettre en vitesse n° 4 : observer la tension IMAGE Imot qui doit être égale à 0.8V
Mettre en vitesse n° 5 : observer la tension IMAGE Imot qui doit être égale à 0.9V
Conclusion : une fois ces valeurs reprises, elles permettront par la suite le réglage des
potentiomètres P201 à P205.
26
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
27
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
5.4 - Test de la fonction :A253 et A254 :
A253 : Elaborer 5 tensions de références.
A254 : Sélectionne une tension analogique parmi cinq. Le CI203 accompagné des 5 potentiomètres
P201 à P205 permet de sélectionner une référence de surcharge pour chaque vitesse. ( RefSurcharge )
Schéma de câblage :
27
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
28
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Matériel utilisé :

Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V

Fils & Grippes Fils

Multimètre
Mode opératoire :
Prendre l’alimentation et la régler pour obtenir du +12V et +5V.
Alimentation éteinte, connecter le +12V à PT12V, le +5V a PT5V et le GND a PT0V.
Connecter le voltmètre à PT206.
Ce référer aux lignes ci-dessous pour le réglage des potentiomètres :
Vitesse 1 : IMAGE Imot qui doit être égale à 0.5V -> Donc observer la tension à PT206 et la faire varier
pour dépasser un peu la tension IMAGE Imot. Par exemple la fixer à 0.55V
Vitesse 2 : IMAGE Imot qui doit être égale à 0.6V -> Donc observer la tension à PT206 et la faire varier
pour dépasser un peu la tension IMAGE Imot. Par exemple la fixer à 0.65V
Vitesse 3 : IMAGE Imot qui doit être égale à 0.7V -> Donc observer la tension à PT206 et la faire varier
pour dépasser un peu la tension IMAGE Imot. Par exemple la fixer à 0.75V
Vitesse 4 : IMAGE Imot qui doit être égale à 0.8V -> Donc observer la tension à PT206 et la faire varier
pour dépasser un peu la tension IMAGE Imot. Par exemple la fixer à 0.85V
Vitesse 5 : IMAGE Imot qui doit être égale à 0.9V -> Donc observer la tension à PT206 et la faire varier
pour dépasser un peu la tension IMAGE Imot. Par exemple la fixer à 0.95V
Conclusion : Une fois les potentiomètres réglés pour obtenir à chaque vitesse 0.05V par rapport à
IMAGE Imot, le reste du travail revient au CI207 qui se charge de comparer les tensions RefSurcharge de chaque vitesse à IMAGE Imot de chaque vitesse. Si IMAGE Imot est supérieur à la
tension Ref-Surcharge fixé par le technicien alors l’overshoot se déclenchera ce qui entrainera l’arrêt
immédiat de l’attelle empêchant tout dommage sur l’utilisateur ou l’appareil.
28
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
29
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
5.5 - Test de la fonction A255 :
A255 : Comparer deux tensions analogiques. Le CI207 ( LM311 ) permet de comparer Ref-Surcharge à
la tension IMAGE Imot pour deduire si oui ou non une surcharge est detecté.
Schéma de câblage :
29
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
30
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Matériel utilisé :
 Alimentation Double pour obtenir +12V et +5V
 Fils & Grippes Fils
 Multimètre
 Alimentation réglable
Mode opératoire :
 Enlever le CI206.
 Fixer une vitesse ( Exemple Vitesse « 2 » : VT2 à 0 – VT1 à 0 – VT0 à 1) .
 Injecter une tension variable à Image-Imot ( PT 205) .
 Régler cette tension à un seuil inférieur à la tension de surcharge ( Exemple pour la Vitesse
« 2 » le seuil est de 0.65V, donc fixer Image-Imot a 0.60V ).
 Relier le voltmètre à PT207 ( Overshoot )
 Observer le niveau logique « 1 » ( +5V ).
 Faire varier Image-Imot au dessus du seuil ( Exemple toujours pour la Vitesse « 2 » -> faire
passer Image-Imot à plus de 0.65V )
 Vérifier que l’Overshoot se déclenche lors de la surcharge. Donc que celui-ci passe au niveau
logique « 1 »
Conclusion :
L’overshoot est donc fonctionnel ce qui permet en cas de surcharge et ce avec n’importe quelle
vitesse d’envoyer un signal pour arrêter l’attelle.
30
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
31
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
CARTE 300
31
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
32
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
300.1 - Présentation de la Carte 300 :
La carte 300 est la carte « microcontrôleur ». Celle-ci contient les fonctions :
 A28 – Gérer les informations.
 A27 – Recevoir et mettre en forme les ondes HF.
 A244 – Affichage du sens de la tension.
A28 : Reçoit des données numériques et analogiques ( Uangle ) et délivre les signaux numériques
permettant de commander et de gérer l’afficheur, le clavier et le moteur. L’ensemble de ces
opérations est dépendant d’un programme de fonctionnement. Cette fonction est réalisée par un
microcontrôleur « PicBasic-3B »
A27 : Transformer les ondes radio hautes fréquences émise par A26 en entrée, en signaux lumineux
émis par 4 diodes électroluminescentes, et en signal logique qui passe à l’état haut lorsque une des 2
touches « marche arrête » a été actionnée et si la télécommande est valide.
A244 : Affichage des informations.
32
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
33
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
300.2 - Schéma d’implantation Carte 300 :
33
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
34
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
300.3 - Schéma structurel de la Carte.
34
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
35
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
300.4 - Nomenclature de la Carte 300 :
PT301 à PT307
Point test
D301
Diode 1N4148
R301-R302
Résistance 10 k
¼ W,  5 %
R303
Résistance 56 k
¼ W,  5 %
R304
Résistance 10 k
¼ W,  5 %
R305
Résistance 180 
¼ W,  5 %
R306
Résistance 10 k
¼ W,  5 %
R307
Résistance 180 
¼ W,  5 %
R308 à R310
Résistance 680 
¼ W,  5 %
R311 à R315
Résistance 10 k
¼ W,  5 %
C301
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C302
Condensateur 100 nF
Plastique
C303
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C304-C305
Condensateur 100 nF
Plastique
C306-C307
Condensateur 22 pF
Céramique
C308
Condensateur 10 µF
Tantale 16V
C309-C310
Condensateur 10 µF
Electrochimique 16V
C311
Condensateur 100 nF
Plastique
L301
Led verte 5mm
L302
Led rouge 5mm
L303-L304
Led jaune 5mm
L305
Led verte 5mm
L306
Led rouge 5mm
35
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
36
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Q301
Quartz 20 MHZ
T301-T302
Transistor BC 547
CI301
PICBASIC-3B
microcontrôleur
CI302
74LS123
Double monostable
CI303
Rxdynacodeur
Réf : RX-DYNA chez SELECTRONIC
INV301
Inverseur miniature
J1
Connecteur 2 X 32
J3
Connecteur HE10
10 broches mâle non coudé pour CI
J4
Connecteur mâle pour CI
Réf : CON-AFF chez LEXTRONIC
J5
Connecteur mâle pour CI
Réf : CON-PB3 chez LEXTRONIC
J6
Connecteur HE10
10 broches femelle pour câble plat
(« voir plan de connectique »)
Afficheur LCD 4 lignes
Réf : ELCD204 chez LEXTRONIC (voir
« organisation de la partie commande »)
Réf : 115-6047 chez RADIOSPARES
Clavier matriciel
(voir « plan de connectique »)
Télécommande HF
REPERES
DESIGNATION
Réf : DYNA-TX2 chez SELECTRONIC(voir
« organisation de la partie commande »)
CARACTERISTIQUES
36
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
37
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
300.5 - Test des fonctions de la Carte 300.
Programmation de la télécommande :
Matériel utilisé :
 Alimentation Continue
 Télécommande
Mode opératoire :
-
Alimenter la carte avec une alimentation stabilisée 0-5V
Pousser l’interrupteur vers la droite
Eteindre et rallumer l’alimentation
Appuyer sur un bouton de la télécommande jusqu'à ce que la LEDprog (rouge a gauche)
s’allume et s’éteigne.
Faire de même avec l’autre bouton
37
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
38
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
A256 (Mise en forme du signal Overshoot) :
Schéma de câblage :
Matériel utilisé :
 Alimentation Continue.
 Oscilloscope.
 Grippe-Fils.
 Générateur Basse Fréquence.
Mode opératoire :
-
Alimenter la carte avec une alimentation stabilisée 0-5V.
Placer un GBF sur Overshoot avec un signal carré positif d’amplitude 5v (quelques
centaines de Hertz).
Visualiser les signaux Overshoot et Inter à l’oscilloscope.
Résultat à obtenir :
Quand le signal Overshoot arrive sur un front descendant alors Inter passe à l’état bas
pendant environ 176ms.
38
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
39
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Chronogramme Overshoot :
39
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
40
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
A27 (Recevoir les ondes radio Haute Fréquence) :
Schéma de câblage :
Matériel utilisé :
 Alimentation Continue.
 Oscilloscope.
 Grippe-Fils.
 Télécommande.
Mode opératoire
-
Alimenter la carte avec une alimentation stabilisée 0-5V.
Mettre un grippe-fil sur HF.
Appuyer sur un bouton de la télécommande.
Visualiser le signal à l’oscilloscope.
Résultat à obtenir :
Le signal passe bien à l’état haut pendant 30 secondes quand on appuie sur un bouton.
40
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
41
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
41
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
42
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
A28 (gérer les informations) :
Matériel utilisé :
 Alimentation Continue.
 PC avec le logiciel PICBASIC Studio
 Grippe-Fils.
 Cable USB PIC BASIC
Mode opératoire :
 Relier le PicBasic au PC par le biais du câble USB.
 Alimenter la carte 300.
 Rentrer le programme ci-dessous dans le PicBasic grâce au logiciel.
 Lancer le programme.
Résultat à obtenir :
Les Leds rouge et verte de droite clignotent ( 2 secondes allumées, 2 secondes éteintes ).
42
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
43
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Test de l’écran LCD avec le Picbasic :
Matériel utilisé :
 PC avec le logiciel PICBASIC Studio
 Cable USB PIC BASIC
 Alimentation Continue.
 Grippe-Fils.
Mode opératoire :
 Relier le PicBasic au PC et lancer le logiciel PicBasic Studio.
 Alimenter la carte.
 Uploader le programme ci-dessous dans le PicBasic grâce au logiciel.
 Lancer le programme.
Résultat à obtenir :
L’écran affiche le texte indiqué, la fonction est donc validée.
Programme LCD :
LCDINIT
LOCATE 1,1
PRINT « CA NE MARCHE PAS »
43
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
44
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
ANNEXE :
Chaîne d’acquisition et d’affichage de l’angle de l’attelle :
44
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
45
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Algorigramme de fonctionnement du bloc 3 du programme pour l’attelle :
45
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +
46
Académie de REIMS
|
BAC STI Epreuve de Construction Electronique
|
Dossier Projet 2007
Conclusion : Après avoir réalisé et testé les Carte 100 ; 200 et 300 nous pouvons conclure que le
projet est opérationnel.
Le projet est prêt à être commercialisé suivant son cahier des charges.
46
Appareil de mobilisation articulaire passive du genou et de la hanche : Kinetec Advanta +