EXERCICES D’AUTOMATIQUE CODAGE NUMERIQUE Exercice 1 : Codeur absolu. Un codeur absolu est un capteur permettant de relever la position angulaire d’un obj et anim é d’un mouvem ent de rot at ion. On donne ci-dessous un exemple de codeur 4 bits. Les cases noires représentent des « 1 » et les blanches des « 0. 1. Donnez le type de codage du mot b3 , b 2 , b1 , b 0 2. Déterminez la résolution du capteur. 3. Donnez la résolution d’un codeur 12 bits. 4. On désire relever la position d’un papillon d’accélérateur à l’aide d’un codeur 12 bits. La rotation du papillon se fait entre 0 et 90°. Déterminez le nombre de bits nécessaire à la lecture de l’angle de rotation du papillon. Exercice 2 : Girouette La mesure de la direction du vent constitue une donnée très importante en micro-climatologie. La grande majorité des dispositifs est basée sur le principe de la girouette. On ajoute ensuite un dispositif électronique de mesure de la position angulaire. On peut utiliser soit un simple potentiomètre dont le curseur est aligné avec la direction de la girouette, dans ce cas les données sont analogiques, soit un codeur optique associé à l'axe pivotant de la girouette, dans ce cas le signal e s t discret et dépend de la résolution du codeur. On s'intéresse à une girouette permettant de repérer 8 directions suivantes : N, NE, SE,E, S, SO, O, NO Le principe de fonctionnement est le suivant : On utilise un codeur à n pistes qui permet de différencier 2 n directions du vent. On dispose sur une plaque émettrice un alignement de n diodes infrarouges et, en face d'elles, un jeu de n récepteurs qui reçoivent ou non un faisceau infra rouge. On dispose entre émetteurs et récepteurs un disque solidaire de l'axe de la girouette comportant des zones opaques gravées en code gray ce qui permet d'identifier numériquement la position angulaire de la girouette. Question 1 : Combien de diodes photoélectriques doit-on utiliser pour coder le nombre de directions correspondant au cahier des charges ? Question 2 : Compléter le disque en noircissant les différentes cases selon le principe du code Gray sachant que les positions N et NE sont déjà complétées. Quel est l'intérêt d'utiliser un code Gray plutôt qu'un code binaire naturel ? Question 3 Donnez la résolution de ce capteur. Question 4 On souhaite modifier le capteur afin de pouvoir repérer 16 positions angulaires. Proposer les modifications à prévoir et le nouveau codage. Problème 3 : Codage et commande d'une barrière. La barrière comprend: Voir Figures 1 et 2. La partie principale composée d'un bâti scellé au sol, et d'une lisse relevable de longueur L=2 m par une motorisation située à l'intérieur du pied. La plus grande partie de la rotation est faite en grande vitesse (GV), la phase finale se faisant en petite vitesse (PV) afin d'éviter les chocs. On utilise un codeur absolu (Figure 3) lié à l'axe de rotation de la lisse pour repérer sa position. Figure 1 Figure 2 Figure 3 exemple: codeur 5 bits Pour connaître la position de la lisse, un codeur absolu 8 bits est accouplé sur l'axe de la barrière. Son but est de repérer les 4 positions particulières (1, 2, 3, 4) indiquées figure 1. Il donne, en binaire, l'angle que fait la lisse avec l'horizontale. Il est calé angulairement de manière à avoir L 00 lorsque la lisse est en position 1 le code délivré sera alors égal à "0 0 0 0 0 0 0 0". 3.1 Déterminez la précision angulaire p L (en degrés) du positionnement de la lisse. 3.2 Calculer alors la précision de positionnement p p en mm à l'extrémité de la lisse. 3.3 Le tableau ci-dessous indique les valeurs binaires obtenues sur les sorties du codeur pour chacune des quatre positions. Compléter les cases d'angle et décimal du tableau. Pour les angles justifiez les calculs et arrondir au degré le plus proche. position Angle L 1 0° 4 3 2 90° décimal 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 sorties du codeur absolu Probléme 4 :Machine à couper les câbles en aéronautique On désire couper des câbles de 3 mètres avec une précision de 0,2 mm maximum. Les rouleaux d'entrainement de diamètre D=100mm entrainent le câble en translation, un couteau effectue ensuite la mise à longueur. On utilise un codeur angulaire sur un des rouleaux. Un automate gère ensuite les signaux. 1-Déterminer le nombre de bits du codeur pour obtenir la précision désirée. 2-Déterminez la précision réelle de la coupe. 3-Déterminez le nombre d'impulsions fournies par le codeur pour une longueur de câble de 3 mètres.
