I. Etude Fonctionnelle.

SYSTEME DE VALIDATION DES BILLETS S.N.C.F.
Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
FP1 : Acquisition des
informations.
Objectif : Ces travaux pratiques ont pour but de tester la partie de la maquette réalisant la fonction
FP1. Pour cela, une étude fonctionnelle rapide est proposée avant la mise en œuvre de la maquette.
I. Etude Fonctionnelle.
En vous aidant du dossier technique :
Question 1 : Complétez le tableau suivant :
Fonction
secondaire
Nom
FS1.1
Génération d’un signal
rectangulaire
VD : Signal rectangulaire
±10V et de fréquence fD
= 130Hz
Ecrêtage
VD
VE : Signal rectangulaire
0-10V de fréquence
fD = 130Hz
VE
VE1 : Signal
rectangulaire 0-10V de
fréquence fD = 130 Hz
FS1.2
FS1.3
Entrée(s)
Adaptation d’impédance
Sortie(s)
FS1.4
Adaptation en courant
VE1
IF : courant de forme
rectangulaire.
Si VE1 = 0V, IF > 0 A,
si VE1 = 10V, IF = 0A.
FS1.5
Captage et mise en
forme des signaux
IF
VA, VB, VC de forme
identique à VE ou = +5V.
FS1.6
Adaptation en tension
VE
VG : signal rectangulaire
0-5V de fréquence
fD = 130 Hz
FS1.7
Mémorisation
VA, VB, VC
VH, VI, VJ : signaux 0-5V
verrouillés par VG
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Question 2 : Pour chaque fonction secondaire, donnez la nomenclature des
composants utilisés pour sa réalisation.
FS1.1 : C1 : condensateur ;
R1, R2, R3, R4 : résistances ¼ W ;
D1, D2 : diodes ; TL082 ( U1A ) : AIL.
FS1.2 : D2 : diode 1N4148.
FS1.3 : TL082 (U1B) : AIL.
FS1.4 : R8, R9 : résistances ¼ W ;
C2 : condensateur;
Q1 : transistor BC178 PNP.
FS1.5 : DA, DB, DC couplées avec QA, QB et QC : TCST 1000 optocoupleurs à fenêtre;
R10, R11, R12, R13 : résistances ¼ W.
FS1.6 : R6, R7 : résistances ¼ W.
FS1.7 : 74HC§T175 (U2) : 4 bascules D.
Question 3 : Combien y a t-il de circuits intégrés dans la fonction FP1 ? Donner leur repère, leur
référence, leur désignation… Compléter le tableau ci-dessous.
Repère
Référence
Désignation
Nombre de
broches
N° broche
GND
N° broche
VCC
U1
TL082
AIL
8
4
8
U2
74HCT175
Bascules D
16
8
16
II. Mise en œuvre d’une procédure de test de la maquette
du composteur.
1) Matériel nécessaire :
-
une alimentation stabilisée,
- un multimètre équipé d’une pointe de touche,
-
la maquette “composteur SNCF” ,
- un transformateur,
-
un oscilloscope.
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2) Repérage :
Après avoir repéré sur la maquette les entrées, les sorties ainsi que les composants
réalisant la fonction FP1 :
 Surligner sur le coté composants de la maquette, (schéma ci-dessous), les points test utilisés
lors du TP, et encadrez l’ensemble des composants réalisant
FS1.5
 Quelles sont les potentiels appliqués sur les bornes d’alimentation des circuits intégrés
étudiés? Préciser le (ou les) document(s) que l’on peut analyser pour répondre à la question.
U1 est alimenté entre –12V et +12V. U2 est alimenté entre 0 et 5V. Ces
renseignements sont indiqués sur le schéma structurel. Les documentations
constructeurs ne donnent pas de tensions d’alimentation précises amis une
gamme de potentiels applicables.
 La maquette est alimentée entre +12V et -12V. Or, seule une double alimentation +12V est
disponible. Proposer un schéma de câblage qui permet d’obtenir du +12V et du -12V.
Compléter le schéma suivant :
+12V
+
-
-12V
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+12V
+
0V
-
+12V
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3) Schéma de câblage :
 Dessinez les câbles de raccordement des appareils à la maquette en utilisant les couleurs
suivantes :

 Fils NOIRS : masse uniquement,
 Fils ROUGES : +12V, -12V et autres…
Remarque : La borne noire (0V) et la borne rouge (15V) du transformateur seront raccordées à la
maquette.
Pointe de
touche
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4) Expérimentation :
 Pour chaque graphe, noter les grandeurs physiques représentées sur chaque axe ainsi
que leur unité.
 Régler les deux alimentations stabilisées sur 12V et vérifier ces valeurs à l’aide du
multimètre.
 Mettre la table HORS TENSION . Réaliser le câblage de la double alimentation stabilisée.
o Appeler le professeur.
a) FS1.1
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.1 :
Fs1.1 a pour rôle de délivrer un signal rectangulaire de fréquence fD = 130 Hz.
 D’après le dossier technique, comment est le signal attendu en sortie ?
Le signal de sortie VD est de forme rectangulaire. VD min = -10V, VD max = +10V et
fD = 130Hz.
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer la sortie de la fonction FS1.1 ?
La sortie est un signal rectangulaire. On utilisera donc l’oscilloscope afin de visualiser
ce signal.
 Vérifier, à l’aide du multimètre équipé d’une pointe de touche, les tensions d’alimentation
du C.I.
-VCC = UALIM (U1) = -12V;
+VCC = UALIM (U1) = +12V.
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
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 Représenter le signal obtenu :
Calibre voie 1 :
2 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
 Est-il identique au signal attendu ? La fonction est-elle bien réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
b) FS1.2
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.2 :
FS1.2 a pour rôle d’éliminer la partie négative du signal d’entrée VD.
 D’après le dossier technique, comment est le signal attendu en sortie ?
Le signal de sortie VE est de forme rectangulaire. VE min = 0V, VE max = +10V et
fD = 130Hz.
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer la sortie de la fonction FS1.2 ?
La sortie est un signal rectangulaire. On utilisera donc l’oscilloscope afin de visualiser
ce signal.
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
 Représenter le signal obtenu :
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
 Est-il identique au signal attendu ? La fonction est-elle bien réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
c) FS1.3
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.3 :
FS1.3 a pour rôle d’adapter le signal de sortie de la fonction FS1.2 à l’entrée de la
fonction FS1.4.
 D’après le dossier technique, comment est le signal attendu en sortie ?
Le signal de sortie VE est de forme rectangulaire. VE1 min = 0V, VE1 max = +10V et
fD = 130Hz.
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer la sortie de la fonction FS1.3 ?
La sortie est un signal rectangulaire. On utilisera donc l’oscilloscope afin de visualiser
le signal.
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
 Représenter le signal obtenu :
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
 Est-il identique au signal attendu ? La fonction est-elle bien réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
d) FS1.4
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.4 :
FS1.4 a pour rôle de délivrer en sortie un courant I F qui est fonction de l’état de la
tension d’entrée.
 D’après le dossier technique, comment est le signal attendu en sortie ?
Le courant de sortie IF est de forme rectangulaire. Si VE1 = 0V, IF > 0. Si VE1 = +10V,
IF = 0A.
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer la sortie de la fonction FS1.4 ?
Quelles fonctions de cet appareil sont nécessaires à l’observation du signal ?
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
 Représenter le signal obtenu :
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
 Que représente ce signal ? Est-ce le signal décrit dans le dossier technique ? Si non,
pourquoi ?
Ce signal représente la tension aux bornes de R10. Le signal décrit dans le dossier
technique est le courant IF. On ne peut visualiser ce courant directement, ne pouvant
brancher un ampèremètre sur la maquette. On visualise donc la tension image du
courant. Le courant a la même forme mais on applique un coefficient de 270 ( la valeur
de R10).
 Représenter IF.
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Calibre voie 1 :
7,4 mA/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
 Est-il identique au signal attendu ? La fonction est-elle bien réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
e) FS1.5
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.5 :
FS1.5 a pour rôle de délivrer 3 signaux VA, VB, VC représentatifs de l’état du billet.
 En utilisant le dossier technique, compléter le tableau suivant :
Billet
Absence de billet
Billet mal positionné
Billet déjà validé
Billet « validable »
Sorties
Etats des sorties
VA
De forme identique à VE
VB
De forme identique à VE
VC
De forme identique à VE
VA
De forme identique à VE
VB
De forme identique à VE
VC
5V
VA
5V
VB
De forme identique à VE
VC
5V
VA
5V
VB
5V
VC
5V
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer les sorties de la fonction FS1.5 ?
Les signaux de sortie sont soit une tension continue, soit un signal rectangulaire. Pour
les observer, on utilise l’oscilloscope.
 Repérer les points de mesure utiles sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le
professeur.
 Alimenter la maquette.
 Représenter, pour les quatre cas, les signaux obtenus aux sorties. Préciser sur les courbes les
signaux représentés et donner leur échelle à côté.
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
o Absence de billet :
VA, VB, VC
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
o Billet mal positionné :
VA, VB
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
VC
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
o Billet déjà validé :
Calibre voie 1 :
5 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
Calibre voie 1 :
2 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
VB
VA, VC
o Billet « validable »
VA, VB, VC
 La fonction attendue est-elle réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
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f)FS1.6
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.6 :
FS1.6 a pour rôle d’adapter le nveau de tension du signal de sortie de FS1.2 à l’entrée
de la structure FS1.7.
 D’après le dossier technique, comment est le signal attendu en sortie ?
Le signal de sortie VG est un signal rectangulaire de fréquence f = 130 Hz.
VGmin = 0V, VGmax = + 5V.
 Quel appareil de mesure faut-il utiliser afin d’observer la sortie de la fonction FS1.6 ?
Le signal de sortie est un signal rectangulaire. On le visualise grâce à l’oscilloscope.
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
 Représenter le signal obtenu :
VG
Calibre voie 1 :
2 V/DIV
Base de temps :
2 ms/DIV
 Est-il identique au signal attendu ? La fonction est-elle bien réalisée ?
Selon maquette.
 Mettre la table hors tension.
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5) Test de FS1.7 et synthèse.
 Rappeler le rôle de la fonction FS1.7 :
FS1.7 a pour rôle de fournir 3 informations binaires VH, VI, VJ représentatives de
l’état du billet.
 D’après le dossier technique, comment sont les signaux attendus en sortie ?
VH, VI, VJ sont des signaux logiques représentatifs respectivement de VA, VB, VC.
Vmin = 0V et Vmax = +5V. Ces signaux sont verrouillés par VG.
 Vérifier, à l’aide du multimètre équipé d’une pointe de touche, la tension d’alimentation du
C.I.
-VCC = UALIM (U1) = 0V;
+VCC = UALIM (U1) = +5V.
 Repérer le point-test sur la maquette et relier l’appareil de mesure. Appeler le professeur.
 Alimenter la maquette.
 Observer le comportement des sorties et compléter le tableau suivant :
Billet
Absence de billet
Billet mal positionné
Billet déjà validé
Billet « validable »
Sorties
Etats des sorties
VH
0
VI
0
VJ
0
VH
0
VI
0
VJ
1
VH
1
VI
0
VJ
1
VH
1
VI
1
VJ
1
 Mettre la table hors tension.
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Objet technique : Le composteur S.N.C.F.
 Comparer le tableau avec le fonctionnement théorique de la fonction FP1 du
composteur. La maquette fonctionne-t-elle correctement ? Si non, quels sont les problèmes
rencontrés ? D’où proviennent-ils ? Compléter le tableau.
Selon maquette.
Fonctions
Fonctionnement
Origine
Solution
secondaires
(Bon ou Mauvais)
du problème
à apporter
FS1.1
FS1.2
FS1.3
FS1.4
FS1.5
FS1.6
FS1.7
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