Pré requis

DAE
Acquérir l’Information Couple
TP n°1
Référence programme
 B31 les capteurs
Fonction globale et structure fonctionnelle de la chaîne de mesure
 B32 le conditionnement du signal
Principales Fonctions de conditionneur de signal associé aux technologies des
capteurs : conversion analogique numérique.
Problème : Vérifier les performances de la fonction « Acquérir l’information »
Durée : 2h
PPrréé rreeqquuiiss
m Etude fonctionnelle de la DAE (Principe de fonctionnement de la direction assistée,
identification des constituants de la DAE et identification des fonctions de l'assistance)
m Notions de programmation, fonction, chaîne de développement et conversion
analogique numérique.
O
Obbjjeeccttiiffss
1 Savoir identifier les entrées sorties des différentes fonctions de la carte.
1 Etre capable de mettre en œuvre une procédure de mesure afin de tracer la
fonction de transfert du convertisseur.
1 Etre capable de relever les formes d'onde des entrées sorties du Convertisseur
Numérique Analogique afin de justifier les paramètres des grandeurs mesurées.
D
Déém
maarrcchhee ddee ttrraavvaaiill
1) Etudier les signaux électroniques de contrôle du convertisseur et relever les
chronogrammes de fonctionnement du convertisseur.
2) Relever la fonction de transfert du convertisseur : utilisation du kit µC pour
faire les mesures. Tracer de la courbe octet_Cv = f(Icv)
3) Modifier un programme de surveillance du couple par seuil max. à partir de
l’algorithme ci joint. Coder le programme et Vérifier son fonctionnement
D
Dooccuum
meennttss uuttiilliissééss ppoouurr llee T
T..PP..

Caractéristique du capteur de couple : courant en sortie du capteur en fonction du
couple exercé sur le volant : Icv = f (Cv)

Documents constructeurs du convertisseur Analogique / Numérique : TLC 549

Documentation de la carte Control boy F1 (debugger)

Listing du programme test_CAN
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Description de la fonction Acquisition du couple
La fonction étudiée permet de saisir le courant Icv qui est proportionnel au
couple volant Cv exercé par le conducteur lors de ses manœuvres.
Le courant Icv est convertie en une tension Vcv proportionnelle au couple, puis
filtrée (afin d'éliminer les parasites).
La tension Vcv est ensuite convertie en un mot binaire d'un octet, transmis en
série, afin d'être traité numériquement par le système microprogrammé qui
déterminera le couple d'assistance à fournir en fonction du mot binaire et de
l'information de vitesse du véhicule.
La carte 1 regroupe les fonctions conversion Courant / Tension, filtrage et
conversion Analogique / Numérique.
La carte Control boy permet de piloter la fonction conversion Analogique /
numérique (signaux HORL et Valid) et elle saisie la grandeur numérique du mot
(Mot_cv) pour déterminer la valeur de l'assistance.
Note : Pour notre étude l'information de la vitesse du véhicule n'est pas prise en
compte, elle sera considérée comme étant nulle (ex : manœuvre de
stationnement en parking).
Schéma fonctionnel de la fonction Acquisition du couple
Schéma fonctionnel de la carte 1
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Schéma structurel de la carte 1
1) Analyse des signaux de la fonction d’acquisition
1-1) Fonction conversion Courant / Tension
Quand le capteur de couple est en service, le courant issu de ce capteur est converti
en tension par les deux résistances R1 et R2 suivant le montage ci dessous :
Icv
R1
R2
Vcv
Exprimer la tension Vcv en fonction de Icv et des résistances R1 et R2 :
Faire l’application numérique
Vcv = Icv * (R1*R2)/(R1+R2)
Vcv = 500 * Icv
Placer le cavalier sur la position 2
Connecter le capteur de couple sur la maquette ( sortie Icv du pupitre sur l'entrée Icv
de la carte et masse du pupitre sur la masse de la carte)
Relever les valeurs min et Max de la tension Vcv (TP1 par rapport à la masse)
La tension Vcv varie entre 0,96V et 4,03V.
Rechercher dans les documents constructeurs le rôle des entrées VREF+ et VREFVREF+ et VREF- sont les tensions de référence positive et négative qui servent à
définir la plage de conversion du convertisseur (de $00 à $FF : pleine échelle).
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Justifier les réglages de la carte VREF+ = +4V et VREF- = +1V
Les réglages sont : VREF+ = +4V et VREF- = +1V car la plage de variation de la
tension Vcv image du couple du capteur est comprise entre 1V et 4V.
1-2) Fonction conversion Analogique / Numérique
Exécution du programme de la carte
 Lancer Control Boy
 Ouvrir le programme TEST-CAN.BAS
TP4
HORL
TP5
Mot_cv
TP6
VALID
 Compiler le programme
 Charger le programme
CARTE 3
 Exécuter le programme par GO
Relever, à l’oscilloscope, les chronogrammes des signaux VALID, HORL, Mot-cv
pour le courant en sortie du capteur de couple Icv0 (position de repos).
Identifier, sur le listing du programme test_CAN, les lignes qui permettent de créer
le signal VALID en expliquant brièvement comment on obtient ce signal.
PORTA.0 = 0
PORTA.0 = 1
for tempo = 0 to 8
next tempo
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:
:
:
:
Mise à "0" de
Mise à "1" de
VALID reste à
VALID reste à
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VALID
VALID
"1"
"1"
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PORTA.0 = 0
:
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Mise à "0" de VALID
Comparer la durée de l'impulsion VALID mesurée à celle donnée par le constructeur.
La durée du signal VALID généré par la carte microcontrôleur est de 60 µs et
le constructeur préconise une durée supérieure à 17µs (durée nécessaire à la
conversion) donc l'impulsion set correctement dimensionnée par le
programme (durée de la tempo).
Justifier le rôle de l'impulsion VALID.
Le signal VALID est connecté sur l'entrée CS (chip select) du convertisseur.
Lorsque VALID = 0, le boitier est sélectionné et le mot est présent en sortie
Lorsque VALID = 1, la sortie est en haute impédance (Hi-Z)
2) Etude de la caractéristique de la fonction d’acquisition
Soit à tracer la courbe (fonction de transfert) mot_cv = f(Icv)
Pour faciliter les mesures, on utilisera le potentiomètre P1 de la carte 1 (strap en
position 1), la DAE est déconnectée, la tension Vcv sera relevée à l‘oscilloscope.
Ensuite, on calculera le courant Icv correspondant (voir $ 1 question 1)
La variable Mot_cv est accessible dans le debugger à de l'adresse $2000 par la
commande : m 2000 01
Compléter le tableau de mesure suivant
Vcv (v)
Icv (mA)
Mot_cv
(en hexa)
0
0
0.5
1
1
2
1.5
3
2
4
2.5
5
3
6
3.5
7
4
8
4.5
9
5
10
00
00
01
2C
57
81
AC
D8
FE
FF
FF
Tracer la courbe Mot_cv = f (Icv) et commenter sa forme.
Icv (mA)
10
La fonction est linéaire dans
la plage de fonctionnement
du convertisseur pour Icv
compris entre 2mA et 10mA
2
Mot-cv ($)
00
3F
7F
BF
FF
Remettre le strap en position 2 et connecter le montage sur le capteur de la DAE.
Quelle est la valeur numérique Ncv0 correspondant à la position de repos (aucun
couple exercé sur le volant) ?
Ncv0 = $7F
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Donner la valeur de la tension Vcv0 , du courant Icv0 et du couple volant Cv0
correspondant à cette position de repos.
Ncv0 = $7F, Vcv0 = 2,5V, Icv0 = 5 mA et Cv0 = 0 (aucun couple)
Déterminer, d'après les relevés ci dessus, la valeur numérique du mot Ncv0 en
indiquant sur le chronogramme chacune des valeurs des bits représentatifs de ce
mot sachant que chaque bit du mot est lu sur un front montant du signal d'horloge
HORL(expliquez votre démarche).
Voir valeurs reportées sur le chronogramme précédent
Analyser la valeur numérique du mot Ncv0 obtenue précédemment et commentez
ce résultat.
La valeur obtenue '$81' est très proche de la valeur théorique de repos '$7F',
on se situe au point de repos (pas de couple volant) donc au milieu de la
plage d'excursion (voir tracé ci-dessus)
3) Modification du programme de surveillance
Analyse de la fonction de lecture
Quel est le rôle de la boucle :
for ctr = 1 to 8
valeur = valeur * 2
PORTA.2 = 1
'front montant de l'horloge
if PORTA.4 = 1 then valeur = valeur + 1 'résultat
PORTA.2 = 0
'horloge à l'état bas
next ctr
Faire la conversion des 8 bits (élaboration du signal HORL)
Le rôle de la multiplication par deux ?
valeur = valeur * 2
Décalage à gauche de chaque bit.
Modification du programme
byte Mini, Maxi
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Mini = $65
Maxi = $98
do
octet_cv = lecture_CAN() 'Valeur numérique image couple volant
if octet_cv < Mini Or octet_cv > Maxi then
PortG.0 = 0 (allume diode)
Else PortG.0 = 1 (éteint diode)
loop
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