Dossier technique SYSTEME DE VALIDATION DES BILLETS S.N.C.F. Page 1 sur 13 SYSTEME DE VALIDATION DES BILLETS S.N.C.F. A. Etude du système I Expression du besoin Pour effectuer un déplacement en train S.N.C.F. il est obligatoire de détenir un billet validé. II Présentation du système Il est indispensable, pour monter dans un train, de valider son titre de transport avant d’accéder au quai. La S.N.C.F. (Société Nationale des Chemins de fer Français) a mis, au service des usagers, pour s’acquitter de cette astreinte, des composteurs de billets, à l’entrée des quais de gare. Une vérification de la validité d’un titre de transport peut être effectuée dans le train par un contrôleur. III Diagramme sagittal COMPOSTEU R SNCF Information visuelle Montant billet Billet validé Billet non validé VOYAGEUR Billet contrôlé DISTRIBUTEU R de BILLETS Billet non contrôlé Billet à valider Page 2 sur 13 CONTROLEUR SNCF B. Etude de l’objet « COMPOSTEUR S.N.C.F. I Fonction d’usage Validation d’un titre de transport S.N.C.F. Pour cela l’objet technique doit : Contrôler la position et la validité du billet Perforer un demi-cercle sur la périphérie du billet (poinçonnage) et, Imprimer un code au verso de ce dernier (le code est représenté par la date de validation et la numéro de la gare dans laquelle elle a été effectuée). II Matière d’œuvre Elle est matérielle. Etat initial : billet vierge Etat final : billet perforé et imprimé III Schéma fonctionnel de niveau 2 Support vierge VALIDATION Support modifié IV Fonction globale Validation d’un support attestant d’un droit d’usage (par perforation du support, lecture d’une bande magnétique,….) V Schéma fonctionnelle de niveau 1 Billet SNCF Poinçonnage et Impression Page 3 sur 13 Billet SNCF composté Information visuelle (billet déjà composté ou mal positionné) C. Etude de la partie « commande » du composteur L’étude portera exclusivement sur le poinçonnage du billet. La partie « impression du code » ne sera pas abordée. I Principe du compostage Lors de l’introduction d’un billet dans le composteur, trois opto-coupleurs, judicieusement disposés, traduisent en signaux électriques la prsence ou l’abscence de matière. Ces informations indiquent : Si le billet a été correctement introduit, Si le billet est déjà composté, Le sens d’insertion du billet, afin de protéger sa bande magnétique lors de l’impression. Le tableau ci-dessous présente les différents cas de fonctionnement : C B A 0 0 0 Etat du système avec vue de dessus des capteurs du composteur Pas de billet présent, les émissions des diodes rendent les récepteurs passants et fixent donc un « 0 » logique en sortie. 1 0 0 Billet présent mais mal positionné, les récepteurs A et B ne sont pas obturés. 1 0 1 Billet présent mais déjà validé. Le récepteur B n’est pas obturé. 1 1 1 Tous les récepteurs sont obturés, un billet ‘ validable ‘ est présent. * Seules ces quatre combinaisons sont prises en compte par l’objet. Dans tous les autres cas son comportement est identique à celui de la situation 1 « pas de billet ». Page 4 sur 13 C B A II Analyse fonctionnelle de 1er degré 1) Schéma fonctionnel de 1er degré Billet SNCF ACQUISITION des INFORMATIONS FP1 H I J TRAITEMENT des INFORMATIONS P ADAPTATION des SIGNAUX FP2 S FP3 Information visuelle (billet déjà composté ou mal positionné) X ALIMENTATION FA + 12V + 5V INTERFACE DE PUISSANCE - 12V FP4 Secteur EDF 220V – 50Hz Page 5 sur 13 Commande de l’électro – aimant du poinçonneur 2) Définition des fonctions principales Fonction F.P.1 ACQUISITION des INFORMATIONS Cette fonction délivre trois informations binaires H, I et J représentatives de l’état du billet. Absence de billet Billet mal positionné Billet déjà validé Billet « validable » Fonction F.P.2 : : : : H=0 H=0 H=1 H=1 , , , , I=0 I=0 I=0 I=1 , , , , J=0 J=1 J=1 J=1 . . . . TRAITEMENT des INFORMATIONS Cette fonction délivre deux informations binaires P et S respectivement représentatives des commandes d’affichage et de poinçonnage. Absence de billet Billet mal positionné Billet déjà validé Billet « validable » Fonction F.P.3 : : : : P=0 P=1 P=1 P=0 et et et et S=0. S=0. S=0. S = 1 (pendant une durée de 30 ms) ADAPTATION des SIGNAUX Cette fonction délivre : Un courant de gâchette IX, fonction de la tension VY : Si VY = 0V IX = 0A Si VY = 5V IX > 0 dans le cas d’un billet validable. Une information lumineuse intermittente Dans le cas d’un billet mal positionné ou déjà validé. Page 6 sur 13 Fonction F.P.4 INTERFACAGE de PUISSANCE Cette fonction délivre : Une tension VZ2Z4 impulsionnelle, issue du secteur 220V et fonction de IX Dans le cas d’un billet validable, pour assurer son poinçonnage (électroaimant) Si IX = 0 pas d’impulsion (l’électro-aimant est au repos) Si IX > 0 impulsion de commande (l’électro-aimant est au travail) Dans la structure réalisant FP4, seule la commande du triac sera étudiée. Fonction F.A ALIMENTATION Cette fonction délivre trois tensions continues 5V, -12V et +12V, à partir du secondaire d’un transformateur de 30VA délivrant une tension alternative de 15V. III Analyse fonctionnelle de 2ème degré. 1) Schéma fonctionnel de 2ème degré Voir page suivante. Page 7 sur 13 Billet SNCF FP1 FS13 FS12 Adaptation en puissance E Ecrêtage FS14 D FS11 Générateur de signaux rectangulaires Captage et mise en forme des signaux F A FS15 Adaptation en tension B C FS16 G Mémorisation H I J FP2 FS21 Décodage O FS23 Génération d’une impulsion de commande FS24 Génération d’un retard T N L FS22 Exploitation des informations P S FS32 FP3 +5V Initialisation FS31 Production de signaux rectangulaires FS33 Blocage à la mise sous tension Y U W FS35 FS34 Adaptation et isolation galvanique Adaptation en courant X W0 220V FP4 FS41 Commutation de puissance Z1 Z3 FS42 Redressement Z4 Page 8 sur 13 Indicateur visuel Z2 Commande électro-aimant 2) Définitions des fonctions secondaires F.S.1.1 GENERATION d’un SIGNAL RECTANGULAIRE Sortie : signal VD rectangulaire, Vmin = -12V , Vmax = +12V et de fréquence fD=10kHz F.S.1.2 ECRETAGE Sortie : signal VE rectangulaire, Vmin = 0V , Vmax = +12V et de fréquence fD=10kHz F.S.1.3 ADAPTATION en COURANT Entrée : signal VE (sortie F.S.1.2) Sortie : courant IF rectangulaire : Si VE = 0V IF > 0 Si VE = 12V IF = 0A F.S.1.4 CAPTAGE et MISE en FORME des INFORMATIONS Entrée : absence ou présence de billet Sorties : 3 signaux VA , VB , VC tels que : Absence de billet : VA, VB, VC sont des signaux rectangulaires identiques au signal VE Billet mal positionné : VA = VB = VE et VC = 12V Billet déjà validé : VA = VC = 12V et VB = VE Billet « validable » : VA = VB = VC = 12V F.S.1.5 ADAPTATION en TENSION (atténuation d’amplitude) Entrée : signal VE Sortie : signal logique VG de fréquence identique à celle du signal VE et d’amplitude Vmax = 5V F.S.1.6 MEMORISATION Entrées : signaux VA, VB et VC Signal VG issu de F.S.1.5, actif sur fronts montants 3 signaux logiques VH, VI, VJ représentatifs de VA, VB et VC, avec Vmin = 0V et Vmax = 5V et, verrouillés par le signal VG. Ces trois signaux peuvent être décalés dans le temps par rapport à la date d’introduction du billet. Sorties : Page 9 sur 13 F.S.2.1 DECODAGE Entrées : signaux VH, VI, VJ Signal VQ issu de F.S.2.2 Sorties : 3 signaux VL, VN et VO tels que : Absence de billet : VL = 0V , VN = 5V et VO = 5V Billet mal positionné : VL = 5V , VN = 0V et VO = 5V Billet déjà validé : VL = 5V , VN = 0V et VO = 5V Billet « validable » : VL = 5V , VN = 5V et VO : signal rectangulaire, actif sur fronts descendants, de durée au niveau haut fixée par FS24 et le seuil de basculement d’un « HCT » (TTL). F.S.2.2 EXPLOITATION des INFORMATIONS Entrées : signaux VL et VN (issus de FS21) Signal VT (issu de FS24) Sorties : 3 signaux VP, VQ et VR Absence de billet VL (V) VN(V) 0 5 VT(V) 0 VP(V) VQ(V) VR 0 0 VN Billet mal positionné 5 0 0 5 0 VN Billet déjà validé 5 0 0 5 0 VN Billet « validable » 5 5 Charge de C3 entre 0 et 5V 0 5 VN F.S.2.3 GENERATION d’une IMPULSION de COMMANDE Calibrée Entrées : signaux VO et VR (issus de FS21 et FS22) Sortie : signal VS, impulsion positive de durée TH = 30ms, Vmin = 0V, Vmax = 5V, consécutive à l’introduction d’un billet validable. F.S.2.4 GENERATION d’un RETARD (Temporisation) Entrée : signal VS issu de FS23 Sortie : signal VT : représentatif de la charge et de la décharge de C3. Page 10 sur 13 F.S.3.1 GENERATION commandée d’un SIGNAL RECTANGULAIRE Entrée : signal VP (issu de FS22) Sortie : signal VU : Rectangulaire, Vmin = 0V et Vmax = 5V de fréquence fU # 3Hz, lorsque VP = 5V Nul, lorsque VP = 0V. F.S.3.2 INITIALISATION à la MISE SOUS TENSION Sortie : signal exponentiel VINIT correspondant à la charge du condensateur C8 à la mise sous tension. F.S.3.3 BLOCAGE à la MISE SOUS TENSION Entrées : signaux VS et VU issus de FS23 et FS31 Sorties : 2 signaux VW et VY VW signal rectangulaire, Vmin = 0V et Vmax = 5V , f = 3Hz, fonction de l’état du billet. VY impulsion, Vmin = 0V et Vmax = 5V , TH = 30ms, correspondant à VS. F.S.3.4 PRODUCTION d’une INFORMATION VISUELLE Entrée : signal VW issu de FS33 Sortie : clignotement d’une diode électroluminescente rouge lorsque le billet est mal positionné ou déjà validé. F.S.3.5 ADAPTATION et ISOLATION Entrée : signal VY issu de FS33 Sortie : courant IX issu de FP3. Page 11 sur 13 R6 T G +5V ≥1 +5V E D3 C1 R R7 R9 R5 C2 1D K1 U4A U3A H ≥1 & U3B K4 S Q C1 ≥1 L C3 D P1 R K2 I R8 Q1 & R14 U3C U7A K5 U4B J & F1 P F D2 U8A R4 R10 U2 1 K3 & R3 A D1 DA QA P2 S C1 U5A D R11 U1 N U6A +5V R R D1 U7B D B D2 DB R12 & QB 1 R2 DC 6 K6 G R15 U6B C C1 O 3 U5B 2 R13 R QC C4 R1 5 S 1 U9A Page 12 sur 13 C5 8 G 11 12 R 13 U9B Page 13 sur 13