FP3

FP3
T STI
Etude de FP3 :
Balise Maritime
I) Objectifs:



Analyser le fonctionnement de chaque fonction secondaire de FP3.
Analyser la boucle d’attente avant de déclencher la deuxième lampe.
Analyser le rôle des LED de signalisation.
II) Organisation de l’étude :
Activité
Type de travail
A
Théorie
B
Théorie & Travaux
pratiques
C
Travaux pratiques
D
Simulation
E
Simulation
F
Théorie
G
Travaux pratiques
III) Activités :
A)
Etude générale (théorique) :
1)
2)
3)
Vérifier votre découpage fonctionnel de la fonction FP3.
Donner le rôle de chaque fonction secondaire de FP3.
Donner le nom et le rôle de chaque entrée et sortie de chaque fonction secondaire
de FP3.
(Ces 3 questions sont très importantes. Les réponses à ces questions sont à apprendre par
cœur, car elles vous permettront de répondre aux premières questions de l’épreuve pratique)
B)
Etude de FS31 (étude théorique) :
1)
2)
3)
4)
Déterminez Vseuil, le seuil de déclenchement du comparateur.
Dessinez FS14 et la partie de FS31 générant VIsens. Exprimez VIsens.
Tracez la caractéristique de I_OK=f(VIsens).
Déterminez la valeur de Ilamp pour laquelle la sortie du comparateur bascule.
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5)
6)
7)
8)
C)
Etude de FS32 (travaux pratiques) :
1)
Câblez l’ensemble de la maquette. Mesurez et relevez l’état logique de RAZ en
fonction de VIsens et Vcell dans les cas suivants :
VISENS > Vseuil et Vcell=12V
VISENS =0V et Vcell=12V
VISENS =0V et Vcell=0V
2)
Relevez RAZ lorsque Vcell passe de 0V à 12V avec VISENS= 0V. Décrivez les
actions vous permettant d’obtenir chacune des conditions précédentes.
Justifier le rôle fonctionnel de C2 et R5.
3)
D)
Relevez les éléments pertinents dans la documentation constructeur de l’ALI
TS271 et les comparer à un ALI plus courant tel que le LM741. Que se passe-t-il
quand le courant d’alimentation diminue ?
Justifiez l’emploi d’un tel ALI dans ce système.
A l’aide du schéma structurel de FP3, indiquez dans un tableau les signaux
présents sur les broches du connecteur P2 en indiquant s’il s’agit d’une entrée
pour FP3, une sortie ou une alimentation. Connectez la carte de surveillance (FP3)
à la carte d’adaptation.
Relevez la caractéristique de I_OK=f(VIsens) en appliquant en VIsens un signal
triangulaire, d’amplitude crête à crête de 60mV, de valeur moyenne telle que le
minimum de cette tension soit 0V et de fréquence 20Hz. Que se passet-il quand la
fréquence augmente ? Ce fonctionnement est-il prévu par le constructeur ?
Etude de FS33 (simulation) :
V1
V2
BDT
U1:A
1
U1:B
2
3
40106
R9
2.2M
1)
2)
3)
4
40106
R10
C3
22k
10nF
C2
100nF
Observez V1 et V2 et relevez les seuils de commutation de l’inverseur logique.
Mesurez la période d’oscillation de FS33. Pour les deux valeurs de R10.
Relevez les chronogrammes de V1, V2 et BDT.
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E)
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Etude de FS34 (simulation) :
U2
RAZ
CTR7
BDT34
1
+
2
0
12
11
CT=0
Q5
9
DF
6
CT
5
4
6
3
4024
1)
2)
3)
4)
5)
Relevez dans le dossier technique la fréquence de BDT et modifiez le fichier de
simulation en conséquence.
Que signifie un état bas sur RAZ au niveau du courant dans la lampe ?
Que signifie un état haut sur RAZ au niveau du courant dans la lampe ?
Au bout de combien de temps apparaît l’information Q5 ?
On étudie le fonctionnement de FS34 lors d’une panne sur la lampe 1. On
applique sur RAZ le signal suivant :
RAZ
t
10s
6)
F)
40s
Pourquoi RAZ repasse à l’état haut au bout d’un certain temps ?
Commentez les chronogrammes fournis en annexe en indiquant les phases de
fonctionnement.
On étudie le fonctionnement de FS34 lors d’une panne sur la deuxième lampe.
RAZ peut-il repasser à l’état haut au bout d’un certain temps. Commentez les
chronogrammes fournis en annexe en indiquant les phases de fonctionnement.
Etude de FS35 (étude théorique) :
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
A quelle technologie appartient le circuit CI4 ?
En déduire la valeur pour laquelle le composant voit passer ses entrées de l’état
haut à l’état bas et vice-versa.
Donner la relation du temps de charge ou de décharge d’un condensateur sur
circuit résistif, en fonction de la tension atteinte.
Tracer l’allure de la tension aux bornes de R11 à l’allumage du montage.
Déduire de la courbe et de la relation, la durée pour laquelle CI4 considère la
tension aux bornes de R11 à l’état haut.
Vérifier vos résultats précédents sur la simulation fournie en annexe.
Commentez l’allure de la tension aux bornes de C9 (simulation en annexe) lors
d’un changement sur Q5. Donner la durée du retard introduit par R12 et C9.
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8)
Donner la table de vérité de l’ensemble U4:A et U4:B. De quel type de bascule
s’agit-il ?
9)
Que se passe-t-il à l’allumage du montage ? (on suppose Q5 à l’état bas à
l’allumage)
10) Quel est le rôle des éléments R11 et C8 ?
11) Déterminer les états logiques en sortie de la bascule (sortie broche 3) en fonction
des conditions suivantes :
Jour
Nuit et lampe 1 OK
Nuit et lampe 1 HS et lampe 2 OK
Nuit et lampe 1 HS et lampe 2 HS
L’entrée Q5 passe à l’état haut au bout d’un moment après qu’une ampoule ait grillé.
12) Quel est l’état du transistor Q1 pour les différentes conditions énumérées
précédemment ?
G)
Etude de FS36 (travaux pratiques) :
1)
2)
3)
4)
Déterminer l’état des diodes électroluminescentes D3 et D4 en fonction du niveau
logique de DF.
Mesurer la tension au point TL5 quand D3 est allumée puis quand D3 est éteinte.
En déduire le mode de fonctionnement des transistors Q2, Q3 et Q4.
Justifier le dimensionnement de la résistance R19.
Eléments attendus dans le dossier de l'élève :
 Activité A :
 Identification de toutes les fonctions secondaires sur le schéma structurel.
 Activité B:
 Caractéristique de transfert donnant I_OK en fonction de VISENS.
 Caractéristique I_OK = f(VIsens).
 Justification de l’emploi de l’ALI TS271.
 Activité C:
 Mesures de RAZ en fonction de VISENS et Vcell.
 Rôle fonctionnel de C2 et R5.
 Activité D:
 Chronogrammes de BDT avec et sans K2.
 Activité E:
 Chronogrammes BDT, Q5, DF.
 Activité F:
 Tableau indiquant les états logiques en sortie de la bascule RS en fonction des
différentes conditions (jour, Nuit et lampe1 OK, Nuit et lampe1 HS et lampe 2 OK,
Nuit et lampe2 HS)
 Activité G:
 Tableau indiquant l’état des diodes électroluminescentes D3 et D4 en fonction du
niveau logique de DF.
 Mesures de la tension au point TL5 quand D3 est allumée puis quand D3 est éteinte.
 Justification du dimensionnement de la résistance R19.
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