Corrigé activité A1

Lycées L. Blum et C. Claudel
Alimentation
Activité A61a3 : "Etude structurelle de la carte alim"
Durée : 4 heures
Objectif :
Comprendre et valider le schéma de l'alimentation de l'Attelle de mobilisation du genou, étudier
quantitativement ses structures.
Compétences : Vous devez être capable de :
D . d’identifier à une fonction la ou les structures participant à sa réalisation.
E . d’analyser l’organisation structurelle d’une fonction afin,
 E1 d’établir les relations entre grandeurs d’entrée et de sortie qui caractérisent cette fonction ;
 E2 de justifier le dimensionnement d’un composant ;
 E4 d’évaluer que la fonction requise est assurée.
G . de proposer la réorganisation structurelle et/ou logicielle partielle ou totale d’une fonction.
H . de produire un dispositif de mesurage et/ou de test, c’est à dire,
 H1 choisir une méthode de mesurage et/ou de test et les appareils nécessaires ;
 H2 élaborer le mode opératoire adéquat ;
 H3 effectuer les mesures ;
 H4 traduire les résultats fournis par le dispositif de test ;
 H5 juger de la validité des résultats obtenus et des méthodes employées afin
d’évaluer que la (ou les) fonction(s) requise(s) sont assurées avec les caractéristiques
spécifications du cahier des charges.
prévues par les
Moyens mis à disposition ou déjà en votre possession :
-
Intitulé de l'activité A61a3
Fiche d'aide de l'activité A61a3
Dossier technique.
Poste informatique avec le logiciel PCAD
Poste de mesure et Carte Interface
Travail demandé :
Vous allez réaliser l'étude structurelle quantitative de l’alimentation et valider son fonctionnement tant
théoriquement qu'expérimentalement.
Ce travail nécessitera la synthèse de l’activité dont le titre sera :
Etude structurelle quantitative de l’ALIMENTATION
Le contenu de l’activité vous guidera pour élaborer le document demandé.
Evaluation :
Elle sera réalisée par votre professeur qui examinera votre dossier lors de l’interrogation orale du mois de Juin.
ATTELLE de Mobilisation du genou / Dossier élèves
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Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I. ge
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Alimentation
1/ Étude de la version "ATTELLE du GENOU PRIMA" de l'alimentation
Lors de l'étude fonctionnelle de premier degré de la carte "Interface" de l'Attelle, vous avez encadré la fonction
alimentation ci-dessous.
Ce schéma structurel d'alimentation peut se décomposer en fonctions secondaires comme le montre le schéma
fonctionnel de deuxième degré suivant.
EDF
230veff
FsA1 : Convertir une
tension alternative en une
tension continue
V+ ≈11v
V-≈11v FsA5 : Générer une
Is ≈ 0
alimentation symétrique
V+12v
FsA2 : Protéger et
filtrer la tension
d’alimentation
VBAT :
12v - 2A
FsA4 : Générer une tension image
de la présence de alimentation
VOLTAGE (vers Fs34)
3,8v – Is ≈ 0
VBATBIS
BOOST
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FsA3 : Générer une
tension 5v régulée
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Vcc : 5v - 25mA
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Alimentation
Q1 : Repérer les différentes fonctions secondaires en les encadrant sur le schéma structurel.
Cahier des charges :
Les tensions et courants de sortie doivent respecter les valeurs indiquées sur le schéma fonctionnel du
second degré.
Q2 : Justification des composants de la partie FSA2 "Protéger et filtrer la tension"
Q2.1 : Justification des Protections
Justifier la valeur et le type du fusible F1 1AT25.
Donner le rôle de la diode PRO1 (SMT6 15A).
Q2.2 : Justification du Filtrage
Définir la technologie et le rôle des condensateurs C12 d’une part et C11, C38, C40 d’autre part.
Q3 : Justification des composants de la partie FSA3 "Générer une tension 5v régulée"
Remarque : la structure retenue par le constructeur de l’Attelle met en œuvre des composants CMS
Q3.1 : Justification de la Protection et de la limitation en courant
Justifier la technologie de la diode D1 utilisée et définir son rôle.
Dans quel but les résistances R37 et R38 sont elles montées en dérivation ?
Q3.2 : Justification du Filtrage
Justifier le choix du couple de condensateurs C39 et C18 .
Q3.3 : Justification de la Régulation à 5V
Relever sur la fiche technique du 7805 les valeurs max et min de sa tension d'entrée, de son courant de
sortie et de la puissance maximale dissipée ?
Ainsi à partir de ces deux dernières valeurs vous pourrez vérifier l'utilité et la valeur éventuelle d'un
refroidisseur.
Q4 : Justifications des composants de la partie FSA4 : "Générer une tension image"
Q4.1 : Justifier la valeur de tension obtenue en sortie « VOLTAGE »
Q4.2 : Quel est le rôle joué par le condensateur C24 ?
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Q5 : Justifications des composants de la partie FSA5 : "Générer une alimentation symétrique"
Q5.1 : Justifier l’utilité du couple R39 et C22 dans l’élaboration de la tension V+.
Q5.2 : Au moyen de la fiche technique du composant U5, identifier la fonction assurée par le composant U5 en
précisant la valeur de la tension de sortie V-.
Q5.3 : Afin de bien appréhender le fonctionnement de la structure de l’ICL 7660S vous allez simuler le schéma
de principe situé à la page 3-41 du document technique de ce composant.
Vous trouverez en annexe un schéma structurel équivalent à cette structure que vous saisirez sous PCAD
afin d’évaluer que la fonction requise est assurée avec les spécifications du cahier des charges.
a) Identifier C1 et C2 ainsi que la fréquence des générateurs E1 et E2 en vous aidant de la fiche
technique de l’ICL 7660S et du schéma structurel de FsA5.
b) Justifier les relevés obtenus et notamment la courbe Vmoins obtenue en précisant le phénomène
observé dans le cycle transitoire. Pour cela vous expliquerez pour chaque demi période des signaux
E1 et E2 l’allure des tensions relevées aux bornes de C1 et de C2.
2/ Validation par mesurage
Pour toutes les mesures demandées, faire un schéma de câblage et indiquer les réglages des appareils ainsi que
le mode opératoire suivi. (Il est impératif de suivre ces conseils pour la rédaction de votre dossier ou lors des
mesures à l'oral).
Q6 : Valider la partie "Alimentation - génération de VBAT"
Vérifier la tension VBAT quand le moteur est à l’arrêt et en fonctionnement.
Q7: Valider la partie "Alimentation - génération de VCC"
Vérifier la tension à l’entrée du régulateur, tout en mesurant la sortie VCC durant le fonctionnement de
l’Attelle.
Q8 : Valider la fonction FsA4 "Génération d’une tension de référence"
Vérifier que la tension de référence VBAT est située dans les spécifications du cahier des charges.
Q9 : Valider la fonction FsA5 "Alimentation - génération de V+ et V -"
Vérifier que les tensions V+ et V- sont situées dans les spécifications du cahier des charges
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ANNEXE
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