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BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers
Session 2005
LE CHARIOT FILOGUIDE
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PARTIE C
DOSSIER PEDAGOGIQUE
ELECTRONIQUE
CONTRATS ELEVES
I - CONTRAT CARTE 1A ET CARTE1B ..................................................................................................... 2
I - 1 - ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE: .............................................................................................. 2
I - 2 - DOCUMENTS RESSOURCES : ................................................................................................................. 2
I - 3 - TRAVAIL DEMANDE : ........................................................................................................................... 2
I - 4 - VALIDATION EXPERIMENTALE : ........................................................................................................... 6
II - CONTRAT CARTE 2 .............................................................................................................................. 7
II - 1 - ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE DE LA CARTE: ......................................................................... 7
II - 2 - DOCUMENTS RESSOURCES: .................................................................................................................. 7
II - 3 - TRAVAIL DEMANDE : ........................................................................................................................... 7
II - 4 - VALIDATION EXPERIMENTALE : ......................................................................................................... 12
III - CONTRAT CARTE 4 ............................................................................................................................ 13
III - 1 - ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE DE LA CARTE : ...................................................................... 13
III - 2 - DOCUMENTS RESSOURCES : ............................................................................................................... 13
III - 3 - TRAVAIL DEMANDE : ......................................................................................................................... 13
III - 4 - VALIDATION EXPERIMENTALE : ......................................................................................................... 17

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I - CONTRAT CARTE 1A et CARTE1B
I - 1 - Eléments d’analyse structurelle:
I - 1 - 1 Carte 1A
Cette carte comprend les fonctions FP10, FP13 et FP15 .
La fonction FP10 est chargée de la détection du signal infra rouge de la balise sur le parcours
du chariot
La fonction FP13 commande le moteur de propulsion du chariot filoguidé
La fonction FP15 signale par un clignotement et un beep sonore le recul du chariot filoguidé
I - 1 - 2 Carte 1B
Cette carte comprend la fonction FP9
Elle génère le signal infra rouge, ce signal indique la présence de la balise.
I - 2 - Documents ressources :
Dossier de l’objet technique support d’épreuve.
Documentation constructeur des composants utilisés.
Analyse fonctionnelle, en particulier schéma fonctionnel de second degré des fonctions
principales FP9, FP10, FP13 et FP15 .
Eléments d’analyse structurelle des carte1A et carte1B.
Guide d’utilisation de des logiciels de Cadence (Capture et Layout)
Cours sur le langage C et guide d’utilisation du logiciel WIN AVR
I - 3 - Travail demandé :
I - 3 - 1 Analyse de FP9 « Emission d’un signal de balise »
Etude de FS9.1
- a ) Calculer la valeur du potentiomètre P150 et le choisir dans la série E3, pour avoir une
fréquence ajustable pour le signal Vout de 300Hz à 1300Hz (valeurs incluses). Le rapport
cyclique sera le plus proche possible de 50%. On utilisera les valeurs nominales des
composants.

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Etude de FS9.2 et FS9.3
- On souhaite justifier le choix technologique des éléments utilisés pour l’amplification en
courant et l’émission du signal infra rouge
- b) On a relevé à l’oscilloscope sur la voie 1 la ddp aux bornes de R154.
-
-
- En déduire le courant nominal Iled dans la led150 de type CQY89.
- c) Relever dans la documentation le courant maximum admissible par la led150 dans les
conditions de fonctionnement normal de FP9.
- d) Calculer la puissance moyenne dissipée par la led150. Puis justifier le choix de ce
composant. (On supposera une température de 50°C dans le boîtier )
- e) Effectuer le choix technologique complet des résistances R150 et R152 (série E12). On
prendra Vcc=8V.
I - 3 - 2 Analyse partielle de FP10 « Réception du signal de balise »
Etude de FS10.1
- a ) On souhaite être capable de détecter des intensités lumineuses de 0,006mW/cm2 ayant
un angle de pointage de 0°.
- Calculer le courant dans la photo diode puis la ddp UR105 (ddp aux bornes de R105).
- b) On supposera pour cette question que C100 est équivalent à un fil. En déduire la ddp
Vs1 en utilisant les résultats du a)
- c) Indiquer pour le filtre C100 R106 :
- Le type du filtre.
- La fréquence de coupure.
- Justifier alors sa présence et le choix de sa fréquence de coupure.
I - 3 - 3 Analyse de FP13 « Modulation de l’énergie électrique »
On souhaite vérifier le bon fonctionnement de FP13 par simulation.
On remplacera le moteur par la structure équivalente ci-dessous
R2 aide à la convergence de la simulation
R1
4.5
L1 220uH
R2
0.1G

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On utilisera le fichier fourni pour la simulation. Pour simuler les signaux AR et AV on utilisera
obligatoirement des générateurs de stimuli du type digclk ou stim1
a ) On souhaite démontrer la nécessité des diodes D102 à D105
- Rappeler la fonction et le nom des diodes
- Simuler la structure FP13 sans les diodes, en vous aidant de la documentation technique
de U101 conclure sur les conséquences pour ce circuit intégré.
- Refaire une simulation en ajoutant les diodes et vérifier le choix technologique de ces
diodes
-
b) On s’intéresse maintenant à la puissance dissipée par U101.
- Simuler le fonctionnement de U101 en déconnectant les broches 13 et 18. Relever alors la
puissance dissipée par U101. Il n’est pas possible pour ORCAD de mesurer directement la
puissance dissipée par le circuit. Il faudra donc revenir à la définition de la puissance.
- Même question que précédemment mais en gardant la structure initiale de FP13.
- Justifier le câblage particulier de U101.
I - 3 - 4 Analyse partielle de FP15 « Elaboration des informations de signalisation »
On souhaite déterminer la valeur de R112
a) Mesurer l’intensité du courant Ibuz qui traverse le buzzer BUZ100 en fonctionnement dans le
pire cas.
b) Effectuer le choix technologique complet de la résistance R112 dans la série E12.
I - 3 - 5 Analyse partielle de FP11 « Traitement numérique » - Mise au point du
buzzer.
Le programme fourni contient des défauts. Certaines spécifications techniques concernant le
buzzer ne sont pas respectées. Vous devez mettre au point le programme fourni pour que le
buzzer fonctionne correctement. Il faut entre autre modifier la procédure BuzzerPulse.
a) Rappel des spécifications techniques
Le signal de commande (PB2) du Buzzer est de type binaire et de caractéristiques :
 Lors d’une marche arrière : F = 1Hz  3% rapport cyclique = 0,5  5%
 Lors d’un problème batterie : F = 10Hz  3% rapport cyclique = 0,5  5%
 Le cas marche arrière et problème batterie n’est pas envisagé.
b) Matériel nécessaire
La mise au point des paramètres du buzzer sera réalisée avec :
 Une carte STK500 ou la carte 3 (Micro ATMEL)
 Un micro-ordinateur avec WINAVR et AVR Studio 4
 Un Oscilloscope numérique.
Les mesures sur le chariot seront réalisées avec la présence de
 La Carte 3 (Micro ATMEL avec le récepteur).
 L’émetteur est obligatoire.
 La carte 1 (Gestion Propulsion) est obligatoire,
 La carte 4 (Gestion de l’alimentation) est nécessaire sauf avis contraire des
enseignants.

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 Un Oscilloscope numérique
Les signaux seront prélevés sur un connecteur libre du fond de panier.
c) Algorithme de la procédure BuzzerPulse
d) Travail préliminaire
Q01 Sur une carte micro (STK500 ou carte 3) équipée du programme MAP_BUZZER.C. Relever le
signal AUDIO correspondant à la commande du Buzzer.
Q02 Indiquer les caractéristiques non respectées.
Q03 Identifier les variables, les constantes et ou les registres de l’ATMEL agissant sur ces grandeurs
physiques.
Q04 Proposer de nouvelles valeurs et modifier en conséquence le programme MAP_Buzzer.c
Q05 Tester vos nouveaux paramètres en effectuant de nouvelle mesure. (Avec AVR-Studio et
l’oscilloscope)
Mesurer les grandeurs physiques utiles du signal Audio(PB2)
e) Test final
Lorsque les paramètres des autres contrats seront établis :
Q06 Modifier en conséquence le programme PROG_ELEVE.C et tester vos nouveaux paramètres
sur le chariot
f) Programme MAP_Buzzer.c
Entrée : Le port C est en lecture et permet de simuler la marche arrière et un problème
batterie.
Appui sur
PC7
PC6
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1
PC0
Variable
NC
NC
NC
NC
NC
NC
PBBAT=1
Vitesse=-60
Sortie : Bit 2 du Port B (Signal Audio)
Procédure
BuzzerPulse
Principe : Le temps est défini par une variable
CTRBuzzer incrémentée toutes les ms (environ).
Cette variable est remise à zéro lorsque le cycle complet
du
buzzer est réalisé (
CTRBuzzer >
Periode)
Début
Fin
oui
non
CTRBuzzer >
Periode ?
CTRBuzzer = 0
oui
non
CTRBuzzer <
(Periode/2) ?
Activer Buzzer
Désactiver
Buzzer