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PARTIE C DOSSIER PEDAGOGIQUE ELECTRONIQUE CONTRATS ELEVES I- CONTRAT CARTE 1A ET CARTE1B ..................................................................................................... 2 I-1I-2I-3I-4- II - CONTRAT CARTE 2 .............................................................................................................................. 7 II - 1 II - 2 II - 3 II - 4 III - ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE: .............................................................................................. 2 DOCUMENTS RESSOURCES : ................................................................................................................. 2 TRAVAIL DEMANDE : ........................................................................................................................... 2 VALIDATION EXPERIMENTALE : ........................................................................................................... 6 ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE DE LA CARTE: ......................................................................... 7 DOCUMENTS RESSOURCES: .................................................................................................................. 7 TRAVAIL DEMANDE : ........................................................................................................................... 7 VALIDATION EXPERIMENTALE : ......................................................................................................... 12 CONTRAT CARTE 4 ............................................................................................................................ 13 III - 1 III - 2 III - 3 III - 4 - ELEMENTS D’ANALYSE STRUCTURELLE DE LA CARTE : ...................................................................... 13 DOCUMENTS RESSOURCES : ............................................................................................................... 13 TRAVAIL DEMANDE : ......................................................................................................................... 13 VALIDATION EXPERIMENTALE : ......................................................................................................... 17 BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C1 / 16 I- CONTRAT CARTE 1A et CARTE1B I-1I-1-1 Eléments d’analyse structurelle: 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. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C2 / 16 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. Analyse de FP13 « Modulation de l’énergie électrique » I-3-3 On souhaite vérifier le bon fonctionnement de FP13 par simulation. On remplacera R1le moteur par la structure équivalente ci-dessous L1 220uH R2 aide à la convergence de la simulation 4.5 R2 0.1G BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C3 / 16 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 buzzer. Analyse partielle de FP11 « Traitement numérique » - Mise au point du 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. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C4 / 16 Un Oscilloscope numérique Les signaux seront prélevés sur un connecteur libre du fond de panier. c) Algorithme de la procédure BuzzerPulse Procédure BuzzerPulse Début CTRBuzzer > Periode ? oui CTRBuzzer = 0 non CTRBuzzer < (Periode/2) ? non oui Activer Buzzer Désactiver Buzzer Fin 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) 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) BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C5 / 16 I-4Validation expérimentale : - A partir du schéma structurel fourni et des empreintes des composants, produire les documents de fabrication (typon, implantation) de la carte en respectant les consignes suivantes : Utiliser Cadence Capture afin d’élaborer la netlist puis Layout afin d’obtenir le chevelu, utiliser le fichier CARTE ELEVE.TPL fourni. Le typon et l’implantation des composants devront être le fruit d’un travail individuel (donc unique). Placer les composants avec soin, respecter en particulier les consignes ci-dessous. Carte de dimension 100mm x 150mm. Circuit imprimé double face. Connexions par un connecteur DIN41612 64 broches. Les pistes d’alimentation doivent avoir une largeur minimale de 1mm (40Mils), les autres de 0,7mm (28Mils). Les pistes d’alimentation du moteur doivent avoir une largeur minimale de 1,2mm (48Mils), les autres de 0,7mm (28Mils). Les condensateurs de découplage doivent être câblés au plus près des circuits intégrés auxquels ils sont associés. Tous les circuits intégrés doivent être orientés dans un seul et même sens. On utilisera obligatoirement un support tulipe pour U101 et on prévoira une plage de cuivre pour faciliter le refroidissement comme indiqué page 9 fig 12 de la documentation technique. Cette surface de cuivre devra au moins avoir les dimensions suivantes 14mmx14mm. On pourra aussi avantageusement la remplacer par un plan de masse. La photo diode D100 sera placée sur le bord de la carte pour faciliter la réception du signal infra rouge. La carte doit être identifiée par la gravure du nom de l’élève. Connecteur 64 broches - Graver la carte, et souder les composants. Procéder au test de la carte seule à l’aide de la carte test. Le compte-rendu de ces tests devra figurer clairement dans le dossier en précisant à chaque fois : la définition du signal à mesurer la méthode de mesurage et les appareils nécessaires le mode opératoire les résultats de mesure la validation de ces résultats. - Faire un essai qualitatif sur le système complet. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers Session 2005 LE CHARIOT FILOGUIDE Page C6 / 16 II - CONTRAT CARTE 2 II - 1 - Eléments d’analyse structurelle de la carte: Cette carte comprend la fonction FP3 à l'exception des fonctions secondaire FS31 et FS35 qui se trouvent sur le chariot. Elle permet à partir des 2 bobines qui captent le champ électrique issu du fil d'élaborer 2 informations : ABS_courant qui indique si le chariot a perdu le fil de guidance ou non. Verreur qui est l'image de la position du chariot par rapport au fil de guidage. II - 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 de FP3. Eléments d’analyse structurelle de la carte 2. Cours sur les PLD et guide d’utilisation du logiciel ISPlever Guide d’utilisation de des logiciels de Cadence (Capture et Layout) Cours sur le langage C et guide d’utilisation du logiciel WIN AVR II - 3 Travail demandé : CARTE 2 II - 3 - 1 Validation de FS315 Indiquer le rôle et justifier la présence du circuit U202D. II - 3 - 2 Validation de FS313 Valider le choix de la valeur nominale de P203 et R222 sachant que l'on veut pouvoir régler Vref1 entre 1,6v et 2,4V. II - 3 - 3 Simulations a ) Simulation de FS36 et FS37 A partir du schéma complet fourni, isoler les fonctions FS36 st FS37. Supprimer le condensateur C205 et remplacer le par un générateur VSIN. Ajouter deux générateurs VDC pour les deux tensions continues (Vcc=5V et V0=2V). Réaliser deux simulations avec deux amplitudes différentes pour le signal VSIN (20mV et 60mV, F=10,75KHz et valeur moyenne nulle, durée de simulation égale à 8ms) permettant de mettre en évidence le fonctionnement de cette structure. Vous dégagerez notamment le rôle de C206 et de la structure D202, R210, C207 et R211. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C7 / 16 b ) Simulation de FS39 à FS315 A partir du schéma complet fourni, isoler les fonctions FS39 à FS315. Ajouter quatre générateurs VDC, un pour le Vcc, un pour remplacer le circuit TL431C, un pour remplacer P203 et R222 et un pour remplacer P202 et R212 (Vcc=5V, Vref=2,495V, Vref1=2V et VseuilAC=1,75V). Supprimer les points tests, R213, R214, LED201 et TR201. On placera 2 générateurs afin de simuler l'évolution des signaux VG1CS et VD1CS conformément aux chronogrammes ci-dessous. Réaliser la simulation d'une durée de 4s et visualiser les signaux VG1CS, VD1CS, SCGD, Abs_courant et Verreur. Commenter les résultats. VG1CS (V) 2,7 2,2 1,6 t (s) 0 1 2 3 4 VD1CS (V) 2,7 2,2 1,6 t (s) 0 1 2 3 4 CARTE 5 II - 3 - 4 Etude de U503 On utilise comme télécommande un clavier 12 touches. Le module émission permet la transmission d'un code sur 4 bits image de la touche appuyée. On doit donc effectuer un décodage de l'information issue du clavier qui est obtenue par scrutation. Ces fonctions sont regroupées dans un GAL22V10. a ) Justifier l'emploi d'un 22V10 par rapport à un 16V8. b ) A partir du schéma fonctionnel ci-dessous et du code des touches se trouvant dans le programme (page B26/35), compléter le programme en langage VHDL donné ci-après. RAZ [Q1 , Q0] [X2..X0] Clavier [Y3..Y0] CLK décodage colonne compteur [CT0..CT3] transcodage TA Structure interne du GAL BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C8 / 16 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; Use ieee.numeric_std.all; entity dec_clav is PORT ( clk1 : in std_logic; X : buffer unsigned (1 downto 0); C : buffer unsigned (3 downto 1); ta : out std_logic; code_touche : out std_logic_vector (3 downto 0); y0,y1,y2,y3 : in std_logic); attribute LOC : string; attribute LOC of clk1 : signal is "P1"; attribute LOC of y0 : signal is "P2"; attribute LOC of y1 : signal is "P3"; attribute LOC of y2 : signal is "P4"; attribute LOC of y3 : signal is "P5"; attribute LOC of C : signal is "P16 P15 P14"; attribute LOC of ta : signal is "P21"; attribute LOC of code_touche : signal is "P17 P18 P19 P20"; end; architecture behavioral of dec_clav is signal raz : std_logic; begin process(clk1,raz) begin if raz='1' then X<="00"; elsif (clk1'event and clk1='1' and ta='0') then X<=X+1; end if; end process; raz<='1' when X>2 else '0'; with X select C <= "110" when "00", "101" when "01", "011" when "10", "111" when others; -- COMPTEUR -- DECODAGE COLONNE COMPLETER AVEC LA FONCTION TRANSCODAGE end behavioral; BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C9 / 16 II - 3 - 5 3). Etude des circuits encodeur et décodeur MC145026 (carte 5) et MC145027 (carte a ) Etudier la compatibilité technologique entre le GAL22V10 et le MC145026 puis entre le MC145027 (FP8) et le AT90S8535 (FP11). b ) Indiquer le rôle des entrées A1 à A5. II - 3 - 6 buzzer. Analyse partielle de FP11 « Traitement numérique » - Mise au point du 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. Un Oscilloscope numérique Les signaux seront prélevés sur un connecteur libre du fond de panier. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C10 / 16 c) Algorithme de la procédure BuzzerPulse Procédure BuzzerPulse Début CTRBuzzer > Periode ? oui CTRBuzzer = 0 non CTRBuzzer < (Periode/2) ? non oui Activer Buzzer Désactiver Buzzer Fin 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) 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) BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C11 / 16 II - 4 Validation expérimentale : - A partir du schéma structurel fourni et des empreintes des composants, produire les documents de fabrication (typon, implantation) de la carte en respectant les consignes suivantes : Utiliser Cadence Capture afin d’élaborer la netlist puis Layout afin d’obtenir le chevelu, utiliser le fichier CARTE ELEVE.TPL fourni. Le typon et l’implantation des composants devront être le fruit d’un travail individuel (donc unique). Placer les composants avec soin, respecter en particulier les consignes ci-dessous. Carte de dimension 100mm x 150mm. Circuit imprimé double face. Connexions par un connecteur DIN41612 64 broches. Les pistes d’alimentation doivent avoir une largeur minimale de 1mm (40Mils), les autres de 0,7mm (28Mils). Les condensateurs de découplage C211 et C212 doivent être câblés au plus près des circuits intégrés auxquels ils sont associés. Tous les circuits intégrés doivent être orientés dans un seul et même sens. La carte doit être identifiée par la gravure du nom de l’élève. Connecteur 64 broches - Graver la carte, et souder les composants. Procéder au test de la carte seule à l’aide de la carte test. Le compte-rendu de ces tests devra figurer clairement dans le dossier en précisant à chaque fois : la définition du signal à mesurer la méthode de mesurage et les appareils nécessaires le mode opératoire les résultats de mesure la validation de ces résultats. - Faire un essai qualitatif sur le système complet. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C12 / 16 III - CONTRAT CARTE 4 III - 1 - Eléments d’analyse structurelle de la carte : Cette carte comprend la fonction annexe FA « Gestion de l’énergie électrique » sans FA12. En fonctionnement normal du chariot, la carte 4 élabore l’alimentation +5V à partir de la tension batterie, à l’aide du régulateur L4805. Elle surveille aussi la tension batterie et prévient le microcontrôleur à l’aide du signal BATOK, au cas où la tension batterie descend en dessous de 6,2V (seuil à ajuster). Lorsque la carte est raccordée à l’adaptateur secteur (position 12V), le +5V destiné au chariot n’est plus élaboré. Le circuit intégré MAX713 gère la charge de la batterie, le régulateur LM7805 élabore une alimentation +5V et l’ICL7660 une alimentation –5V. Ces alimentations sont destinées au circuit intégré ICL7107, qui convertit la tension batterie mesurée en une valeur numérique et l’affiche avec une résolution de 0,1V, ce qui permet de surveiller la charge de la batterie. Le relais LS401 aiguille la tension batterie, selon le mode de fonctionnement de la carte. III - 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 de FA. Eléments d’analyse structurelle de la carte 4. Guide d’utilisation de des logiciels de Cadence (Capture et Layout) Cours sur le langage C et guide d’utilisation du logiciel WIN AVR III - 3 III - 3 - 1 Travail demandé : Analyse de FA3 « Surveillance tension batterie » a ) A l’aide de Capture, recopier la partie concernant FA3 dans un autre schéma et l’adapter en vue de sa simulation, en particulier : - Remplacer le symbole 0(5V) par le GND de SPICE. - Supprimer la led, les points tests et C403. - Remplacer U402 par un générateur de 2,5V continu. - Alimenter U403. - Remplacer P401 par un potentiomètre de la librairie BREAKOUT et configurer avec la valeur 0,5. - Simuler la tension batterie par un générateur de tension triangulaire, d’amplitude variant de 0 à 10V et de période 200ms environ. b ) Exploiter la simulation afin de : - Relever les 2 valeurs de la tension batterie qui font basculer le signal BATOK. - Trouver la valeur de qui permet de faire passer BATOK à 0 pour un seuil de tension batterie compris entre 6,1 et 6,2V. - Mesurer les 2 nouvelles valeurs de la tension batterie qui font basculer le signal BATOK, en déduire l’hystérésis du comparateur. - Proposer une modification structurelle qui permettrait d’augmenter l’hystérésis à la valeur de 1V environ. Effectuer une simulation pour valider votre choix. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C13 / 16 c) En vue du test de la fonction FA3, proposer une procédure de réglage de P401. III - 3 - 2 Analyse de FA4 « Visualisation » La led utilisée est de couleur rouge, référence HLMP-3301. Effectuer un choix technologique de la résistance R419 afin que l’intensité lumineuse émise par la led 402 soit supérieure à 5,4 mcd. III - 3 - 3 Analyse de FA2 et FA6 « régulation de tension +5V » A l’aide de la documentation des régulateurs L4805 et LM7805 et des données d’entrée des fonctions FA2 et FA6, justifier la nécessité d’employer un L4805 pour FA2 au lieu d’un LM7805. III - 3 - 4 Analyse de FA5 « Contrôle de la charge batterie » La batterie utilisée est composée de 6 éléments de 1,2V nominal et a une capacité de 1,5Ah. a ) Exploiter la documentation du MAX713 afin de : - Justifier le câblage des broches PGM0 à PGM3 et détailler les options possibles pour PGM2 et PGM3. - Donner le rôle de la led 401 - Donner les valeurs nominales des tensions repérées V+ et REF3 en précisant la référence de ces tensions b ) Dans le cas où on met la batterie en charge alors que sa tension est descendue à 6V, justifier la nécessité ou pas d’associer un dissipateur thermique au transistor Q401, si oui : dimensionner ce dissipateur. On prendra 0,45A pour le courant de charge rapide de la batterie et +40°C pour la température ambiante maximale. III - 3 - 5 Analyse de FA9 « conversion analogique/numérique » et FA10 « Décodage » a ) Exploiter la documentation du circuit ICL7107 afin d’extraire la formule donnant la valeur affichée en fonction de la tension d’entrée du CAN et de la tension de référence. b ) Exprimer la valeur de la tension d’entrée du convertisseur en fonction de la tension batterie. c ) Compte tenu du câblage des afficheurs et des formules précédentes, calculer la tension de référence théorique à appliquer en REF+. III - 3 - 6 Analyse de FA8 « Elaboration d’une tension de référence » En vue du test de FA8, proposer une procédure de réglage de P402. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C14 / 16 III - 3 - 7 buzzer. Analyse partielle de FP11 « Traitement numérique » - Mise au point du 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. Un Oscilloscope numérique Les signaux seront prélevés sur un connecteur libre du fond de panier. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C15 / 16 c) Algorithme de la procédure BuzzerPulse Procédure BuzzerPulse Début CTRBuzzer > Periode ? oui CTRBuzzer = 0 non CTRBuzzer < (Periode/2) ? non oui Activer Buzzer Désactiver Buzzer Fin 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) 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) BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C16 / 16 III - 4 - Validation expérimentale : - A partir du schéma structurel fourni et des empreintes des composants, produire les documents de fabrication (typon, implantation) de la carte en respectant les consignes suivantes : Utiliser Cadence Capture afin d’élaborer la netlist puis Layout afin d’obtenir le chevelu, utiliser le fichier CARTE ELEVE.TPL fourni. Le typon et l’implantation des composants devront être le fruit d’un travail individuel (donc unique). Placer les composants avec soin, respecter en particulier les consignes ci-dessous. Carte de dimension 100mm x 150mm. Circuit imprimé double face. Connexions par un connecteur DIN41612 64 broches. Les pistes d’alimentation et de signaux batterie doivent avoir une largeur minimale de 1mm (40Mils). En particulier, celles de BAT et BAT1 doivent avoir une largeur minimale de 1,2mm (48 mils), les autres de 0,7mm (28Mils). Les condensateurs de découplage CD401 et CD402 doivent être câblés au plus près des circuits intégrés auxquels ils sont associés. Tous les circuits intégrés doivent être orientés dans un seul et même sens. La carte doit être identifiée par la gravure du nom de l’élève. afficheurs Placer ici, FA2, FA3 et FA4 Connecteur 64 broches - Graver la carte, et souder les composants. - Procéder au test de la carte seule à l’aide de la carte test. Le compte-rendu de ces tests devra figurer clairement dans le dossier en précisant à chaque fois : la définition du signal à mesurer la méthode de mesurage et les appareils nécessaires le mode opératoire les résultats de mesure la validation de ces résultats. - Faire un essai qualitatif sur le système complet. BAC STI Génie Electronique – Académie de Poitiers LE CHARIOT FILOGUIDE Session 2005 Page C17 / 16
