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LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
MOBILISATION PASSIVE
CONTINUE du genou (MPC)
OT : ATTELLE DE MOBILISATION
PRIMA+ DE CHEZ KINETEC
THEME de BAC STI GE 2008
DOSSIER FONCTIONNEL
Lycées d'Enseignement Général et Technologique
CAMILLE CLAUDEL - DIGOIN
LEON BLUM - LE CREUSOT
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
1
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
SYSTEME : MOBILISATION PASSIVE CONTINUE du genou (MPC)
Mise en situation, expression du besoin, étude fonctionnelle
1. Mise en situation et expression du besoin
De nombreux traumatismes de jambe tels que fractures (tibia, péroné ou fémur), déchirures musculaires,
élongations, interventions chirurgicales du genou, nécessitent une rééducation fonctionnelle passive de manière à
compenser le plus rapidement possible la perte de mobilité due à une immobilisation forcée.
La rééducation passive d’un genou consiste à mobiliser l’articulation, en flexion et en extension, dans une limite
imposée par la douleur du patient. Ces manipulations périodiques se pratiquent donc sur une durée limitée, à une
vitesse adaptée, avec des angles de flexion et d’extension variables au cours de la rééducation.
Lors des séances, les compétences mobilisées par le kinésithérapeute interviennent principalement sur :
- la définition du mouvement : amplitudes (extension, flexion), vitesse, durée,
- le positionnement de la jambe,
- la précision du geste,
- la répétition du mouvement.
Des effets purement mécaniques sont alors mis en œuvre de façon répétitive, sans intervention du patient, l’idée de
rechercher un dispositif d’assistance automatisé s’est imposée naturellement.
Lors d’une séance de rééducation d’un genou, 2 mouvements élémentaires se succèdent :
LA FLEXION et L’EXTENSION
LA FLEXION
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
L’EXTENSION
2
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
2. Identification des fonctions
Patient
Energie électrique
Praticien
Mobilier
Attelle de rééducation
Prima +
Protocole de soins
Normes
Milieu ambiant
Fonctions identifiées :
-
mobiliser passivement le genou (ou la hanche) d’un patient selon un protocole de soins
permettre au praticien de réaliser un protocole de soins
accueillir la cuisse et la jambe du patient
respecter les normes en vigueur
immobiliser le pied du patient
commander la mise en route (ou l’arrêt) de l’attelle
fournir des informations au praticien
s’adapter au mobilier
s’adapter à l’énergie électrique
être facilement transportable
ne pas perturber le milieu ambiant
résister au milieu ambiant.
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
3
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
3. Caractérisation des fonctions
Fonctions
s’adapter à l’énergie
électrique
Critères
Niveau
100 à 240 V, 50/60 Hz
20W
F0
- arthroplasties du genou,
- fractures fémorales ou tibiales ostéosynthèsées,
- fractures patellaires,
- arthrolyses et chirurgies palliatives
- ostéotomies du bassin ou du fémur,
- ligamentoplasties,
- libération de l'appareil extenseur du genou
- synovectomies, méniscectomies, patellectomies,
arthroscopies, etc
F0
Réglage des vitesses
Taille du patient
Sans douleur à l’installation
Confort
Hygiène
Sécurité
30°/min à 160°/min
De 1,40m à 1,90m
Grande précision des réglages
Maximum
Totale
Norme IEC 601.1
Directive 89/336/CEE
40° de flexion plantaire à 30° de flexion dorsale
30° de rotation interne à 30° de rotation externe
Marche/Arrêt
Inversion
F1
F0
F0
F2
F0
F0
Facilité
Mise en route
Un seul bouton
Led verte
F1
F1
Maintenance
Installation stable
Diode jaune clignotante
Sur lit
Sur table de massage
Utilisations nombreuses
- prévention de la raideur articulaire du genou et de la hanche,
- récupération rapide du schéma moteur du membre opéré,
- amélioration de la qualité de la surface articulaire,
- favorise la régénération du cartilage,
- prévention de la thrombose veineuse,
- mobilisation passive en période post-opératoire immédiate,
- diminution du temps d’hospitalisation,
- diminution de la médication antalgique.
F1
F1
F1
F1
Sécurité de fonctionnement
Dimensions réduites
Inversion en cas d’effort excessif
101cm x 33cm x 33cm
F0
F2
Poids limité
discrétion
13 kg
Niveau sonore contenu
F2
Conditions d’utilisation
Température +10°C à + 40°c
Humidité jusqu’à 80%
F1
Conditions de
stockage/transport
Température -40°C à + 70°c
Humidité jusqu’à 90%
F1
permettre au praticien de
réaliser un protocole de
soins
accueillir la cuisse et la
jambe du patient
respecter les normes en
vigueur
immobiliser le pied du
patient
commander la mise en route
(ou l’arrêt) de l’attelle
fournir des informations au
praticien
s’adapter au mobilier
Semelle articulée réglable
Par le patient
mobiliser passivement le
genou (ou la hanche) d’un
patient selon un protocole de
soins
être facilement transportable
ne pas perturber le milieu
ambiant
Flexibilité
Courant du réseau
Puissance absorbée
Indications thérapeutiques
F0
F1
résister au milieu ambiant
F0 : impératif ; F1 : peu négociable ; F2 : négociable ; F3 : libre
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
4
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
Étude fonctionnelle de l'objet technique existant
ATTELLE DE MOBILISATION DU GENOU et de la hanche
PRIMA + de chez KINETEC
L'ATTELLE DE REEDUCATION KINETEC entre dans la grande famille des appareillages médicaux offrant la
possibilité d'une rééducation mécanique dispensant le kinésithérapeute de manipulations longues et fastidieuses.
1. Fonction d’usage :
L’objet technique étudié permet de maintenir une jambe, et de générer des
commandes contrôlées, afin de mobiliser au mieux le genou d’un patient en phase de
rééducation fonctionnelle.
2. Analyse S.A.D.T.
Actigramme niveau A0
Programme
Présence d’Energie
Electrique
Réglages
Consignes du praticien
(ou du patient)
GERER
Informations
d’état
LE
FONCTIONNEMENT
Commandes
de movement (VA-VB)
DE
A1
L’ATTELLE
Genou
en mouvement
(ou hanche)
PROVOQUER
Partie Commande
Vitesse d’exécution
LA FLEXION
Genou
(ou
hanche)
à mobiliser
ET
L’EXTENSION
DE LA JAMBE
A2
Partie Opérative
Effort exercé (Imot)
Position angulaire (Vpot)
A0
KINETEC PRIMA +
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
5
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
3. Milieux associés :
Milieu humain :
- sécurité optimale vis-à-vis du patient,
- simplicité de programmation et d'utilisation,
- niveau sonore faible,
- visualisation de l’état de l’attelle.
Milieu technique :
- raccordement au réseau E.D.F,
- facilité de déplacement (thérapie ambulatoire),
- informations de commande et de fonctionnement accessibles.
Milieu physique :
- secteur hospitalier ou cabinet privé,
- conception facilitant les opérations de nettoyage.
4. Principe de fonctionnement de l’attelle :
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
6
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
5. Caractérisation des mouvements :
6. Installation du patient (d’après la notice d’utilisation) :
L’attelle est équipée de 3 parties mécaniques réglables selon les caractéristiques physiques du patient.
Berceau Jambier
Semelle Articulée
Berceau Crural
Avant de débuter la séance, l’installation du patient exige une grande précision de manière à éviter toute douleur
due à une mauvaise position (position Antalgique).
ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
7
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
Pour cela, le praticien mesure la longueur crurale L du patient et ajuste le berceau crural à cette mesure avec les
boutons.
Ensuite, il faut amener le pied au contact de la planchette et serrer les 2 boutons.







Le praticien veillera à faire correspondre, avec précision, l’axe d’articulation de la hanche avec l’axe de rotation
théorique ainsi que l’axe d’articulation du genou avec celui de l’attelle. De plus, la semelle articulée permet
un positionnement du pied en rotation (Bouton) ou en flexion (Boutons).



ATTELLE PRIMA+ / Dossier élève
8
Thème du BAC 2008 / Terminale STI-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
7. Schéma fonctionnel du premier degré
Le schéma ci-dessous fait apparaître les fonctions principales de l'attelle KINETEC PRIMA+
230Veff
Alimenter
FA
Actions
manuelles
du kiné
Actions
manuelles du
technicien
Régler et
acquérir les
paramètres de
fonctionnement
3
2
3
/RXD
VPOT-REF
(Issu de FP4)
Action
manuelle
du patient
FP6
D0, D1, D2
DSLD5
/TXD
A0, A1, A2
FP1
3
Etablir les commandes
marche
arrêt
inversion
Elaborer des informations
lumineuses
marche, défaut
VOLTAGE
VBAT
VCONS
VREG
VCC
V+
V-
Superviser et
générer des commandes
vers le moteur
Adapter la
transmission série
VPOT 2
VPOT-MAX
RXD
H
Capter la position
angulaire
Action
manuelle du
technicien
VIMOT
ILOAD
FP2
2
VMOTA
VMOTB
FP3
Partie commande
TXD
FP7
H
VPOT-REF
(Vers FP1) FP4
GO
START
/STOP
Signal
lumineux
clignotant
ou non
I MOT
VA
VB
FP5
Acquérir les
informations
représentatives
de l’effort
et de la vitesse
Position angulaire
Genou à rééduquer
Mobiliser le genou
Indication position angulaire
ouverts ou fermés
Partie opérative
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
9
Genou en mouvement en rééducation
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
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Présentation et étude fonctionnelle
8. Description des fonctions principales :
FP
FP1
Rôle de la fonction
Description des entrées/sorties
Régler et acquérir les paramètres de
fonctionnement
Cette fonction permet :
- au kinésithérapeute les réglages :
- de l’angle d’extension,
- de l’angle de flexion,
- de la vitesse,
- au technicien les réglages :
- de l’image du courant I-EXT,
- de l’image du courant I-FLEX,
- à l’OT de contrôler une partie de FP4,
- d’acquérir successivement toutes ces valeurs
d’entrée.
Entrées :
- actions manuelles du kiné :
intervention sur les boutons de réglage
(extension, flexion, vitesse)
- actions manuelles du technicien :
intervention sur les 2 potentiomètres
permettant les réglages des valeurs limites
de l’effort en extension et en flexion
- A2A1A0 :
mot binaire de 3 bits permettant le
contrôle de la fonction
- VPOT-REF :
tension de référence à contrôler : ≈ 5 V-.
Sorties :
- VCONS :
tension image multiplexée des paramètres
de consigne (extension, flexion, vitesse) et
de VPOT-REF : 0 ≤ VCONS ≤ 5 V
- VREG :
tension image multiplexée des paramètres
réglés par le technicien : 0 ≤ VREG ≤ 5 V.
FP2
Etablir les commandes marche, arrêt, inversion
Cette fonction permet d’adapter les commandes
de la poignée.
Entrée :
- action manuelle du patient :
intervention sur la poignée de commande
(marche, arrêt, inversion).
Sorties : signaux logiques
- GO :
validation du fonctionnement
NLB si commande de stop ou absence de la
poignée de commande
NLH si commande de start
- START :
mise en fonctionnement extension ou
flexion puis inversion
NLH si commande de start
NLB si commande de stop
- /STOP :
arrêt du fonctionnement
NLH si commande start
NLB si commande stop.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
10
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
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FP3
Présentation et étude fonctionnelle
Superviser et générer des commandes vers le
moteur
Cette fonction assure l’acquisition, le stockage de
l’ensemble des paramètres de gestion du moteur.
Elle délivre sous forme binaire l’état de
fonctionnement de l’attelle et possède une
communication série.
C’est une fonction réalisée par des structures
matérielles et logicielles.
Entrées :
- (VCONS, VREG) : tensions images
multiplexées des paramètres de consignes :
0 ≤ VMUX ≤ 5 V
- GO, START, /STOP : signaux logiques de
fonctionnement
- VBAT : tension d’alimentation : ≈ 12 V
- Voltage : tension image de la tension
VBAT : ≈ 3,84 V
- /RXD : données adaptées reçues en série
- VPOT : image de la position angulaire du
berceau jambier par rapport au berceau
crural : 0 < VPOT < 5 V
VPOT-MAX :
tension
permettant
l’ajustement de l’angle 115° en flexion :
1,87 ≤ VPOT-MAX ≤ 2,75 V
- ILOAD : tension image du courant
moteur : (11xIMOT)/5
- (VMOTA, VMOTB) : tension image de la
tension moteur : (0,405VA, 0,405VB)
- IMOT : intensité du courant circulant
dans le moteur : environ 1 A.
Sorties :
- A2A1A0 : mot binaire de 3 bits
permettant le contrôle de FP1
- D2D1D0 : mot binaire de 3 bits informant
de l’état de l’attelle
- /TXD : données à adapter et à
transmettre en série
- H : signal d’horloge
- VIMOT : tension proportionnelle au
courant moteur : 0,2xIMOT
- (VA, VB) : tension moteur :
0 < |VMOY| < 12 V.
FP4
Capter la position angulaire
Cette fonction élabore à partir de la position
angulaire de l’attelle :
- une tension de référence,
- une tension image de la position,
- une tension compensation d’angle.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
11
Entrée :
- position angulaire :
état angulaire instantané de l’attelle.
Sorties :
- VPOT-REF :
tension de référence d’alimentation :
≈ 5 V- VPOT :
tension image de la position angulaire de
l’attelle : 0 < VPOT < 5 V
- VPOT-MAX :
tension permettant l’ajustement de l’angle
115° en flexion :
1,87 ≤ VPOT-MAX ≤ 2,75 V.
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
FP5
Présentation et étude fonctionnelle
Acquérir les informations représentatives de
l’effort et de la vitesse
Cette fonction permet d’élaborer :
- une tension image du couple moteur,
- une tension image de la vitesse moteur,
à partir de 2 tensions :
- une tension proportionnelle au courant moteur,
- une tension aux bornes du moteur.
Entrées :
- VIMOT :
tension proportionnelle au courant
moteur : 0,2xIMOT
- (VA, VB) :
tension aux bornes du moteur :
0 < |VMOY| < 12 V.
Sorties :
- ILOAD :
tension image du couple moteur :
(11xIMOT)/5
- (VMOTA, VMOTB) :
tension image de la vitesse moteur :
(0,405VA, 0,405VB)
FP6
Elaborer des informations lumineuses marche,
défaut
cette fonction communique l’état de
fonctionnement de l’attelle au kinésithérapeute.
Entrée :
- (D2D1D0) :
mot binaire de 3 bits représentatif de
l’état de l’attelle.
Sorties :
- signal lumineux clignotant ou non :
- led verte allumée :
OT alimenté
- led jaune clignotante :
OT à vérifier
- led rouge allumée :
anomalie circuit ou capteur d’angle.
FP7
Adapter la transmission série
cette fonction interface la communication série
micro  monde extérieur.
Entrées :
- /TXD :
données numériques microcontrôleur à
adapter et à transmettre en série
-H:
signal d’horloge
- RXD :
données numériques du monde extérieur à
adapter et à transmettre en série.
Sorties :
- /RXD :
données numériques en série à destination
du microcontrôleur
- TXD :
données numériques en série à destination
du monde extérieur
-H:
signal d’horloge.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
12
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
FA
Présentation et étude fonctionnelle
Alimenter l’ensemble de la partie commande
Cette fonction fournit l’énergie nécessaire au bon
fonctionnement de la partie commande de l’attelle.
Une tension image en assure la présence et le bon
fonctionnement.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
13
Entrées :
- 230Veff :
tension secteur 230 V efficace, 50 Hz.
Sorties :
- VBAT : ≈ 12V
- VOLTAGE : tension image de VBAT :
≈ 3,84 V
- VCC : tension régulée de 5 V
- V+ : ≈ + 11V
- V- : ≈ - 11 V.
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
9. Schémas fonctionnels du second degré de FA et FP5
Le schéma ci-dessous fait apparaître les fonctions secondaires de l'attelle KINETEC PRIMA+
EDF
230veff
FSA1 : Convertir une
V+12
tension alternative en une
tension continue
FSA2 : Protéger
VBAT
FSA4 : Générer une tension image
VOLTAGE (vers FS34)
de la présence de l’alimentation
et filtrer la tension
d’alimentation
FSA5 : Générer une
V+, V-
alimentation symétrique
VBATbis
BOOST
FSA3 : Générer
2
FS52 : Acquérir
V A, VB (de FS32)
VIMOT (de FS33)
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
l’information représentative
de la vitesse
FS51 : Acquérir
VMOTA, VMOTB (vers FS34)
ILOAD (vers FS34)
l’information représentative
de l’effort
14
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
une tension 5V
régulée
VCC
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
10. Schéma fonctionnel du second degré
Le schéma ci-dessous fait apparaître les fonctions secondaires de l'attelle KINETEC PRIMA+
Partie commande
FS32 : Interfacer en
VBAT (de FSA2)
V A, VB
puissance au moyen d’une
logique de commande
S+, SSTOP
ILOAD (de FS51)
PWM
VMOTA, VMOTB (de FS52)
FS31 : Gérer la
FS34 :
Convertir
les paramètres de
fonctionnement
analogiques en
signaux numériques
VPOT, VPOT-MAX (de FP4)
VCONS, VREG (de FP1)
VOLTAGE (de FSA4)
logique de
fonctionnement
8 bits
D2, D1, D0 (Vers FP6)
H (Vers FP7)
/RXD (de FP7)
/TXD (Vers FP7)
(Vers FP7)
A2, A1, A0 (vers FP1)
GO, START, /STOP (de FP2)
FS33 : Convertir le
courant moteur en
tension
VIMOT (vers FS51)
I MOT
Partie opérative
Genou à rééduquer
Mobiliser le genou
Informations position angulaire
Genou en mouvement pour rééducation
VA, VB (de FS32)
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
15
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
11. Description des fonctions secondaires:
FS
FS31
Rôle de la fonction
Description des entrées/sorties
Gérer la logique de fonctionnement
Cette fonction mixte gère tout le
fonctionnement de l’Attelle à partir
d’informations reçus et de consignes
établies.
Entrées :
- GO : validation du fonctionnement
- START : mise en fonctionnement
extension ou flexion puis inversion
- /STOP : arrêt du fonctionnement
- mot de 8 bits issu de la conversion
- /RXD : données numériques du monde
extérieur à adapter et à transmettre
en série.
Sorties :
- S+, S- : signaux logiques 0 – 5V
définissant le sens de rotation du
moteur
- STOP : signal logique 0 – 5V d’arrêt
du moteur
- PWM : Signal de commande 0 – 5V du
moteur en modulation en largeur
d’impulsion (Pulse width modulation)
- (D2D1D0) : mot binaire de 3 bits
représentatif de l’état de l’attelle
-/TXD : données numériques du
microcontrôleur à adapter et à
transmettre en série
- H : signal d’horloge
- (A2A1A0) : mot binaire de 3 bits
permettant le contrôle de la fonction
FP1.
FS32
Interfacer en puissance au moyen d’une
logique de commande
Cette fonction adapte la commande du
moteur en puissance.
Entrées :
- VBAT : tension continue ≈ +12 V
- S+, S- : signaux logiques 0-5V
définissant le sens de rotation du
moteur
- STOP : signal logique 0 – 5V d’arrêt
du moteur
- PWM : Signal de commande 0 – 5V du
moteur en modulation en largeur
d’impulsion (Pulse width modulation).
Sortie :
- VA, VB : signaux analogiques de la
tension différentielle du moteur :
0 < |VMOT| <+12V.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
16
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
FS33
Présentation et étude fonctionnelle
Convertir le courant moteur en tension
Cette fonction convertit la grandeur
électrique courant moteur en tension.
Entrée :
- IMOT : courant circulant dans le
moteur environ ≈ 1A.
Sortie :
- VIMOT : tension proportionnelle au
courant moteur : 0,2 x IMOT.
FS34
Convertir les paramètres de
fonctionnement analogiques en signaux
numériques
Cette fonction acquiert des informations
analogiques et les numérise afin d’être
traitées par FS31.
Entrées :
- (VCONS, VREG) : tensions images
multiplexées des paramètres de
consignes
- Voltage : tension image de la tension
VBAT
- VPOT : image de la position angulaire
du berceau jambier par rapport au
berceau crural : 0 < VPOT < 5v
- VPOT-MAX : tension ajustée de
l’angle 115° en flexion :
1,87V < VPOT-MAX < 2,75V
- ILOAD : tension image du courant
moteur : (11 x IMOT) / 5
- (VMOTA, VMOTB) tension image de
la tension moteur : (0,405VA, 0,405
VB).
Sortie : mot de 8 bits issu de la
conversion analogique – numérique.
FS51
Acquérir l’information représentative de
l’effort
Cette fonction permet d’acquérir une
tension image du couple moteur.
Entrée :
- VIMOT : tension proportionnelle au
courant moteur : 0,2 x IMOT.
Sortie :
- ILOAD : tension image du couple
moteur : (11 x IMOT) / 5.
FS52
Acquérir l’information représentative de la
vitesse
Cette fonction permet d’acquérir une
information électrique de la vitesse moteur
et de fournir une tension image de cette
grandeur.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
17
Entrée :
- (VA, VB) : tension aux bornes du
moteur : 0 < |VMOT| <+12V.
Sortie :
- (VMOTA, VMOTB) : tension image de
la vitesse moteur : (0,405VA, 0,405
VB).
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
FSA1
FSA2
FSA3
FSA4
FSA5
Présentation et étude fonctionnelle
Convertir une tension alternative en une
tension continue réduite avec un minimum
de pertes
Cette fonction constituée d’une alimentation
non linéaire permet d’obtenir avec un bon
rendement une tension de 12V continue.
Entrée :
- EDF : tension secteur 230 Veff /
50Hz.
Protéger et filtrer la tension
d’alimentation
Cette fonction assure la protection contre
les inversions de polarité et contre les
courants excessifs avec atténuation des
parasites.
Entrée :
- V+12 : tension continue de FSA1.
Générer une tension 5V régulée
Cette fonction permet d’obtenir une tension
compatible avec la technologie des circuits
intégrés de la partie commande.
Entrée :
- VBAT : tension continue de FSA2.
Générer une tension image de la présence
de l’alimentation
Cette fonction renseigne sur la présence de
l’alimentation VBAT.
Entrée :
- VBAT : tension continue de FSA2.
Générer une alimentation symétrique
Cette fonction génère une tension positive
et une tension négative symétrique pour
l’alimentation des AIL.
Entrées :
- VBATbis : tension continue de valeur
VBAT – Vdiode
- BOOST : ≈ VBATbis – 16,5 ICC.
Sortie :
- V+12 : tension continue de ≈ +12V.
Sortie :
- VBAT : tension continue ≈ +12V.
Sortie :
- VCC : tension régulée de +5V.
Sortie :
- VOLTAGE : tension image
représentant ≈ +3,84V.
Sorties :
- V+ : ≈ + 11V
- V- : ≈ - 11 V.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
18
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
EVOLUTION DU PRODUIT
Les besoins modernes nécessitent une actualisation :
- convivialité : amélioration de l’interface homme / machine,
- traçabilité de la rééducation,
- changement de certaines structures.
L’attelle PRIMA+ se modifie :
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
19
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
EVOLUTION DU PRODUIT
1. Schéma fonctionnel du premier degré version interface homme/machine analogique
Le schéma ci-dessous fait apparaître les fonctions principales conservées (4) ainsi que les nouvelles (4)
230Veff
Alimenter
FA
Actions
manuelles
du technicien
Actions
manuelles
du kiné
Infos visuelles
3
VCONS
VREG
2
FP6
D0, D1, D2
DSLD5
TXD
3
A0, A1, A2
FP1
SDA, SCL
VCC, GND
FP8
Superviser et
générer des commandes
vers le moteur
Web
2
VPOT
VPOT-MAX
Signal lumineux
clignotant
ou non
Communiquer
avec le réseau
Ethernet
RX+, RX-
Capter la position
angulaire
Action
manuelle du
technicien
RXD
4
Visualiser des paramètres
de fonctionnement
Elaborer des informations
lumineuses
marche, défaut
VOLTAGE
VBAT
Régler et
acquérir les
paramètres de
fonctionnement
VCC
V+
V-
FP7
TX+, TX-
FP4
Action
manuelle
du patient
Etablir les commandes
marche
arrêt
inversion
FP2
VIMOT
3
GO
START
/STOP
Partie commande
ILOAD
2
VMOTA
VMOTB
FP3
I MOT
VA
VB
FP5
Acquérir les
informations
représentatives
de l’effort
et de la vitesse
Position angulaire
Genou à rééduquer
Mobiliser le genou
Indication position angulaire
ouverts ou fermés
Partie opérative
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
20
Genou en mouvement en rééducation
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
EVOLUTION DU PRODUIT
2. Schéma fonctionnel du premier degré version interface homme/machine numérique
Le schéma ci-dessous fait apparaître les fonctions principales conservées (3) ainsi que les nouvelles (3)
230Veff
VCC
V+
V-
Alimenter
FA
Elaborer des informations
lumineuses
marche, défaut
VOLTAGE
VBAT
3
FP6
D0, D1, D2
DSLD5
TXD
Actions
manuelles
technicien,
kiné,
patient
Communiquer
avec le réseau
Ethernet
RX+, RX-
Capter la position
angulaire
Action
manuelle du
technicien
RXD
4
Modifier et visualiser les
paramètres de
fonctionnement
FP9
SDA, SCL
VCC, GND
Superviser et
générer des commandes
vers le moteur
Web
2
VPOT
VPOT-MAX
Infos visuelles
Signal lumineux
clignotant
ou non
FP7
TX+, TX-
FP4
VIMOT
ILOAD
2
VMOTA
VMOTB
FP3
Partie commande
I MOT
VA
VB
FP5
Acquérir les
informations
représentatives
de l’effort
et de la vitesse
Position angulaire
Genou à rééduquer
Mobiliser le genou
Indication position angulaire
ouverts ou fermés
Partie opérative
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
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Genou en mouvement en rééducation
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Présentation et étude fonctionnelle
3. Description des nouvelles fonctions principales :
FP
FP1
Rôle de la fonction
Description des entrées/sorties
Régler et acquérir les paramètres de
fonctionnement
Cette fonction permet :
- au kinésithérapeute les réglages :
- de l’angle d’extension,
- de l’angle de flexion,
- de la vitesse,
- au technicien les réglages :
- de l’image du courant I-EXT,
- de l’image du courant I-FLEX,
- d’acquérir successivement toutes ces valeurs
d’entrée.
FP3
Superviser et générer des commandes vers le
moteur
Cette fonction assure l’acquisition, le stockage de
l’ensemble des paramètres de gestion du moteur.
Elle délivre sous forme binaire l’état de
fonctionnement de l’attelle et possède une
communication série.
C’est une fonction réalisée par des structures
matérielles et logicielles.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
22
Entrées :
- actions manuelles du kiné :
intervention sur les boutons de réglage
(extension, flexion, vitesse)
- actions manuelles du technicien :
intervention sur les 2 potentiomètres
permettant les réglages des valeurs limites
de l’effort en extension et en flexion
- A2A1A0 :
mot binaire de 3 bits permettant le
contrôle de la fonction.
Sorties :
- VCONS :
tension image multiplexée des paramètres
de consigne (extension, flexion, vitesse) :
0 ≤ VCONS ≤ 5 V
- VREG :
tension image multiplexée des paramètres
réglés par le technicien : 0 ≤ VREG ≤ 5 V.
Entrées :
- VBAT : tension d’alimentation : ≈ 12 V
- Voltage : tension image de la tension
VBAT : ≈ 3,84 V
- RXD : données adaptées reçues en série
- VPOT : image de la position angulaire du
berceau jambier par rapport au berceau
crural : 0 < VPOT < 5 V
VPOT-MAX :
tension
permettant
l’ajustement de l’angle 115° en flexion :
1,87 ≤ VPOT-MAX ≤ 2,75 V
- ILOAD : tension image du courant
moteur : (11xIMOT)/5
- (VMOTA, VMOTB) : tension image de la
tension moteur : (0,405VA, 0,405VB)
- IMOT : intensité du courant circulant
dans le moteur : environ 1 A.
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LEGT CLAUDEL & BLUM
Présentation et étude fonctionnelle
Sorties :
- D2D1D0 : mot binaire de 3 bits informant
de l’état de l’attelle
- TXD : données à adapter et à
transmettre en série
- VIMOT : tension proportionnelle au
courant moteur : 0,2xIMOT
- (VA, VB) : tension moteur :
0 < |VMOY| < 12 V.
Entrées/sorties :
bus bidirectionnel :
- (SDA, SCL, VCC, GND) bus de
communication série I2C
- Web : signal utilisé pour établir la
communication micro - réseau Ethernet ou
inversement.
Selon la version interface homme/machine :
Entrées :
- (VCONS, VREG) : tensions images
multiplexées des paramètres de consignes :
0 ≤ VMUX ≤ 5 V
- GO, START, /STOP : signaux logiques de
fonctionnement.
Sortie :
- A2A1A0 : mot binaire de 3 bits
permettant le contrôle de FP1.
FP7
Communiquer avec le réseau Ethernet
cette fonction interface la communication série
micro  réseau Ethernet.
Entrées :
- TXD :
données numériques microcontrôleur à
adapter et à transmettre en série
- RX+, RX- :
données numériques du réseau Ethernet à
adapter et à transmettre en série.
Sorties :
- RXD :
données numériques en série à destination
du microcontrôleur
- TX+, TX- :
données numériques en série à destination
du réseau Ethernet.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
23
Thème du BAC 2008 / Terminale S.T.I-GE
Création
des
LEGT CLAUDEL & BLUM
informati
ons
lumineus
es
"vantaux
en
mouveme
nt"
FP8
Présentation et étude fonctionnelle
Entrée/sortie :
- Web : signal utilisé pour établir la
communication micro - réseau Ethernet ou
inversement.
Visualiser des paramètres de fonctionnement
Cette fonction déportée permet de visualiser
certains paramètres de fonctionnement comme les
angles de rééducation.
Entrée/sortie :
bus bidirectionnel :
- (SDA, SCL, VCC, GND) bus de
communication série I2C.
Sortie :
-infos visuelles :
affichage des angles de rééducation par
exemple.
FP9
Modifier et visualiser les paramètres de
fonctionnement
Cette fonction déportée permet :
- au kinésithérapeute les réglages :
- de l’angle d’extension,
- de l’angle de flexion,
- de la vitesse,
- au technicien les réglages :
- de l’image du courant I-EXT,
- de l’image du courant I-FLEX,
- au patient d’établir les commandes :
- marche,
- arrêt,
- inversion,
- de visualiser les valeurs des différents
paramètres en cours de fonctionnement.
ATTELLE PRIMA + / Dossier élève
24
Entrée :
- actions manuelles technicien, kiné,
patient :
intervention sur les boutons permettant les
différents réglages et commandes.
Sortie :
- infos visuelles :
compte rendu à partir d’un afficheur à
cristaux liquides.
Entrée/sortie :
Bus bidirectionnel :
- (SDA, SCL, VCC, GND) bus de
communication série I2C.
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