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BEP des Métiers de l’électronique Système Arceau de Parking Motorisé
Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Session 2008
BEP METIERS DE L’ELECTRONIQUE
ARCEAU DE PARKING MOTORISÉ VIGIPARK
Épreuves EP2 et EP3
Dossier technique
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 1 sur 56
NOTE AU CANDIDAT
Epreuve EP2 :
Cette épreuve porte sur l’analyse fonctionnelle du système et de l’objet technique.
Elle permet de vérifier que le candidat est capable de comprendre les principes mis
en œuvre et les concepts simples liés aux sciences et techniques industrielles.
En conséquence, elle atteste que le candidat est capable d'analyser les relations
entre les grandeurs d'entrées et de sorties pertinentes afin de résoudre le problème posé.
Le candidat devra commenter les résultats obtenus.
Epreuve EP3 :
L'épreuve permet de vérifier que le candidat est capable, notamment, d'établir une
relation entre les grandeurs d'entrée(s) et de sortie(s) qui caractérisent une fonction
réalisée par une structure.
Le questionnement s'appuie sur les modèles et concepts élémentaires de
l'électronique. Il pourra être demandé aux candidats de commenter ou d'analyser des
résultats de simulation ou d'expérimentation.
Le candidat devra commenter les résultats obtenus.
Recommandations :
Les fonctions FP3 et FP6 ne seront pas étudiées pour l’épreuve EP3.
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SOMMAIRE
1. ÉTUDE DU SYSTÈME TECHNIQUE.................................................................................... 4
1.1. MISE EN SITUATION ............................................................................................................... 4
1.2. DIAGRAMME SAGITTAL ......................................................................................................... 5
1.2.1. Définition du rôle des éléments du système ................................................................. 5
1.2.2. Description des liaisons fonctionnelles........................................................................ 7
1.3. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II ET FONCTION D’USAGE ............................................... 8
1.4. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU I ET FONCTION GLOBALE ................................................ 8
1.5. ALGORIGRAMMES ................................................................................................................. 8
1.5.1. Programme principal partiel ....................................................................................... 8
1.5.2. Sous-programme « Montée du bras » .......................................................................... 9
1.5.3. Sous-programme « Descente du bras » ..................................................................... 10
1.6. ÉTUDE DES MILIEUX ASSOCIES ............................................................................................ 10
1.6.1. Milieu technique ......................................................................................................... 10
1.6.2. Milieu humain ............................................................................................................ 10
1.6.3. Milieu physique .......................................................................................................... 11
1.6.4. Milieu économique ..................................................................................................... 11
2. ÉTUDE DE L’OBJET TECHNIQUE OT1 ........................................................................... 11
2.1. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II ET FONCTION D’USAGE ............................................. 11
2.2. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU I ET FONCTION GLOBALE .............................................. 11
2.3. PHASES DE DESCENTE ET DE MONTEE DU BRAS ................................................................... 12
2.3.1. Les phases de la descente du bras ............................................................................. 12
2.3.2. Les phases de la montée du bras ................................................................................ 12
2.4. CHRONOGRAMMES .............................................................................................................. 13
2.5. ÉTUDE FONCTIONNELLE DE 1ER
DEGRE ................................................................................ 15
2.5.1. Schéma fonctionnel de 1er
degré ................................................................................ 15
2.5.2. Description de FP1 « Surveillance et charge de la batterie » ................................... 15
2.5.3. Description de FP2 « Gestion automatisée du processus » ....................................... 16
2.5.4. Description de FP3 « Réception ordre télécommande » ........................................... 16
2.5.5. Description de FP4 « Alimentation du moteur » ....................................................... 16
2.5.6. Description de FP5 « Détection de la position du bras » .......................................... 17
2.5.7. Description de FP6 « Détection d’un véhicule » ....................................................... 17
2.5.8. Description de FP7 « Production d’un signal sonore » ............................................ 17
2.5.9. Description de FA « Alimentation » .......................................................................... 17
2.6. ÉTUDE FONCTIONNELLE DE 2ND
DEGRE ................................................................................ 18
2.6.1. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP1 ................................................................... 18
2.6.2. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP2 ................................................................... 20
2.6.3. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP3 ................................................................... 22
2.6.4. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP4 ................................................................... 23
2.6.5. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP5 ................................................................... 24
2.6.6. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP6 ................................................................... 26
2.6.7. Étude fonctionnelle de 2nd
degré de FP7 ................................................................... 28
3. ANNEXES DE OT1 ................................................................................................................. 29
3.1. SCHEMA STRUCTUREL ......................................................................................................... 29
3.2. NOMENCLATURE ................................................................................................................. 30
3.3. SCHEMA DE LA CARTE COTE COMPOSANTS .......................................................................... 31
3.4. MISE EN PLACE DE LA CARTE DANS L’ARCEAU VIGIPARK ................................................ 32
3.5. ORGANISATION AUTOUR DU MICROCONTROLEUR M1 (PIC16F627) ................................... 32
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3.6. PROGRAMMES PARTIELS DE M1 .......................................................................................... 33
3.6.1. Vigi01.asm.................................................................................................................. 33
3.6.2. Vigi01.inc ................................................................................................................... 37
3.7. DOCUMENTATION TECHNIQUE ............................................................................................ 39
3.7.1. Batterie 12 V .............................................................................................................. 39
3.7.2. Thermistance B57500 – M 500 .................................................................................. 40
3.7.3. Sirène piézoélectrique KPE-6673 .............................................................................. 42
3.7.4. Transistor BC337 ....................................................................................................... 43
3.7.5. Microcontrôleur PIC16F627 ..................................................................................... 45
3.8. OSCILLOGRAMMES .............................................................................................................. 51
3.8.1. Contacteurs : cycle complet ....................................................................................... 51
3.8.2. Contacteurs : descente du bras .................................................................................. 52
3.8.3. Contacteurs : montée du bras .................................................................................... 53
3.8.4. Détection infrarouge : cycle complet sans véhicule .................................................. 54
3.8.5. Détection infrarouge : cycle complet avec obstacle soudain .................................... 54
3.8.6. Moteur : descente bras ............................................................................................... 55
3.8.7. Moteur : tension moteur, cycle complet ..................................................................... 55
3.8.8. Courbe réponse en fréquence de la fonction FS44. ................................................... 56
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1. ÉTUDE DU SYSTÈME TECHNIQUE
1.1. Mise en situation
Dans certains cas, il peut être nécessaire de réserver une place de stationnement, que ce soit à
titre public, privé, de loisir, professionnel, commercial ou pour garantir une place aux personnes
handicapées. Dans d’autres cas, il est indispensable de restreindre l’accès aux seuls usagers
autorisés (copropriétés, parkings collectifs, livraisons, secours, transports de fonds).
L’arceau de parking motorisé VIGIPARK répond à ces besoins en préservant les
emplacements de stationnement ou en contrôlant les accès. Ce système, conçu par la société
VIGIPARK implantée à Pontchartrain dans les YVELINES (78), est automatique, autonome et
télécommandé.
Le fonctionnement du système est assuré par l’automate de contrôle VIG01D réalisé par la
société BEST Électronique implantée à Longvic en CÔTE DOR (21).
L’autonomie du système est garantie par une batterie rechargée par un panneau solaire. Pour
cette raison, l’arceau ne peut être installé qu’à l’extérieur.
La télécommande BIP est destinée non seulement à commander l’arceau de parking mais
aussi d’autres systèmes VIGIPARK : bornes d’appel (avertir commerçants ou prestataires de
services qu’une assistance immédiate est requise), boîtiers ISIDORE (désactivation ponctuelle de
« ferme-porte » pour faciliter l’accès), systèmes SÉSAME (ouverture de barrières, déverrouillage de
locaux, commande d’appareils électriques). Un code spécifique est attribué à chaque application.
Il existe deux versions de l’automate :
une version standard : l’automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande pour abaisser et relever le bras ;
une version pour handicapés : l’automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande pour abaisser le bras qui se relève automatiquement au bout de 20 secondes.
Dans ce dossier, nous étudierons la version standard et nous intéresserons à l’utilisation de
l’arceau pour réserver une place de stationnement. Dans cette configuration, le véhicule en
stationnement se positionne sur l’arceau (bras abaissé).
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1.2. Diagramme sagittal
Automate de
contrôle VIG01D
OT1
Télécommande BIP
OT2
Batterie
OT4
Véhicule
TBAT
Milieu
physique
Automobiliste
Bras motorisé
OT3
Panneau solaire
OT5
Technicien
VBAT
ORDRE_HF
Action télécommande
Alarmson
Effort
haut ou
bas
UMOT Position
haute ou basse
Course
basse
MaintAutomate
MaintBatterie
MaintArceau
MaintPanneau
VPSOL
FIR émis FIR reçu
Énergie lumineuse
1.2.1. Définition du rôle des éléments du système
Pour abaisser le bras motorisé (autorisation de stationnement) ou le relever (condamnation
de la place), l’automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande BIP. L’ordre est reçu et
interprété par l’automate de contrôle qui autorise ou non le mouvement du bras notamment en
tenant compte de la présence ou non d’un véhicule. Le système est alimenté par une batterie
rechargée par un panneau solaire, ce qui lui confère une grande autonomie.
Le technicien est chargé de maintenir le système en bon état de fonctionnement ou de le
réparer en cas de panne. Il intervient sur l’arceau soit en maintenance préventive (changement de la
batterie, nettoyage, réglages) soit en maintenance corrective (réparations). Il est la seule personne
ayant accès à l’intérieur de l’arceau de parking VIGIPARK.
1.2.1.1. Automate de contrôle VIG01D OT1
Il centralise les ordres de la télécommande, les informations sur la position du bras motorisé,
sur l’énergie électrique ou sur la présence d’un véhicule, informe l’automobiliste d’un effort sur le
bras en position haute. La carte électronique a une durée de vie garantie de 5 ans.
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1.2.1.2. Télécommande BIP OT2
La télécommande, alimentée par une pile de 12 V, fonctionne
par codes tournants (rolling code) et dispose de plus de 262 millions
de combinaisons dont la copie est impossible puisque chaque
impulsion est différente. Elle comporte quatre boutons. Son boîtier
lui assure une étanchéité IP 54. Sa portée est de 15 à 20 m.
1.2.1.3. Bras motorisé OT3
Un moteur 12 V – 12 W associé à un moto-réducteur entraîne le bras de la position haute à la
position basse (et inversement) en 7 secondes. Deux butées présentes sur l’axe d’entraînement
actionnent un mini-rupteur pour indiquer la position haute ou basse. Une came actionne un mini-
rupteur en position basse.
Contacteur
course basse
Contacteur
position haute
ou basse
Butées
Came
1.2.1.4. Batterie OT4
La batterie est un accumulateur 12 V – 9 Ah ; il fournit l’énergie électrique au système. Au
repos, il est chargé en mode floating.
Note sur le mode floating
L’accumulateur 12 V est constitué d’éléments de 2 V en cascade. On distingue la tension
nominale, la tension de floating (charge d’entretien) et la tension de recharge.
La tension nominale est la tension de l’accumulateur après sa charge complète soit 12,6 V
(2,1 V par élément). La tension de floating est la tension à laquelle on peut maintenir en
permanence un accumulateur pour être sûr qu’il soit chargé au moment où on en a besoin soit
environ 13,6 V (2,27 V par élément). La tension de recharge est la tension maximale à laquelle on
peut charger un accumulateur (mais pas en permanence) soit environ 14,1 V (2,35 V par élément).
1.2.1.5. Panneau solaire OT5
Totalement intégré au système et capable de délivrer une puissance de
8,5 W crête, il permet la charge de la batterie.
Fenêtre de réception du signal de la télécommande
Arbre
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1.2.2. Description des liaisons fonctionnelles
Nom Signification Origine Destination Nature de
l’échange
Action
télécommande
Appui sur une touche de la
télécommande
Automobiliste Télécommande
BIP
Information
logique
ORDRE_HF Code de la télécommande
transmis en modulation HF
Télécommande
BIP
Automate de
contrôle
Information
électroma-
gnétique
Alarmson Signal sonore de 5
secondes
Automate de
contrôle
Automobiliste Information
acoustique
FIR émis Faisceau infrarouge émis Automate de
contrôle
Véhicule Information
lumineuse
FIR reçu Faisceau infrarouge reçu Véhicule Automate de
contrôle
Information
lumineuse
Énergie
lumineuse
Énergie fournie par le soleil Milieu physique Panneau solaire Énergie
lumineuse
VPSOL Tension électrique fournie
par le panneau solaire,
variable en fonction de la
luminosité
Panneau solaire Automate de
contrôle
Énergie
électrique
UMOT Tension d’alimentation du
moteur
Automate de
contrôle
Bras motorisé Énergie
électrique
Effort haut ou bas Action sur un mini-rupteur
provoquée par la
déformation d’un joint lors
d’un forçage sur le bras en
position haute ou basse
Bras motorisé Automate de
contrôle
Information
logique
Position haute ou
basse
Action sur un mini-rupteur
lors de l’arrivée du bras en
position haute ou basse
Bras motorisé Automate de
contrôle
Information
logique
Course basse Action sur un mini-rupteur
lors de l’arrivée du bras en
position basse
Bras motorisé Automate de
contrôle
Information
logique
VBAT Tension de la batterie
(tension fournie par la
batterie ou tension de la
batterie lors de sa charge
par le panneau solaire)
Batterie Automate de
contrôle
Énergie
électrique
Automate de
contrôle
Batterie
TBAT Température de la batterie Batterie Automate de
contrôle
Information
thermique
MaintBatterie Maintenance de la batterie Technicien Batterie Matière
MaintAutomate Maintenance de l’automate
de contrôle
Technicien Automate de
contrôle
Matière
MaintArceau Maintenance de l’arceau Technicien Bras motorisé Matière
MaintPanneau Maintenance du panneau
solaire
Technicien Panneau solaire Matière
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1.3. Schéma fonctionnel de niveau II et fonction d’usage
Fonction d’usage du système : Autoriser l’actionnement du bras motorisé de l’arceau de parking
VIGIPARK lors d’une demande de l’automobiliste soit pour
occuper la place de stationnement réservée (abaissement du bras)
soit pour la condamner après son départ (relèvement du bras).
Actionnement
du bras
motorisé
Automobiliste
Validation de la
demande
Arceau de parking motorisé
Véhicule avant stationnement
(resp. stationné)
Autorisation
d’actionnement
Véhicule stationné (resp. après
stationnement)
Demande d’actionnement
du bras
1.4. Schéma fonctionnel de niveau I et fonction globale
Fonction globale du système : Contrôler l’accès à un lieu.
Contrôle de
l’accès
Demande d’accès Autorisation d’accès
1.5. Algorigrammes
1.5.1. Programme principal partiel
Début Principal
Tempo de 10 s
écoulée ?
Appui identique au Learn ?
Bras en position haute ?
Auto-mémorisation du bouton (Learn)
Montée du bras Descente du bras
Appui sur un bouton
de la télécommande ?
Test de cohérence, décodage et mémorisation
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Auto-mémorisation du bouton (learn)
La télécommande permet de commander jusqu’à quatre appareils. Il faut donc associer chaque
bouton à un appareil, c’est la phase d’apprentissage. Lors de l’installation de l’arceau de parking, le
technicien appuie sur le bouton choisi pendant 10 secondes. Cette opération a pour effet d’associer
ce bouton à la commande de l’arceau.
1.5.2. Sous-programme « Montée du bras »
Présence obstacle
(surintensité
moteur) ?
Présence véhicule ?
Contacteur position
haute ou basse actionné ?
Descente du bras
Ordre de montée du
bras
Tempo inhibition
détection surintensité moteur écoulée ?
Arrêt du bras
Début
Fin
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1.5.3. Sous-programme « Descente du bras »
Présence obstacle
(surintensité
moteur) ?
Montée du bras
Ordre de descente du
bras
Tempo inhibition
détection surintensité moteur écoulée ?
Arrêt du bras
Temporisation terminée ?
Surintensité moteur
puis Contacteur
position haute ou
basse et Contacteur
course basse activés ?
Fin
Début
1.6. Étude des milieux associés
1.6.1. Milieu technique
L’arceau de parking motorisé est placé sur un emplacement à réserver. Son autonomie est
assurée par une batterie rechargée par un panneau solaire. Pour cette raison, la consommation en
veille est limitée à 5 mA. La télécommande est fiable puisqu’elle dispose de plus de 262 millions de
combinaisons. Cet objet n’est pas destiné à être fabriqué en grande série (quelques milliers
d’exemplaires), le concepteur a donc choisi une fabrication en composants traversants.
1.6.2. Milieu humain
La mise en service du système VIGIPARK est simple. Le technicien effectue peu
d’opérations : assemblage, réglages, fixation au sol par quatre vis, mise en service à l’aide de la
télécommande, vérification du fonctionnement.
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1.6.3. Milieu physique
Le système doit fonctionner dans des conditions climatiques sévères (–20 °C à +55 °C, neige,
temps couvert). Si le panneau solaire est recouvert de neige par exemple, la capacité de la batterie
garantit de nombreux cycles de fonctionnement sans recharge. La réception d’une commande
d’abaissement de l’arceau doit être efficace même par mauvais temps (pluie, brouillard).
1.6.4. Milieu économique
L’objet technique est destiné aux administrations, aux entreprises ou aux particuliers. Son prix
est de l’ordre de 1200 € ht.
2. ÉTUDE DE L’OBJET TECHNIQUE OT1
2.1. Schéma fonctionnel de niveau II et fonction d’usage
Fonction d’usage de OT1 : Alimenter, grâce à une énergie électrique contrôlée, le moteur du bras
motorisé selon l’ordre reçu, en tenant compte de la position du bras,
de la présence d’un véhicule et d’éventuels obstacles, avec
information sonore en cas de problème.
Alimentation
contrôlée en
énergie
Conversion et
acquisition des
ordres et
informations
capteurs
Énergie
électrique
Ordre
télécommande
Position du
bras
Présence véhicule
Traitement et
élaboration des
commandes
Alimentation du
moteur
Signalisation
sonore
OT1
Commande
du buzzer
Information
sonore
Ordre codé
Info.
véhicule
Info. de
position Commande
du moteur
Énergie
électrique
contrôlée
Température
Tension
d’alimentation
du moteur Surveillance
du moteur
2.2. Schéma fonctionnel de niveau I et fonction globale
Fonction globale de OT1 : Commander un actionneur suite à une demande, en tenant compte de
contraintes externes.
Autorisation de
commande
Contraintes
externes
Demande
d’actionnement
Actionneur
commandé
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2.3. Phases de descente et de montée du bras
2.3.1. Les phases de la descente du bras
2.3.2. Les phases de la montée du bras
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2.4. Chrono-grammes
Les chronogrammes
ci-après présentent
l’évolution des
signaux pour les deux
phases du mouvement
de l’arceau : descente
(D1 à D4) puis montée
(M1 à M4) du bras.
Descente et montée
sont commandées par
appui sur un bouton de
la télécommande
(celui qui a été associé
à l’arceau).
Les signaux sont
définis dans l’étude
fonctionnelle de
l’objet technique OT1.
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Dilatation temporelle de COD_IR et REC_IR (temps en millisecondes)
COD_IR
0
1
40 t (ms) REC_IR
0
1
40 t (ms) PRES_VE
0
1
20 40 t (ms)
M1 PHASES 0
20 40 t (ms)
D4
10 30
30
30
10 30
1 9 2 19 11 12 10 20
9 2 19 11 12
9 2 19 11 12
10 20
29 21 22
29 21 22
29 21 22
1
1
39 31 32
39 31 32
39 31 32
Montée du bras – Absence de véhicule Présence d’un véhicule Descente du bras – Plus d’émission IR
Dilatation temporelle de COD_IR du chronogramme précédent
COD_IR
0
1
20,0 t (ms) 11,0 0,1 0,9 0,2 9,9 1,1 1,2 1,0 10,0 10,9 10,1 10,2 19,9 11,1 11,2
9 µs 30 µs
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2.5. Étude fonctionnelle de 1er
degré
2.5.1. Schéma fonctionnel de 1er degré
Alimentation
régulée
FA
Surveillance et
charge de la
batterie
FP1
Réception ordre
télécommande
FP3
Détection de la
position du bras
FP5
VBAT
ORDRE_HF
TBAT
VCC (vers FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6)
Position haute ou basse
Effort haut
ou bas
Course basse
Gestion
automatisée du
processus
FP2
RADIO_NIV
Alimentation du
moteur
FP4
Production d’un
signal sonore
FP7
Détection d’un
véhicule
FP6
OT1
CMM
BUZZER
CDE_IR
VBAT
UMOT
Alarmson
FIR émis
FIR reçu
DCM
PHOTO_IR
Véhicule
Véhicule
Automobiliste
VPSOL
VBAT
Bras motorisé
Bras motorisé
Télécommande
Batterie
Batterie
Panneau
solaire
Batterie
DETECT_EFF
FDC_B
FDC_H
CMD
2.5.2. Description de FP1 « Surveillance et charge de la batterie »
Rôle : Charge la batterie et surveille l’état de charge de celle-ci en tenant compte à la fois de la
tension à ses bornes et de la température de son boîtier.
Entrées : VPSOL : Tension fournie par le panneau solaire.
TBAT : Température de la batterie.
VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
VCC : Tension régulée de 5 V.
Sortie : VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
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2.5.3. Description de FP2 « Gestion automatisée du processus »
Rôle : Réceptionner les informations issues de la télécommande, du bras motorisé (position,
effort), du capteur de présence d’un véhicule puis élaborer les signaux de commande du
moteur, d’alerte et de détection d’un véhicule.
Entrées : RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande.
DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d’un effort sur le bras en position
haute ou basse. 0 en cas d’effort.
FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de
course haute). 0 en position haute.
FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de
course basse). 0 en position basse.
DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant
moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur
(obstacle pendant le mouvement du bras).
PHOTO_IR : Variable logicielle représentative de la présence d’un véhicule sur
l’arceau de parking motorisé. 1 en présence d’un véhicule.
Sorties : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la
montée.
CMD : Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la
descente.
CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d’un véhicule. 0
pour la mise en service.
BUZZER : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande.
2.5.4. Description de FP3 « Réception ordre télécommande »
Rôle : Recevoir un signal haute fréquence codé (modulation de fréquence) envoyé par la
télécommande, le décoder puis le transmettre en série.
Entrée : ORDRE_HF : Signal codé modulé à la fréquence de 433 MHz.
Sortie : RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande.
2.5.5. Description de FP4 « Alimentation du moteur »
Rôle : Alimenter le moteur du bras motorisé pour les deux sens de rotation et détecter un effort
survenant sur le bras pendant le mouvement.
Entrées : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la
montée.
CMD : Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la
descente.
Sorties : UMOT : Tension d’alimentation du moteur. UMOT = VBAT lors de la montée du bras.
UMOT = -VBAT lors de la descente du bras.
DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant
moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur
(obstacle pendant le mouvement du bras).
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2.5.6. Description de FP5 « Détection de la position du bras »
Rôle : Détecter la mise en butée du bras lors de sa descente ou de sa montée ainsi que tout
effort anormal survenant en position haute.
Entrées : Effort haut ou
bas :
Déformation d’un joint entraînant la fermeture d’un mini-rupteur
dans le cas d’un effort du bras en position haute ou basse.
Position haute
ou basse :
Mini-rupteur fermé lors de la fin de course haute ou basse du bras.
Course basse : Mini-rupteur fermé lors de la course basse du bras.
Sorties : DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d’un effort sur le bras en position
haute. 0 en cas d’effort.
FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de
course haute). 0 en position haute.
FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de
course basse). 0 en position basse.
2.5.7. Description de FP6 « Détection d’un véhicule »
Rôle : Émettre un signal infrarouge codé puis recueillir le signal réfléchi par le véhicule. Cette
fonction est validée par action sur la télécommande provoquant la montée du bras.
Entrées : CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d’un véhicule. 0
pour la mise en service.
FIR reçu : Faisceau infrarouge reçu.
Sorties : FIR émis : Faisceau infrarouge émis.
PHOTO_IR : Variable logicielle représentative de la présence d’un véhicule sur
l’arceau de parking motorisé. 1 en présence d’un véhicule.
2.5.8. Description de FP7 « Production d’un signal sonore »
Rôle : Avertir par un signal sonore tout effort sur le bras lorsque celui-ci est en position haute et
dont la commande de descente du bras n’a pas été validée. Le signal sonore permet de
prévenir toute personne qui n’aurait pas vu le bras motorisé.
Entrées : BUZZER : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande.
VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
Sortie : Alarmson : Signal sonore émis pendant 5 secondes.
2.5.9. Description de FA « Alimentation »
Rôle : Fournir l’énergie électrique régulée à l’automate de contrôle.
Entrée : VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
Sortie : VCC : Tension régulée de 5 V.
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2.6. Étude fonctionnelle de 2nd
degré
2.6.1. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP1
2.6.1.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Génération
d’une tension
de référence
FS1.1
Vérification
de la
température
de la batterie
FS1.3
Conversion
température
/ tension
FS1.2
Adaptation
en tension
FS1.4
VCC
Vérification
de la charge
de la batterie
FS1.5
Autorisation
de la charge
de la batterie
FS1.6
Commutation
de la source
d’énergie
FS1.7
FP1
ETAT_CH
ETAT_TE
CHARGE
VBAT
VIM_TBAT
VREFB
VBAT
VPSOL
VIM_BAT
TBAT
2.6.1.2. FS1.1 « Génération d’une tension de référence »
Rôle : Produire une tension de référence constante.
Entrée : VCC : Tension régulée de 5 V.
Sortie : VREFB : Tension de référence de 2,5 V.
2.6.1.3. FS1.2 « Conversion température / tension »
Rôle : Obtenir une tension image de la température de la batterie.
Entrée : TBAT : Température de la batterie.
Sortie : VIM_TBAT : Tension image de la température de la batterie.
La tension VIM_BAT est proportionnelle à la résistance de la CTN qui varie avec la température selon
la formule :
011
0
TTB
T eRR
avec T : température ambiante en Kelvin (K)
T0 : température de référence 298 K (25 °C)
R0 : résistance à 298 K
B : indice de sensibilité thermique (3988 K)
2.6.1.4. FS1.3 « Vérification de la température de la batterie »
Rôle : Générer un signal représentatif de la température de la batterie.
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Entrées : VIM_TBAT : Tension image de la température de la batterie.
VREFB : Tension de référence de 2,5 V.
Sortie : ETAT_TE : Signal indiquant la température de la batterie.
ETAT_TE = 0 (0,30 V) : température trop élevée (supérieure au
seuil de 54 °C).
ETAT_TE = 1 (3,75 V) : température correcte (inférieure au
seuil de 54 °C).
2.6.1.5. FS1.4 « Adaptation en tension »
Rôle : Obtenir une tension image de la tension de la batterie.
Entrée : VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
Sortie : VIM_BAT : Tension image de la tension de la batterie. VIM_BAT = 0,18 VBAT.
2.6.1.6. FS1.5 « Vérification de la charge de la batterie »
Rôle : Générer un signal représentatif de l’état de charge de la batterie.
Entrées : VIM_BAT : Tension image de la tension de la batterie. VIM_BAT = 0,18 VBAT.
VREFB : Tension de référence de 2,5 V.
Sortie : ETAT_CH : Signal indiquant l’état de charge de la batterie.
ETAT_CH = 0 (0,69 V) : pas de charge.
ETAT_CH = 1 (3,75 V) : charge nécessaire.
2.6.1.7. FS1.6 « Autorisation de la charge de la batterie »
Rôle : Générer un signal autorisant ou non la charge de la batterie par le panneau solaire. Il faut
que la température soit inférieure à un certain seuil et que la batterie soit déchargée.
Entrées : ETAT_CH : Signal indiquant l’état de charge de la batterie.
ETAT_CH = 0 (0,69 V) : pas de charge.
ETAT_CH = 1 (3,75 V) : charge nécessaire.
ETAT_TE : Signal indiquant la température de la batterie.
ETAT_TE = 0 (0,30 V) : température trop élevée (supérieure au
seuil de 54 °C).
ETAT_TE = 1 (3,75 V) : température correcte (inférieure au
seuil de 54 °C).
Sortie : CHARGE : Signal de validation de la charge de la batterie.
CHARGE = 0 (1,28 V) : pas de charge.
CHARGE = 1 (1,85 V) : charge autorisée via le panneau
solaire.
2.6.1.8. FS1.7 « Commutation de la source d’énergie »
Rôle : Alimenter ou non la batterie par le panneau solaire.
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Entrée : CHARGE : Signal de validation de la charge de la batterie.
CHARGE = 0 (1,28 V) : pas de charge.
CHARGE = 1 (1,85 V) : charge autorisée via le panneau
solaire.
VPSOL : Tension fournie par le panneau solaire.
Sortie : VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
2.6.2. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP2
2.6.2.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
L’essentiel de la fonction FP2 est réalisé par un programme (fonctions grisées sur le schéma
fonctionnel). Se reporter à l’annexe Organisation autour du microcontrôleur M1 (PIC16F627) pour
le lien entre la partie matérielle et la partie logicielle.
Codage
tension de
réf. moteur
FS2.3
Cadencement
FS2.1
Génération
tension de
réf. moteur
FS2.2
Détection
surintensité
moteur
FS2.4
Gestion
programmée
FS2.5 FP2
T_SURCON
Horloge
VREF
DCM
VCOMP
VCC
RADIO_NIV
DETECT_EFF
FDC_B
FDC_H
PHOTO_IR
CMM
BUZZER
CDE_IR
CMD
2.6.2.2. FS2.1 « Cadencement »
Rôle : Produire un signal d’horloge, de fréquence 4,00 MHz, permettant de cadencer les
opérations du microcontrôleur.
Sortie : Horloge : Signal d’horloge de fréquence 4,00 MHz.
2.6.2.3. FS2.2 « Génération tension de référence moteur »
Rôle : Produire une tension de référence pour la comparaison avec la tension image du courant
moteur.
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Entrée : VCC : Tension régulée de 5 V.
Sortie : VCOMP : Tension de référence de 1,35 V.
2.6.2.4. FS2.3 « Codage tension de référence moteur »
Rôle : Convertir et stocker l’information de la tension de référence moteur dans une variable
logicielle.
Entrée : VCOMP : Tension de référence de 1,35 V.
Sortie : VREF : Variable logicielle représentative de la tension VCOMP.
2.6.2.5. FS2.4 « Détection surintensité moteur »
Rôle : Détecter une surintensité du courant moteur en fin de course ou en présence d’obstacle.
Entrée : VREF : Variable logicielle représentative de la tension VREFM.
DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant
moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur
(obstacle pendant le mouvement du bras).
Sortie : T_SURCON : Variable logicielle indiquant la durée autorisée de surintensité du
courant moteur.
2.6.2.6. FS2.5 « Gestion programmée »
Rôle : Coordonner et contrôler les différentes actions programmées.
Entrée : Horloge : Signal d’horloge de fréquence 4,00 MHz.
T_SURCON : Variable logicielle indiquant la durée autorisée de surintensité du
courant moteur.
DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d’un effort sur le bras en position
haute ou basse. 0 en cas d’effort.
FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de
course haute). 0 en position haute.
FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de
course basse). 0 en position basse.
RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande.
PHOTO_IR : Variable logicielle représentative de la présence d’un véhicule sur
l’arceau de parking motorisé. 1 en présence d’un véhicule.
Sorties : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la
montée.
CMD : Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la
descente.
CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d’un véhicule. 0
pour la mise en service.
BUZZER : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande.
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2.6.3. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP3
2.6.3.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Codage de
l’ordre HF
FS3.2
Réception et
démodulation
de l’ordre HF
FS3.1
FP3
RXS
ORDRE_HF
Validation de
l’ordre codé
FS3.3
RADIO_NIV
RX
2.6.3.2. FS3.1 « Réception et démodulation de l’ordre HF »
Rôle : Capter le signal haute fréquence issu de la télécommande, le démoduler puis le
transmettre sous forme sérielle.
Entrées : ORDRE_HF : Signal codé modulé à la fréquence de 433 MHz.
Sortie : RXS : Signal décodé sériel.
2.6.3.3. FS3.2 « Codage de l’ordre HF »
Rôle : Stocker le signal décodé dans une variable logicielle.
Entrées : RXS : Signal décodé sériel.
Sortie : RX : Variable logicielle représentative du signal décodé sériel.
2.6.3.4. FS3.3 « Validation de l’ordre codé »
Rôle : Lire le signal transmis en série puis valider l’ordre de la télécommande.
Entrées : RX : Variable logicielle représentative du signal décodé sériel.
Sortie : RADIO_NIV : Variable logicielle de l’ordre de la télécommande validé.
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2.6.4. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP4
2.6.4.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Mesure de
l’intensité
moteur
FS4.3
Commande
en puissance
du moteur
FS4.2
FP4
DCM
UMOT
VCMMB
IMOT
Décodage
commande
moteur
FS4.1
VCMDB
CMM
CMD
Filtrage de
la tension
image
FS4.4
Codage de la
tension
image
FS4.5
VIM_MOT VIM_MOTF
2.6.4.2. FS4.1 « Décodage commande moteur »
Rôle : Élaborer deux tensions de commande du moteur.
Entrées : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la
montée.
CMD : Variable logicielle de commande du moteur pour la descente du bras.
1 pour la descente.
Sorties : VCMMB : Tension de commande du moteur pour la montée du bras. 5 V pour la
montée.
VCMDB : Tension de commande du moteur pour la descente du bras. 5 V pour
la descente.
2.6.4.3. FS4.2 « Commande en puissance du moteur »
Rôle : Alimenter le moteur selon le sens de rotation souhaité.
Entrées : VCMMB : Tension de commande du moteur pour la montée du bras. 5 V pour la
montée.
VCMDB : Tension de commande du moteur pour la descente du bras. 5 V pour
la descente.
Sorties : UMOT : Tension d’alimentation du bras. VCMMB (V) VCMDB (V) UMOT (V) Mouvement
0 0 0 Aucun
0 5 -VBAT Descente
5 0 VBAT Montée
5 5 0 Aucun
IMOT : Courant moteur.
2.6.4.4. FS4.3 « Mesure de l’intensité moteur »
Rôle : Mesurer l’intensité du courant qui circule dans le moteur.
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Entrée : IMOT : Courant moteur.
Sortie : VIM_MOT : Tension image du courant moteur.
2.6.4.5. FS4.4 « Filtrage de la tension image »
Rôle : Filtrer les éventuels parasites dus à l’effet inductif du moteur (voir diagramme de Bode
en annexe).
Entrée : VIM_MOT : Tension image du courant moteur.
Sortie : VIM_MOTF : Tension image du courant moteur filtrée.
2.6.4.6. FS4.5 « Codage de la tension image »
Rôle : Stocker la tension image de l’intensité moteur dans une variable logicielle afin de
détecter une surintensité moteur.
Entrée : VIM_MOTF : Tension image du courant moteur filtrée.
Sortie : DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant
moteur filtrée.
2.6.5. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP5
2.6.5.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Détection
fin de course
FS5.3
Détection effort
haut ou bas
FS5.1
FP5
DET_EFF Effort haut
ou bas
Détection
course basse
FS5.5
Position haute
ou basse
Course basse CB
PHB Codage
détection
fin de course
FS5.4
Codage
détection effort
haut ou bas
FS5.2
Codage
détection course basse
FS5.6
DETECT_EFF
FDC_H
FDC_B
2.6.5.2. FS5.1 « Détection effort haut ou bas »
Rôle : Détecter un effort de remontée ou de descente du bras.
Entrée : Effort haut ou
bas :
Déformation d’un joint entraînant la fermeture d’un mini-rupteur
dans le cas d’un effort du bras en position haute ou basse.
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Sortie : DET_EFF : Information logique représentative d’un effort sur le bras en position
haute ou basse. 0 en cas d’effort.
2.6.5.3. FS5.2 « Codage détection effort haut ou bas »
Rôle : Stocker l’information d’un effort de remontée ou de descente du bras dans une variable
logicielle.
Entrée : DET_EFF : Information logique représentative d’un effort sur le bras en position
haute ou basse. 0 en cas d’effort.
Sortie : DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d’un effort sur le bras en position
haute ou basse. 0 en cas d’effort.
2.6.5.4. FS5.3 « Détection fin de course »
Rôle : Détecter l’arrivée du bras en position haute ou basse.
Entrée : Position haute
ou basse :
Mini-rupteur fermé lors de la fin de course haute ou basse du bras.
Sortie : PHB : Information logique représentative de la position haute ou basse du
bras (fin de course). 0 en position haute ou basse.
2.6.5.5. FS5.4 « Codage détection fin de course »
Rôle : Stocker l’information de fin de course du bras dans une variable logicielle.
Entrée : PHB : Information logique représentative de la position haute ou basse du
bras (fin de course). 0 en position haute ou basse.
Sortie : FDC_H : Variable logicielle représentative de la fin de course du bras.
2.6.5.6. FS5.5 « Détection course basse »
Rôle : Détecter l’arrivée du bras en position basse.
Entrée : Course basse : Mini-rupteur fermé lors de la course basse du bras (lorsque l’angle
entre le bras et l’horizontale devient inférieur à environ 30°).
Sortie : CB : Information logique représentative de la position basse du bras
(course basse). 0 en position basse.
2.6.5.7. FS5.6 « Codage détection course basse »
Rôle : Stocker l’information de course basse du bras dans une variable logicielle.
Entrée : CB : Information logique représentative de la position basse du bras
(course basse). 0 en position basse.
Sortie : FDC_B : Variable logicielle représentative de la course basse du bras.
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2.6.6. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP6
2.6.6.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Émission
signal IR
FS6.4
Codage mise en service
détection IR
FS6.1
FP6
FIR émis
VTMP CDE_IR
Réception
signal IR
FS6.5
COD_IR
FIR reçu
Mise en service
détection IR
FS6.2
ACTIV_IR
Interprétation
et cadencement
FS6.3
PHOTO_IR
REC_IR
Codage infor-
mation pré-
sence véhicule
FS6.6
PRES_VE
2.6.6.2. FS6.1 « Codage mise en service détection IR »
Rôle : Élaborer la commande de la mise en service de la détection infrarouge.
Entrée : CDE_IR : Variable logicielle de commande de la détection infrarouge. 0 pour la
mise en service.
Sortie : ACTIV_IR : Information logique représentative de l’activation de la détection
infrarouge. 0 lors de l’activation.
2.6.6.3. FS6.2 « Mise en service détection IR »
Rôle : Générer une tension pour la mise en service de la détection infrarouge. Pour limiter la
consommation, la tension VTMP est activée uniquement lors de la commande infrarouge.
Entrée : ACTIV_IR : Information logique représentative de l’activation de la détection
infrarouge. 0 lors de l’activation.
Sortie : VTMP : Tension d’activation de la détection infrarouge.
VTMP = 0 V : pas d’activation.
VTMP = 4,95 V : activation.
2.6.6.4. FS6.3 « Interprétation et cadencement »
Rôle : Interpréter les signaux d’émission/réception et indiquer la présence d’un véhicule.
Entrées : VTMP : Tension d’activation de la détection infrarouge.
VTMP = 0 V : pas d’activation.
VTMP = 4,95 V : activation.
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REC_IR : Information logique représentative du signal infrarouge reçu.
REC_IR = 1 : pas de signal reçu.
REC_IR = 0 pendant 0,9 ms : signal reçu.
Sorties : COD_IR : Trame d’impulsions, d’une durée de 0,9 ms, toutes les 10 ms.
Impulsion : durée de l’état bas : 9 µs.
période : 30 µs.
PRES_VE : Information de présence d’un véhicule.
VPRES_VE = 0 V : absence de véhicule (pas de signal reçu).
VPRES_VE = 4 V (impulsion de 10 ms) : présence d’un véhicule
(signal reçu).
2.6.6.5. FS6.4 « Émission signal IR »
Rôle : Émettre un signal infrarouge.
Entrées : VTMP : Tension d’activation de la détection infrarouge.
VTMP = 0 V : pas d’activation.
VTMP = 4,95 V : activation.
COD_IR : Trame d’impulsions, d’une durée de 0,9 ms, toutes les 10 ms.
Impulsion : durée de l’état bas : 9 µs.
période : 30 µs.
Sortie : FIR émis : Faisceau infrarouge émis.
2.6.6.6. FS6.5 « Réception signal IR »
Rôle : Recevoir un signal infrarouge.
Entrées : VTMP : Tension d’activation de la détection infrarouge.
VTMP = 0 V : pas d’activation.
VTMP = 4,95 V : activation.
FIR reçu : Faisceau infrarouge reçu.
Sortie : REC_IR : Information logique représentative du signal infrarouge reçu.
REC_IR = 1 : pas de signal reçu.
REC_IR = 0 pendant 0,9 ms : signal reçu.
2.6.6.7. FS6.6 « Codage information présence véhicule »
Rôle : Stocker l’information de présence d’un véhicule dans une variable logicielle.
Entrées : PRES_VE : Information de présence d’un véhicule.
VPRES_VE = 0 V : absence de véhicule (pas de signal reçu).
VPRES_VE = 4 V (impulsion de 10 ms) : présence d’un véhicule
(signal reçu).
Sortie : PHOTO_IR : Information logique de présence d’un véhicule. 1 dans le cas de la
présence d’un véhicule.
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2.6.7. Étude fonctionnelle de 2nd degré de FP7
2.6.7.1. Schéma fonctionnel de 2nd degré
Transduction
électrique /
acoustique
FS7.3
Codage
commande
du buzzer
FS7.1
FP7
Alarmson BUZZER
Commande
en puissance
du buzzer
FS7.2
VBUZ
VBAT
VCDE_BUZ
2.6.7.2. FS7.1 « Codage commande du buzzer »
Rôle : Élaborer une tension de commande du buzzer.
Entrée : BUZZER : Variable logicielle représentative de la commande du buzzer. 1 pour
la commande.
Sortie : VCDE_BUZ : Tension de commande du buzzer. 5 V pour la commande.
2.6.7.3. FS7.2 « Commande en puissance du buzzer »
Rôle : Adapter en puissance le signal de commande du buzzer.
Entrée : VCDE_BUZ : Tension de commande du buzzer. 5 V pour la commande.
VBAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est
alimentée par le panneau solaire : VBAT = VPSOL – 0,8.
Sortie : VBUZ : Tension de commande du buzzer adaptée en puissance. 0,2 V pour la
commande.
2.6.7.4. FS7.3 « Transduction électrique / acoustique »
Rôle : Convertir une tension en signal acoustique.
Entrée : VBUZ : Tension de commande du buzzer adaptée en puissance. 0,2 V pour la
commande.
Sortie : Alarmson : Signal sonore émis pendant 5 secondes.
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3. ANNEXES DE OT1
3.1. Schéma structurel
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3.2. Nomenclature
Repère Désignation Valeur / Référence R18 Résistance bobinée 1,5 2W 5%
R31 Résistance carbone 33 ¼W 5%
R21, R33 Résistance carbone 68 ¼W 5%
R2, R9, R17 Résistance carbone 100 ¼W 5%
R29 Résistance carbone 220 ¼W 5%
R13, R30, R34 Résistance carbone 470 ¼W 5%
R5, R6, R12, R14 Résistance carbone 1 k ¼W 5%
R7, R8, R15, R16, R19, R20, R35 Résistance carbone 4,7 k ¼W 5%
R32 Résistance carbone 6,8 k ¼W 5%
R1, R4, R10, R11, R22, R24, R25 Résistance carbone 10 k ¼W 5%
R39 Résistance carbone 15 k ¼W 5%
R3 Résistance carbone 27 k ¼W 5%
R23, R26, R28, R38 Résistance carbone 47 k ¼W 5%
R36 Résistance carbone 68 k ¼W 5%
R27, R37 Résistance carbone 1 M ¼W 5%
C3, C4, C16, C17 Condensateur céramique 22 pF – 50 V
C1, C2, C5, C6, C7, C8, C9, C10,
C12, C14, C15, C19
Condensateur plastique 100 nF – 100 V
C11 Condensateur plastique 330 nF – 100 V
C18 Condensateur chimique radial 22 μF – 25 V
C13 Condensateur chimique radial 470 μF – 25 V
D3, D4, D8, D12, D13 Diode de redressement 1N4007
D1, D2, D5, D6, D7, D9, D10, D11,
D14, D15, D16, D17, D18, D19, D20
Diode de signal 1N4148
DE1 Diode infrarouge TSUS5202 ou TSAL6200 [Vishay]
REG1 Régulateur positif LM2931AZ-5.0
T1, T2, T4, T6 Transistor NPN BC337-16
T3, T7 Transistor PNP BC327-25
T5 Transistor PNP BD140
Q1, Q2 Résonateur céramique 4,00 MHz
M1 Microcontrôleur PIC16F627-04I/P – DIL18 [Microchip]
M2 Microcontrôleur PIC12C508A-04I/P – DIL8 [Microchip]
M3 Double A.L.I. LM358N – DIL8
M4 Récepteur IR TSOP1733 ou TSOP1133 [Vishay]
RE1, RE2 Relais 12V 1RT 10A T7NS5D1-12 [Tyco] ou
36.11.9.012.0000 [Finder]
CTN Thermistance B57500 – M 500 ou B57867 – S 867
[Epcos]
RX1 Récepteur HF RX433
BUZ1 Sirène piézoélectrique KPE-6673 [Kingstate]
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 31 sur 56
3.3. Schéma de la carte côté composants
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 32 sur 56
3.4. Mise en place de la carte dans l’arceau VIGIPARK
Contacteur Position haute
ou basse
Contacteur Course basse
Moteur
CTN
Panneau solaire
- + - +
Batterie
Contacteur
Détecteur d’effort
Buzzer
- +
- +
3.5. Organisation autour du microcontrôleur M1 (PIC16F627)
Port A
RA0
RA3
RA4
RA2
RA1
[Variables] Fonctions logicielles
[DETECT_EFF]
[FDC_H] Lecture des
mini-rupteurs
[FDC_B]
[DCM] Détection
surintensité
[VREF] moteur
Proc_des_bras [CMD]
Proc_mont_bras [CMM]
Proc_detect_IR [CDE_IR]
Proc_buzzer [BUZZER]
[RX] Validation réception HF
[PHOTO_IR] Détection véhicule
RXS
VCOMP
CMMB
CDE_BUZ
ACTIV_IR
CMDB
Port B
RB5
RB0 PRES_VE
DET_EFF
CB
PHB Position
du bras
VIM_MOTF
Effort sur
le bras
Image du
courant
moteur Image du
seuil de
surintensité
Signal HF
décodé
sériel
Information
présence
véhicule
Port B
RB3
RB4
RB1
RB2
Activation
détection
véhicule Activation
buzzer
Comman-
de du
moteur
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 33 sur 56
3.6. Programmes partiels de M1
3.6.1. Vigi01.asm
;******************************************************************************
;* *
;* VIGIPARK *
;* *
;* Projet : Logiciel de gestion de l'automatisme lié au Vigipark - *
;* HF compris *
[…]
;* Option de programmation : PIC16F627 *
;* XT ; On; On ; On ; Enabled ; Enabled ; Disabled ; Disabled *
;* *
[…]
;******************************************************************************
[…]
; LIST P=16F627,R=DEC
INCLUDE
INCLUDE ; Fichier de macros
;******************************************************************************
;* Definition des variables *
;******************************************************************************
; registres internes
TRM0 EQU 1 ; Registre data timer 0
PCL EQU 2 ; Registre PCL
STATUS EQU 3 ; Registre de drapeau
PORT_A EQU 5 ; Registre du port A
PORT_B EQU 6 ; Registre du port B
CMCON EQU 1Fh ; Registre comportant paramètres comparateur
TRIS_A EQU 85h ; Registre de paramétrage des pins en E/S pour port A
TRIS_B EQU 86h ; Registre de paramétrage des pins en E/S pour port B
; registres utilisés par le programme
TMP_BP EQU 20h ; registre temporaire de traitement anti-rebond
MEM_BP EQU 21h ; images des mini-rupteurs
TEMPS_BP EQU 22h ; délai anti-rebond pour lecture des mini-rupteurs
TMEM_BP EQU 23h ; temps de stockage des mini-rupteurs
T1MS EQU 24h ; compteur de 1ms
T10MS EQU 25h ; compteur de 10ms
TEMPO_1S EQU 26h ; registre de 1s
TEMPO_1MS EQU 4Ah ; registre de 1ms
TEMP1_1S EQU 49h ; registre annexe de 1s
TEMP2_1S EQU 4Bh ; registre de 1s
T_SURCON EQU 4Ch ; temps d'autorisation de surconsommation courant moteur
RADIO_NIV EQU 45h ; registre temporaire pour traitement procédure RF
T_ATT EQU 46h ; registre du tps de stab courant moteur pdt démarrage
FLAGS1 EQU 47h ; registre temporaire pour traitement résist mvt
; 1:RMDB , 2:RMMB , 3:RFB , 4:RIEN ,
; 5:bit de détection sur position came et attente du
; front de désactivation du FDC_H
; 6:bit permettant mémorisation de l'appui sur FDC_H
; 7:bit de contrôle de validité d'1 appui sur
; télécommande
BP_STOC EQU 48h ; registre de stockage de l'état des BP lors du learn
;
; butée espace ram en 7Fh
;******************************************************************************
;* Definition des constantes *
;******************************************************************************
;
DETECT_EFF EQU 0 ; Entrée état détection effort / bras bit0 portA
VREF EQU 1 ; tension réf (comp courant moteur) bit1 portA
DCM EQU 2 ; Entrée mesure courant moteur bit2 portA
FDC_H EQU 3 ; Entrée état Fin de Course Haut bit3 portA
FDC_B EQU 4 ; Entrée état Fin de Course Bas bit4 portA
-
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PHOTO_IR EQU 0 ; Entrée état photodétecteur bit0 portB
CDE_IR EQU 1 ; Sortie de commande LEDs IR bit1 portB
BUZZER EQU 2 ; Sortie de commande buzzer bit2 portB
CMD EQU 3 ; Sortie Commande Moteur Descente bras bit3 portB
CMM EQU 4 ; Sortie Commande Moteur Montée bras bit4 portB
RX EQU 5 ; Entrée signal radio bit5 portB
RMDB EQU 1 ; (résist mvt) lors descente bras
RMMB EQU 2 ; (résist mvt) lors montée bras
RFB EQU 3 ; remontée forcée du bras
;
CST_BP EQU 5 ; délai attente lecture mini-rupteur (5ms)
TSTAB EQU D'100' ; temps de stabilisation courant démarrage moteur 500ms
T15S EQU D'5' ; tempo 5s de
T10S EQU D'5' ; tempo 5s
T30S EQU D'20' ; tempo 20s de parkage véhicule, bras arrivé en bas
T_LEARN EQU D'10' ; durée d'autorisation du learn
;
;******************************************************************************
;* PROGRAMME *
;******************************************************************************
[…]
;
;-------------------------------------------------------------------------
; initialisation des ports d'entrées/sorties 1:Entrée 0:Sortie
;-------------------------------------------------------------------------
clrf PORT_A
movlw 0x05 ; active comparateur2 00000101
movwf CMCON ; et RA0, RA3 et RA4 : E/S
PAGE1 ; sélection 2e plage mémoire
movlw 0x1F ; xxx11111
movwf TRIS_A ; Port A en entrée
PAGE0 ; sélection 1re plage mémoire
clrf PORT_B
PAGE1 ; sélection 2e plage mémoire
movlw 0xE1 ; 11100001
movwf TRIS_B ; Port B en sortie, sauf RX et PHOTO_IR
PAGE0 ; sélection de 1re plage mémoire
;
LDI MEM_BP,0 ; MAJ état boutons poussoir inactif
LDI TMEM_BP,0
LDI TEMPS_BP,CST_BP ; réarme tempo anti-rebond de 5 ms
;
; initialisation variables
LDI TEMPO_1MS,D'10' ; chargement tempo de 10ms pour debounce I/O
Prg_init call Dog
CMPI TEMPO_1MS,0 ; test si tempo arrivé à terme ?
JPNZ Prg_init ; non -> on attend
clrf FLAGS1 ; oui ->
clrf RADIO_NIV ; RAZ niveau de radio
bsf PORT_B,CDE_IR ; alim détection véhicule OFF
NOP
bcf PORT_B,CMD ; cde moteur descente OFF
NOP
bcf PORT_B,CMM ; cde moteur montée OFF
NOP
PAGE1
btfss PCON,NOT_POR ; test si power on reset ?
goto Proc_learn ; oui -> Procédure d'apprentissage
btfss PCON,NOT_BOR ; test si brown on reset ?
goto PPr ; non -> OK -> prog princ
Proc_learn PAGE0 ; procédure d'apprentissage (niveau radio =1)
bsf RADIO_NIV,0 ; pour initialiser le BP permettant la cde du
; Vigipark (valeur mémorisée et sauvegardée en
; E2PROM)
goto Proc_recep_code ; tant que pas de BP appuyé ou transmission non
; valide -> Prg_init ; sinon -> PPr
;
; phase d'initialisation système (mise en état)
-
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;
PPr PAGE1
bsf PCON,NOT_BOR ; repositionnement du Flag pour pouvoir
; redétecter une prochaine sur ou sous tension de
; l'appareil
PAGE0
bcf FLAGS1,6
NOP
bcf FLAGS1,5
call Dog
bcf PORT_B,BUZZER ; buzzer OFF
NOP
bcf PORT_B,CMM ; cde moteur montée OFF
NOP
bcf PORT_B,CMD ; cde moteur descente OFF
NOP
btfsc MEM_BP,FDC_H ; test si FdC Haut actionné ?
goto Proc_mont_bras ; non -> retour en position d'init (haute : bras
; vertical) -> procédure de montée du bras
LDI T_SURCON,D'0' ; oui -> RAS , pas de surconsommation du courant
; moteur autorisée car pas de désencliquetage
; analysé
btfss MEM_BP,FDC_B ; test si FdC Bas actionné ?
LDI T_SURCON,D'4' ; oui -> désencliquetage -> surconsommation
; courant moteur autorisée pdt 4 s
;
;-------------------------------------------------------
; Début de la boucle de gestion globale
;-------------------------------------------------------
;
Proc_suite btfss MEM_BP,DETECT_EFF ; non -> test si détection effort ? (microswitch
; non câblé actuellement : option) -> test jamais
; valide
goto Proc_buzzer ; oui (impossible pour l'instant) -> procédure
; buzzer
bsf RADIO_NIV,1 ; non -> niveau radio=1
goto Proc_recep_code ; si pas de transmission ou transmission invalide
; ou pas le bon BP appuyé -> PPr (on boucle) ; si
; transmission OK et bon BP -> Procédure de
; descente du bras
;** OPTION
Proc_buzzer LDI TEMPO_1S,T15S ; procédure buzzer : chargement du tps de fctmnt
; du buzzer
att_n1_15s call Dog
bsf PORT_B,BUZZER ; mise en route du buzzer
CMPI TEMPO_1S,0
JPNZ att_n1_15s
goto PPr
;*** fin OPTION
Proc_desc_bras bsf PORT_B,CDE_IR ; alim détection véhicule OFF
NOP
bcf PORT_B,CMM ; cde moteur montée OFF
NOP
bsf PORT_B,CMD ; cde moteur descente ON
NOP
LDI TEMP1_1S,D'20' ; chargement de tempo de time-out sur tps de
; rotation du moteur
LDI T_ATT,TSTAB ; chargement du temps de stabilisation courant
; moteur (courant de démarrage)
Proc_stab_d call Dog
CMPI T_ATT,0 ; tempo arrivée à terme ?
JPNZ Proc_stab_d ; non -> on boucle pour attendre (avec MAJ du
; wdt : call Dog)
test_res_bras_d call Dog ; oui -> tempo arrivée à terme -> courant de
; démarrage moteur et inertie méca masquée
CMPI TEMP1_1S,0 ; tempo de time-out rotation moteur arrivée à
; terme ?
JPZ PPr ; oui -> retour prog princ (phase d'init du
; système)
btfss CMCON,7 ; non -> surveillance état du comparateur entre
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 36 sur 56
; RA1 (référence de résistance au mvt) et RA2
; (mesure Imoteur) -> état =1 ?
goto test_res_bras_d ; non -> Imoteur < seuil ref -> on boucle pour
; attendre une résistance au mvt
wd_effort call Dog ; oui -> Imoteur> seuil ref -> résistance au mvt
; détecté
btfss MEM_BP,FDC_H ; test si FdC Haut actionné ?
goto arret_desc_b ; oui -> arrêt du bras (en position basse)
goto Proc_mont_bras ; non -> procédure de remontée du bras
arret_desc_b bcf PORT_B,CMD ; cde moteur descente OFF
bcf FLAGS1,6
btfss FLAGS1,RMMB
goto att_recep
ret_radio_2 bsf RADIO_NIV,2
bcf FLAGS1,RMMB
goto Proc_recep_code
att_recep_init bsf PORT_B,CDE_IR ; alim détection véhicule OFF
att_recep call Dog
bsf RADIO_NIV,4 ; niveau radio = 16
goto Proc_recep_code ; si pas de transmission ou transmission invalide
; ou pas le bon BP appuyé ->att_recep (on boucle)
; si transmission OK et bon BP -> Proc_detect_IR
: Procédure de détection IR
Proc_detect_IR LDI T_ATT,D'12' ; chargement tempo d'alim détection véhicule
bcf PORT_B,CDE_IR ; alim détection véhicule ON
stab_rep_PV call Dog
CMPI T_ATT,0 ; tempo d'alim arrivée à terme ?
JPNZ stab_rep_PV ; non -> on attend
btfsc PORT_B,PHOTO_IR ; oui -> test info donnée par cellule de
; détection IR, PHOTO_IR active (= 1) ?
goto att_recep_init ; oui -> att_recep_init (OFF alim et attente
; prochain appui sur émetteur RF)
Proc_mont_bras bcf PORT_B,CDE_IR ; non -> alim détection véhicule forcée ON
NOP
bcf PORT_B,CMD ; cde moteur descente OFF
NOP
bsf PORT_B,CMM ; cde moteur montée ON
NOP
LDI TEMP1_1S,D'20' ; chargement de tempo de time-out sur tps de
; rotation du moteur
LDI T_ATT,TSTAB ; chargement du temps de stabilisation courant
; moteur (courant de démarrage)
Proc_stab_m call Dog
CMPI T_ATT,0 ; tempo arrivée à terme ?
JPNZ Proc_stab_m ; non -> on boucle pour attendre (avec MAJ du
; wdt : call Dog)
btfss MEM_BP,FDC_H ; oui -> tempo arrivée à terme -> courant de
; démarrage moteur et inertie méca masquée ->
; test si FdC Haut actionné ?
bsf FLAGS1,6 ; oui -> Flag activé (identifie si FdC encore
; actionné)
test_res_bras_m call Dog
CMPI TEMP1_1S,0 ; tempo de time-out rotation moteur arrivée à
; terme ?
JPZ arret_mont_b ; oui -> procédure arrêt de montée du bras
btfss CMCON,7 ; non -> surveillance état du comparateur entre
; RA1 (référence de résistance au mvt) et RA2
; (mesure Imoteur) -> état =1 ?
goto pas_res_bras_m ; non -> Imoteur < seuil ref -> on poursuit
; fctmnt -> pas_res_bras_m
LDI T_SURCON,0 ; oui -> Imoteur> seuil ref -> résistance au mvt
; détecté
bcf FLAGS1,6
goto Proc_desc_bras ; -> procédure de descente du bras
pas_res_bras_m nop
prbm_1 btfsc PORT_B,PHOTO_IR ; test info donnée par cellule de détection IR,
; PHOTO_IR active (= 1) ?
goto Proc_desc_bras ; oui -> procédure de descente du bras
prbm_2 btfsc FLAGS1,5 ; procédure spécifique identifiant si FdC Haut &
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 37 sur 56
; came encore active (en contact) après le tps de
; dégagement lié à la tempo de démarrage moteur
goto att_FD_FDCH ; on attend de se dégager complètement de la came
; (identifié par FLAGS1,5=0) à travers la routine
; att_FD_FDCH
btfsc MEM_BP,FDC_H ; avant de pouvoir exploiter la prochaine info de
; contact pour déclencher l'arrêt du moteur (en
; position haute)
goto test_res_bras_m
btfss FLAGS1,6
goto arret_mont_b
bsf FLAGS1,5
goto att_FD_FDCH ; fin procédure spécifique
arret_mont_b bsf PORT_B,CDE_IR ; alim détection véhicule OFF
bcf FLAGS1,RFB
bcf PORT_B,CMM ; cde moteur montée OFF
btfss FLAGS1,RMDB
goto PPr ; retour prog principal
ret_radio_3 bsf RADIO_NIV,3
bcf FLAGS1,RMDB
goto Proc_recep_code
;
[…]
; procédure d'attente de front de désactivation du FDC_H
;
att_FD_FDCH btfss MEM_BP,FDC_H
goto test_res_bras_m
bcf FLAGS1,5
NOP ; rajout V1.81 sécurisé
bcf FLAGS1,6
goto test_res_bras_m
;
; Fin programme de gestion
;
[…]
END
3.6.2. Vigi01.inc
;***************************************************************************
;* MACRO *
;***************************************************************************
; Chargement immédiat
LDI macro des,srci
MOVLW srci
MOVWF des
endm
; Chargement
LD macro des,src
MOVF src,W
MOVWF des
endm
; Comparaison immédiate
CMPI macro des,srci
MOVLW srci
SUBWF des,W
endm
; Comparaison
CMP macro des,src
MOVF src,W
SUBWF des,W
endm
; Saut si supérieur ou égal
JPGE macro des
BTFSC STATUS,C
GOTO des
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 38 sur 56
endm
; Saut si inférieur
JPLT macro des
BTFSS STATUS,C
GOTO des
endm
; Saut si non zéro
JPNZ macro des
BTFSS STATUS,Z
GOTO des
endm
; Saut si zéro
JPZ macro des
BTFSC STATUS,Z
GOTO des
endm
; Page mémoire Bank0
PAGE0 macro
bcf STATUS,RP0
bcf STATUS,RP1
bcf STATUS,IRP
endm
; Page mémoire Bank1
PAGE1 macro
bsf STATUS,RP0
bcf STATUS,RP1
bcf STATUS,IRP
endm
; Page mémoire Bank2
PAGE2 macro
bcf STATUS,RP0
bsf STATUS,RP1
bsf STATUS,IRP
endm
; Page mémoire Bank3
PAGE3 macro
bsf STATUS,RP0
bsf STATUS,RP1
bsf STATUS,IRP
endm
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 39 sur 56
3.7. Documentation technique
3.7.1. Batterie 12 V
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 40 sur 56
3.7.2. Thermistance B57500 – M 500
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 41 sur 56
Tableau des valeurs RT/R25 (caractéristique no 8016)
RT : valeur de la résistance à la température T
R25 : valeur de la résistance à 25 °C
: coefficient de température (nécessaire au calcul de la résistance pour les valeurs RT/R25 non tabulées)
T (°C) RT/R25 (%/K) T (°C) RT/R25 (%/K)
– 55,0 96,30 7,4 55,0 0,2986 3,7
– 50,0 67,01 7,2 60,0 0,2488 3,6
– 45,0 47,17 6,9 65,0 0,2083 3,5
– 40,0 33,65 6,7 70,0 0,1752 3,4
– 35,0 24,26 6,4 75,0 0,1481 3,3
– 30,0 17,70 6,2 80,0 0,1258 3,2
– 25,0 13,04 6,0 85,0 0,1072 3,2
– 20,0 9,707 5,8 90,0 0,09177 3,1
– 15,0 7,293 5,6 95,0 0,07885 3,0
– 10,0 5,533 5,5 100,0 0,06800 2,9
– 5,0 4,232 5,3 105,0 0,05886 2,9
0,0 3,265 5,1 110,0 0,05112 2,8
5,0 2,539 5,0 115,0 0,04454 2,7
10,0 1,990 4,8 120,0 0,03893 2,6
15,0 1,571 4,7 125,0 0,03417 2,6
20,0 1,249 4,5 130,0 0,03009 2,5
25,0 1,000 4,4 135,0 0,02654 2,5
30,0 0,8057 4,3 140,0 0,02348 2,4
35,0 0,6531 4,1 145,0 0,02083 2,4
40,0 0,5327 4,0 150,0 0,01853 2,3
45,0 0,4369 3,9 155,0 0,01653 2,3
50,0 0,3603 3,8
Le rapport RT/R25 a été normalisé par rapport à la valeur de la résistance à 25 °C. Pour obtenir la
résistance de la CTN à une température T donnée, il suffit de multiplier le rapport RT/R25 (valeur du
tableau) par la valeur de la résistance à 25 °C (indiquée dans la documentation technique).
25
25
RR
RR TT
Exemple : calcul de la résistance à 50 °C
T = 50,0 °C
3603,025
R
RT
La valeur de la résistance à 50 °C est : 350 10103603,0 R soit 360350R
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 42 sur 56
3.7.3. Sirène piézoélectrique KPE-6673
Sirène compacte pour alarme.
Excellente qualité sonore.
Spécifications techniques
Tension d’alimentation : 12 VDC (6-14 VDC)
Consommation : 120 mA max.
Pression sonore (à 30 cm) : 100 dBA
Fréquence : 2 – 3,5 kHz
Température d’utilisation : -20 °C à +60 °C
-
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3.7.4. Transistor BC337
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 44 sur 56
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3.7.5. Microcontrôleur PIC16F627
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 46 sur 56
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 48 sur 56
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 49 sur 56
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 50 sur 56
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 51 sur 56
3.8. Oscillogrammes
3.8.1. Contacteurs : cycle complet
Pour les oscillogrammes : Y1 est le calibre de la voie 1 (CH1) ; Y2 est le calibre de la voie 2 (CH2).
Y1 VIM_MOT Cycle Y2 UContacteur Course basse
Montée Descente
Y1 VIM_MOT Cycle Y2 UContacteur Position haute ou basse
Montée Descente
-
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3.8.2. Contacteurs : descente du bras
Y1 VCMDB Descente du bras Y2 UContacteur Course basse
Course basse
Y1 VCMDB Descente du bras Y2 UContacteur Position haute ou basse
Contact position basse
Contact
position haute
-
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3.8.3. Contacteurs : montée du bras
Y1 VCMMB Montée du bras Y2 UContacteur Course basse
Course basse
Y1 VCMMB Montée du bras Y2 UContacteur Position haute ou basse
Contact position basse
-
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3.8.4. Détection infrarouge : cycle complet sans véhicule
Y1 VCOD_IR (commande émission) Cycle Y2 VIM_MOT
Montée Descente
3.8.5. Détection infrarouge : cycle complet avec obstacle soudain
Y1 VCOD_IR (commande émission) Cycle présence pendant montée descente du bras Y2 VIM_MOT
Montée Descente
Présence devant le capteur d’un obstacle soudain
Descente du bras
-
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3.8.6. Moteur : descente bras
Y1 VIM_MOT Descente Y2 VIM_MOTF
Départ moteur
Descente bras
Arrivée bras
3.8.7. Moteur : tension moteur, cycle complet
Y1 UMOT Cycle complet Y2
Montée Descente
-
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Dossier support de l’épreuve EP2 – EP3 Page 56 sur 56
3.8.8. Courbe réponse en fréquence de la fonction FS44.