Sciences Industrielles pour l Ingénieur

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1 Centre d Intérêt 3 : TRAITER l'information Compétences : ANALYSER, CONCEVOIR LE COMPORTEMENT DES SYSTEMES LOGIQUES SEQUENTIELS : Comment mémoriser et compter des évènements? Analyser le comportement d'un système décrit par un logigramme Décrire les évolutions temporelles des grandeurs dans la chaîne d'information Modifier une programmation à l'aide d'un logigramme COURS TP TD 2 COMPTAGE DU NOMBRE DE CYCLES DE MALAXAGE D UNE CENTRALE A BETON Le nombre de cycles de malaxage d une centrale à béton est affiché sur le poste de pilotage à l aide d un afficheur 7 segments. Cette indication permet de savoir à quel stade se situe la fabrication du béton. Au bout de 9 cycles de malaxages, le béton est prêt à l emploi. Un capteur tout ou rien (TOR) indique la fin d un cycle. La carte électronique qui régit ce fonctionnement fait intervenir un composant logique programmable (PLD) programmé graphiquement par logigramme. La chaîne d information et le logigramme sont les suivants : Fin d un cycle 7 bits "1" à la mise sous tension, puis "0" Capteur TOR Compteur Afficheur 7 segments Mise en forme Décodeur Poste de pilotage Poste de pilotage Dans le PLD 1/ Compléter ci-dessous les chronogrammes relatifs au fonctionnement. Signal issu du capteur TOR, après mise en forme On admet que chaque segment de l afficheur (faible consommation) donne une luminosité normale quand il est traversé par un courant de 7,5 ma sous une tension de 1,8 V. On suppose de plus que la tension en sortie du décodeur, au niveau haut, est V OH = 3,3 V. CPGE TSI Lycée P.-P. Riquet St-Orens de Gameville - 1 -

2 2/ Choisir dans la série E12 les valeurs des résistances R de limitation de courant à insérer en série avec chaque segment. (Série E12 : multiplié par une puissance quelconque de 10) MESURE DE LA POSITION ANGULAIRE D UN BRAS TRANSBORDEUR DE PIECES Dans une unité de production mécanique, des pièces longues de révolution (arbres de transmission, outils de forage pétroliers) sont amenées par un convoyeur à rouleaux devant une machine à centrer, équipée de 2 têtes de perçage. Un bras transbordeur alimente la machine à centrer, puis ramène la pièce sur le convoyeur à rouleaux, où elle est transportée vers une autre unité La position angulaire numérique du bras est obtenue selon le synoptique ci-dessous : L angle est mesuré par un codeur incrémental, qui délivre 2 trains d impulsions S 1 et S 2 en quadrature : Le nombre d impulsions délivrées est proportionnel à l angle. Pour doubler la résolution de ce capteur, on désire élaborer le signal S 3 à partir de S 1 et S 2. 1/ Proposer un logigramme d entrées S 1 et S 2 et de sortie S 3. 2/ Quel doit être le nombre d impulsions par tour délivré par le codeur incrémental pour avoir une résolution de 0,5 au niveau de S 3 (ce calcul permet de choisir un codeur sur catalogue)? 3/ S 3 est l entrée du système de comptage, déclenché sur front montant. Lorsque = 0, la sortie du système affiche la valeur décimale 0. Quelle est la valeur décimale de cette sortie pour = 180? Exprimer cette valeur en binaire naturel. 4/ En déduire le nombre n de sorties binaires Q k nécessaires, puis le nombre de compteurs binaires 4 bits ou de compteurs 12 bits qu il faut pour ce système de comptage. 5/ Connecter l'entrée S 3 au compteur binaire 12 bits ci-dessous afin de réaliser le système de comptage. CPGE TSI Lycée P.-P. Riquet St-Orens de Gameville - 2 -

3 6/ L arrivée à la position = 180 doit entraîner la remise à zéro du compteur (ainsi, le compteur sera prêt pour le retour du bras). Proposer un logigramme réalisant cette RAZ. 7/ Quel est le modulo du compteur ainsi synthétisé? Soit le dispositif suivant : Ce principe permet de générer un signal Vs à une fréquence réglée par celle du signal d horloge. GENERATION D UN SIGNAL NUMERIQUE PAR COMPTEUR + MEMOIRE L horloge attaque un bloc de comptage ayant pour fonction de générer un mot binaire correspondant à une adresse mémoire. Cette adresse sera incrémentée au rythme de l horloge, sur front descendant. Soit une mémoire de 64 bits ayant le contenu suivant : 1/ Préciser les valeurs N (10) de la donnée contenue à chaque adresse. 2/ Le CNA réalise l opération suivante : En déduire les valeurs analogiques de Vs en sortie du CNA. 3/ Compléter les chronogrammes suivants traduisant le fonctionnement (on suppose que la mémoire est sélectionnée en Lecture). CPGE TSI Lycée P.-P. Riquet St-Orens de Gameville - 3 -

4 ATTACHEUR PELLENC Le but de l étude est de concevoir le logigramme de la fonction générant le signal de fin de torsadage. Le schéma fonctionnel de la chaîne d'information est le suivant : Traiter les informations P3, P5, C0, C1 P7, P9 C2, C3 Le schéma structurel incomplet est donné ci-dessous : Position du sélecteur "3 tours" h ch ft Position du sélecteur "9 tours" CPGE TSI Lycée P.-P. Riquet St-Orens de Gameville - 4 -

5 Position du sélecteur Position du sélecteur Sciences Industrielles pour l Ingénieur Etude de la fonction FS11 "Acquérir une consigne" L opérateur dispose d un sélecteur P à quatre positions lui permettant de choisir le nombre de tours de torsade qu il désire effectuer : 3, 5, 7 ou 9 tours. Ce sélecteur délivre quatre signaux logiques P3, P5, P7 et P9. 1/ A partir du schéma structurel de la fonction "Acquérir une consigne" (ci-dessus), compléter la table de vérité donnant les niveaux logiques de P3, P5, P7 et P9 en fonction de la position du sélecteur. P3 P5 P7 P9 3 tours 5 tours 7 tours 9 tours Etude de la fonction FS12 "Coder" Le rôle de cette fonction est de créer 4 signaux logiques C3, C2, C1 et C0 formant un mot binaire sur quatre bits "C3 C2 C1 C0", dont la valeur décimale est égale au nombre de tours de torsade à effectuer. 2/ Compléter la table de vérité donnant les valeurs de C3, C2, C1 et C0 en fonction du nombre de tours de torsades à effectuer. b a C3 C2 C1 C0 3 tours tours tours tours 1 1 3/ Établir les équations logiques simplifiées au maximum de C3, C2, C1 et C0 en fonction de a et b. 4/ A partir des équations trouvées, compléter le logigramme de la fonction FS12. Etude de la fonction FS13 "Compter" Le début du torsadage est commandé par l impulsion "ch" = "chargement du mot binaire égal au nombre de tours de torsade à effectuer". A chaque tour effectué, un capteur émet une impulsion "h". Le signal "ft" = "fin de torsadage" est émis lorsque le nombre de tours désiré a été effectué. On donne l exemple des chronogrammes obtenus dans le cas où le nombre de torsades doit être égal à 5 : ch h ft Le compteur utilisé est programmable selon l'exemple vu en cours. 5/ Quel doit être le niveau logique de la broche CTEN pour que le comptage ou décomptage soit permis? 6/ Une fois chargée la valeur du nombre de tours à effectuer, le compteur doit-il compter ou décompter? 7/ A partir des chronogrammes donnés ci-dessus, complétez entièrement le logigramme de la fonction FS13 à la page précédente. CPGE TSI Lycée P.-P. Riquet St-Orens de Gameville - 5 -