SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 1 / 8 GÉNIE ÉLECTRIQUE TERMINALE Durée : 2h

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1 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 1 / 8 GÉNIE ÉLECTRIQUE TERMINALE Durée : 2h OUVRE-PORTAIL FAAC : GESTION ET ELABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE (FP3) Centres d'intérêt abordés : Thématiques : CI10 Traitement de l'information I11 Les systèmes numériques : mise en oeuvre d'un microcontrôleur CI11 Systèmes logiques et numériques I10 Les systèmes numériques : implantation d'un algorithme en langage littéral structuré Activités proposées : Compétences attendues : 1 Fonctionnement automatisé de l'ouvre-portail 2 Prise en compte de la détection d'obstacles 3 Affichage des informations Configurer le produit et le faire fonctionner Générer automatiquement le programme et l'implanter dans le système Elaborer une partie du modèle comportemental Tester le fonctionnement Ressources matérielles : Ressources documentaires : Micro ordinateur avec logiciel FLOWCODE Carte microcontrôleur avec l'ouvre-portail Dossier technique de l'ouvre-portail FAAC Guide d'utilisation du logiciel FLOWCODE PRÉSENTATION L'ouvre-portail a pour rôle d'ouvrir et de fermer le vantail (battant) du portail, suivant un processus automatique et sans effort pour l'utilisateur. Il est actionné par un moteur monophasé. L'ouverture du portail est commandée par le conducteur du véhicule soit : - par télécommande (près du portail côté intérieur et extérieur) par émetteur d'ondes radio, - par clé (au portail côté intérieur), - par clavier à code (au portail côté extérieur). Ce TP porte sur la gestion de la commande et l'élaboration des signaux d'ouverture et de fermeture du portail par traitement microprogrammé (etude partielle de la fonction FP3). 1 FONCTIONNEMENT Lorsque l'utilisateur tape le bon code, le portail s'ouvre complètement et la barrière s'immobilise en position ouverte. Après 5 secondes la barrière revient en position fermée. Si un obstacle est détecté pendant la phase de fermeture, la réouverture est activée, puis le moteur s'arrête de nouveau lorsque l'ouverture complète est atteinte. La fermeture se produit 5 secondes plus tard. Le code d'entrée est constitué de quatre chiffres. Ce code est La LED rouge (reliée à RD0) est normalement éteinte. Elle s'allume pendant 0,3 seconde lorsqu'on appuie sur une touche du clavier (pour confirmer la prise en compte de l'appui). Lorsque le code frappé est exact la LED verte s'eclaire pendant 1 seconde et le portail s'ouvre. La touche # permet d'annuler le code entré et de réinitialiser la frappe du code.

2 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 2 / 8 2 SCHÉMA FONCTIONNEL Commande portail Capteurs de fin de course DETECTION D'OBSTACLES FP2 Led rouge FDCOUV FDCFERM DETECT PORT D RD0 RD1 RD2 RD3 RD4 PORT C RC0 RC1 TRAITEMENT NUMERIQUE PIC 16F 877A PORT B RB0 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 RB6 RB7 AFFICHEUR 2 LIGNES DE 16 CARACTERES RC2 1 C1 C2 C3 L * 0 # L2 L3 L4 RC3 RC4 RC5 RC6 RC7 FP3 3 DESCRIPTION DE LA FONCTION GESTION ET ÉLABORATION DES SIGNAUX DE COMMANDE (FP3) Cette fonction est réalisée par le microcontrôleur PIC 16F877A et le programme implanté. Elle effectue les opérations décrites précédemment : - la scrutation du clavier, - l'acquisition du code frappé et sa comparaison avec le code d'entrée de l'ouvre-portail. - la gestion de l'affichage et l'élaboration des signaux de commande. 3.1 DESCRIPTION DES ENTRÉES ET SORTIES DE LA FONCTION FP3 SORTIES : - RD0 commande la led rouge. - RD1 commande séquentiellement le portail par des impulsions de durée 1s : la première impulsion ouvre le portail, la deuxième l'arrête, la troisième le referme. ENTREES : - RD2 est commandé par l'interrupteur de fin de course ouverture (FDCOUV). RD2 = '1' quand le portail est en position complètement ouverte. - RD3 est commandé par l'interrupteur de fin de course fermeture (FDCFERM). RD3 = '1' quand le portail est en position fermée. - RD4 est commandé par la fonction DÉTECTION D'OBSTACLES (FP2). RD4 = '1' quand un obstacle est détecté à l'entrée du portail.

3 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 3 / 8 ANALYSE THÉORIQUE 4 ORGANIGRAMME DU PROGRAMME DE COMMANDE DE L'OUVRE-PORTAIL Remplir l'organigramme partiel qui établit le processus de commande de l'ouvre-portail selon le fonctionnement décrit à la page 1. Pour une meilleure lisibilité l'ensemble du traitement déja étudié dans le TP N 10 (la scrutation du clavier, l'acquisition du code frappé et la comparaison avec le code d'entrée) est réduit au test "code exact?" DEBUT Initialisation N Code exact? O N O

4 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 4 / 8 ANALYSE EXPÉRIMENTALE 5 MACRO ACTION Cette MACRO commande l'ouverture du portail (voir la description des entrées / sorties de FP3). Dessiner dans le cadre ci-contre l'ordinogramme de la MACRO ACTION qui commande l'ouverture du portail par une impulsion de 1 seconde. 5.1 ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME Le fichier qui contient le programme à compléter s'appelle FAAC2. Il est présent dans le lecteur O:\TSSI\Génie électrique\tp Terminale S\sujets des TP\TP12\ Avec le logiciel FLOWCODE, ouvrez le fichier FAAC2 et sauvergardez le sur votre lecteur P. Editer la MACRO ACTION en double-cliquant dessus puis valider par le bouton OK et Edit Macro. Compléter la MACRO et revenir à l'ordinogramme principal en fermant la MACRO. 5.2 SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester par simulation le fonctionnement de l'ordinogramme en cliquant sur les touches du clavier le code d'entrée. Que se passe-t-il? Arrêter la simulation pour pouvoir passer à la programmation. 5.3 MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR Relier la carte électronique programmable au PC par un port USB situé en façade. Compiler le programme en cliquant sur le bouton représenté. Si aucune erreur n'est détectée, le logiciel (PIC FLASH 2) de programmation du PIC s'ouvre automatiquement. Les options de programmation sont prédéfinies. Pour programmer le PIC, cliquez sur le bouton load HEX et sélectionner le fichier FAAC2.hex sur votre lecteur personnel. Cliquez ensuite sur le bouton Write pour programmer le PIC. Vérifier le bon fonctionnement du programme : frapper le bon code d'entrée et constater l'ouverture du portail. Ramener ensuite le portail en position fermée (par la clé ou par une nouvelle frappe du code d'entrée).

5 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 5 / 8 6 MACRO FIN_OUVR : ARRÊT DU MOTEUR EN FIN DE COURSE OUVERTURE Cette MACRO attend l'ouverture complète du portail et commande l'arrêt du moteur. Dessiner l'ordinogramme de cette MACRO. 6.1 ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME L'exécution de la MACRO FIN_OUVR doit intervenir après que la commande d'ouverture du portail aie été effectuée. Dans l'ordinogramme principal, il faut ajouter l'appel à cette MACRO juste après la MACRO ACTION (On utilisera la variable FDCOUV pour stocker l'état de RD2.) Editer et compléter la MACRO FIN_OUVR 6.2 SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester le fonctionnement par simulation. Indiquer les différentes phases du test : 6.3 MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR fonctionnement du programme : frapper le bon code d'entrée et constater l'ouverture puis l'arrêt du portail. Ramener ensuite le portail en position fermée (par la clé ou par une nouvelle frappe du code d'entrée). 7 MACRO FERME : FERMETURE DU PORTAIL APRÈS 5 SECONDES Cette MACRO commande la fermeture du portail 5 secondes après qu'il se soit arrêté en position ouverte. Dessiner l'ordinogramme de cette MACRO. L'exécution de cette MACRO doit intervenir juste après celle écrite précédemment (FIN_OUVR).

6 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 6 / ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME Editer et compléter la MACRO FERME. 7.2 SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester le fonctionnement par simulation. Indiquer les différentes phases du test : 7.3 MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR fonctionnement du programme. 8 PRISE EN COMPTE DE LA DÉTECTION D'OBSTACLES Pour des raisons de sécurité, le programme doit commander la réouverture du portail si un obstacle est détecté pendant la phase de fermeture. Pour ce faire, le processus de commande doit intégrer : - le test de fermeture du portail, - le test de détection d'un obstacle. Quelle entrée indique que le portail est fermé? Quel est son niveau logique dans ce cas : Quelle entrée indique qu'un obstacle est détecté? Quel est son niveau logique dans ce cas : Compléter l'organigramme page 3 pour intégrer ces tests dans le processus de commande. 8.1 ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME Ces tests seront intégrés à l'ordinogramme principal. On utilisera les variables prédéfinies FDCFERM et DETECT pour stocker l'état de l'entrée à tester. Compléter l'ordinogramme principal pour réaliser la détection d'obstacles pendant la phase de fermeture du portail.

7 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 7 / SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester le fonctionnement par simulation. Indiquer les différentes phases du test : 8.3 MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR fonctionnement du programme. 9 AFFICHAGE DES PHASES DE FONCTIONNEMENT On souhaite afficher les messages suivants pendant les différentes phases de fonctionnement : - "OUVERTURE" pendant la phase d'ouverture du portail. - "PASSEZ" lorsque le portail est complètement ouvert. - "FERMETURE" pendant la phase de fermeture du portail. 9.1 ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME Compléter l'ordinogramme principal pour obtenir l'affichage de ces messages. On fera appel à deux MACROS dédiées à l'afficheur à cristaux liquides (LCDDisplay) : - la MACRO Clear qui efface l'afficheur et positionne le curseur à l'origine (premier caractère de la première ligne), - la MACRO PrintASCII(Character) permet d'afficher un caractère ou une chaîne de caractères ASCII. 9.2 SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester le fonctionnement par simulation. 9.3 MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR fonctionnement du programme.

8 SCIENCES DE L'INGÉNIEUR TP N 12 page 8 / 8 10 MODIFICATION ET AFFICHAGE DU TEMPS RESTANT POUR LE PASSAGE Pour améliorer le confort d'utilisation, la durée de la temporisation qui autorise le passage va être portée à 10 secondes au lieu de 5. De plus, le temps restant avant la fermeture sera affiché ÉDITION DE L'ORDINOGRAMME Compléter l'ordinogramme de la MACRO FERME pour obtenir ce fonctionnement. On utilisera la variable N pour réaliser le compte à rebours : - N sera initialisée à sa valeur sera affichée à l'aide de la MACRO PrintNumber(N) après un effacement de l'afficheur (CLEAR). - elle sera décrémentée toutes les secondes jusqu'à SIMULATION DU FONCTIONNEMENT Tester le fonctionnement par simulation MISE EN OEUVRE DU MICROCONTRÔLEUR fonctionnement du programme.