Synthèse de travaux pratiques

Transcription

1 TP no 1 A Dialogue homme-machine : alarme Parker Parker + carte PICBASIC + pilotes (PBlab et Automgen) Nous avons effectué ce TP en deux parties : la première s effectue sur le système Parker et le logiciel Automgen et le seconde sur la carte PICBASIC et sur le logiciel PBlab. L objectif du TP est d alerter l utilisateur lorsque la chaîne de production du système Parker détecte que plus de 10 % de bouteilles sont défectueuses. La première partie de ce TP se concentre essentiellement sur la fonction traiter l information. Le système Parker est programmé en langage grafcet, avec des graphes hiérarchisés. On doit donc ajouter un graphe GCA (Graphe de Comptage et d Alarme) au milieu des autres. On dispose de deux variables compteurs C1 et C2 pour les bouteilles pleines et les bouteilles vides). Voici les points clés, plus ou moins nouveaux, qui sont importants dans les grafcet en général, et dans celui-ci en particulier : appel de la fonction : en transition (X82 : celle-ci est validée lorsque l action 82 est enclenchée et /X82 : elle est validée lorsque l action 82 est terminée) ; une fois la relation établie (9C2 C1), on peut ajouter des variables afin de stocker les résultats ; on doit également lui affilier une case mémoire pour stocker le résultat ; langage normalisé : «+C1 ; {_RES1_=[C2*9]} ;». Cette première partie TP nous a permis de revoir et d approfondir le langage graphcet, en répondant à une question précise, un cas concret.

2 TP no 1 B Dialogue homme-machine : alarme Parker Parker + carte PICBASIC + pilotes (PBlab et Automgen) Intéressons nous ensuite à la seconde partie : la partie dialogue homme-machine. Dans notre cas cette fonction est réalisée par un haut-parleur qui génère un signal sonore et un afficheur LCD qui affiche le message «seuil 10% atteint». La première partie de cette seconde partie consiste en une phase importante du traitement de l information : il faut calibrer le signal d entrée ici du 24V au 5V. Cette fonction est assurée par un pont diviseur de tension. La suite consiste à créer le programme nécessaire en langage de programmation BASIC. Quelques nouveautés dans ce domaine : il existe des fonctions PicBasic qui simplifient la programmation. En voici quelques une : pour piloter l afficheur, il faut définir la vitesse de transmission des données entre le pic et l afficheur : SET PICBUS HIGH LCDINIT pour initialiser l afficheur LOCATE(Num. de ligne, Num. de colonne) pour positionner l afficheur au bon endroits PRINT «message» afin d afficher le message BEEP pour générer un bip sonore. Cette seconde partie TP nous a permis de revoir et d approfondir le traitement de l information et le langage Basic, en répondant à une question précise, un cas concret.

3 TP no 2 Dialogue homme-machine : clavier cordeuse cordeuse SP55 + carte Controlboy + pilotes (68HC11) L objectif de ce TP était d identifier la nature des informations communiquées par un système de clavier numérique et d observer leur traitement. Le clavier est une matrice de touches dont l appui est détecté par la mise en contact entre la ligne et la colonne où est située la touche. Il y a donc un port pour les lignes et un pour les colonnes. Avec le schéma de câblage des touches, nous avons établi les «codes» correspondant à chaque, en fonction de la position sur le clavier. Nous avons ensuite analysé le programme qui gère la frappe sur le clavier : une boucle infinie se charge de relever les valeurs présentes sur les deux ports, et renvoie le code ASCII du caractère appuyé. Le code ASCII (pour American Standard Code for Information Interchange) est un codage numérique des caractères usuels, lettres et symboles. En utilisant une table de correspondance entre les caractères et leurs codes ASCII, nous avons vérifié le bon fonctionnement du programme en lisant la mémoire du microcontrôleur. Le programme permet aussi d interpréter ce que l utilisateur tape : dans le cas où il veut effectuer une opération, le programme utilise les codes ASCII des caractères tapés, et avec une fonction que nous avons détaillé, les transforme pour pouvoir effectuer l opération. Ce TP permet de rentrer très en avant dans la fonction traitement de l information, puisqu on y observe et analyse toutes les étapes d un dialogue homme-machine.

4 TP no 3 Réseau Ethernet postes en réseau + logiciels + switch + câbles L objectif de ce TP est d établir un réseau ; cela implique de réaliser des connexions physiques entre les postes et les périphériques et de configurer les logiciels pour établir la connexion comme demandé. Le réseau est constitué de deux postes clients et d un poste serveur, tous les trois reliés à un switch. Le poste serveur dispose de deux cartes réseau, dont une le reliant à un autre réseau. L objectif de connexion est d utiliser le poste serveur comme passerelle entre les postes clients et le réseau «extérieur». Nous avons donc configuré les adresses IP des postes, ainsi que le DNS (Domain Name System). Pour vérifier le bon fonctionnement de notre réseau, nous avons utilisé les commandes ping (donne le temps de réponse d une machine) et tracert (donne le trajet d un paquet sur le réseau). La seconde partie du TP consistait à mettre en application l interconnexion entre les réseau, en communiquant avec un module de mesure de température et de luminosité ambiantes, depuis un des postes clients. Avec une interface logicielle, nous avons pu constater les valeurs relevées avec le module. La fin du TP consistait à déduire les valeurs de température et de luminosité à partir de relevés de tension sur le module. Ce TP nous a permis de mettre en place un réseau complexe, avec toutes les implications nécessaire à son fonctionnement, ainsi que d en faire une utilisation utile.

5 Séquence no 5 Dynamique dans la chaîne d énergie TP no 5 Étude dynamique d un taille-haie taille-haie Nous avons effectué ce TP sur le taille-haie modélisé dans SolidWorks mais surtout sur le logiciel Meca3D. L objectif de ce TP est de déterminer le couple à fournir en entrée du système, afin de dimensionner un moteur par exemple. Afin de déterminer ce couple moteur, nous avons utilisé toutes les méthodes que nous connaissons. Dans un premier temps, on fait une étude statique : on fixe les deux efforts connus en leurs points de réduction (avec une courbe pour la norme), puis on crée un effort inconnu (ici le couple moteur) et le calcul statique du logiciel nous donne la valeur de l effort inconnu à vitesse constante. Dans un second temps, on applique ce que l on a vu récemment, c est-à-dire l étude dynamique des effets d inertie, qui dépendent de la masse des pièces considérées et de leur accélération. On peut appliquer l étude dynamique puisque la vitesse des lames n est pas constante. L étude dynamique, sans les efforts de coupe, donne un couple supérieur à l étude statique, ce qui ne remet pas en cause ces résultats, mais nous oblige à prendre en compte les effets d inertie pour dimensionner un moteur. Dans un troisième temps, il s agit de réaliser l étude dynamique des effets d inertie et des efforts de coupe cumulés. Le couple maximal est une fois encore plus élevé, ce qui est cohérent avec les résultats précédents. Ce TP est en réalité une grande découverte : l étude statique que l on applique depuis deux ans pour dimensionner un moteur n est pas toujours suffisante pour cela comme le montre notre cas d aujourd hui. Il ne faut pas négliger les effets d inertie!

6 Séquence no 5 Dynamique dans la chaîne d énergie TP no 6 Étude dynamique d un freinage volet roulant L objectif de ce TP est de constater le fonctionnement du volet, d abord en modélisant son comportement dynamique, puis en vérifiant les performances du freinage. Le système étudié est un volet roulant, comportant un moteur frein tubulaire, et une chaîne de réducteurs. Pour analyser le comportement dynamique du système au moment du freinage, comme l énergie cinétique globale est la somme des énergies cinétiques des pièces du système, il faut considérer indépendamment chacune des pièces et déterminer leur inertie propre. Nous avons donc d abord repéré les sous-ensembles rigides de la chaîne d énergie, et calculé, à partir de leurs caractéristiques (rayon et masse), leurs moments d inertie. Nous avons utilisé les trois formules suivantes pour les moments d inertie et l énergie cinétique : Moment d inertie d un solide en rotation Énergie cinétique d un solide en translation Énergie cinétique d un solide en rotation J = r 2 dm E c = 1 2 m v2 E c = 1 2 J G ω 2 Connaissant l énergie cinétique de chacun des sous-ensembles, nous avons pu connaître l énergie cinétique du système avant le freinage. L objectif étant de trouver le déplacement du mécanisme pendant le freinage, nous avons considéré que le travail du couple de frottement du frein dissipait cette énergie cinétique. Avec la formule W = C f α qui donne le travail d un couple, nous avons conclu que le déplacement du mécanisme en bout de chaîne est négligeable. Ce TP nous a permis d appliquer les principes de dynamique à une chaîne d énergie complète, de vérifier la conséquence en sortie du système d une action en entrée.