COMMANDE DE LEVE-VITRE ELECTRIQUE

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1 COMMANDE DE LEVE-VITRE ELECTRIQUE Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 1 / 12

2 I PRESENTATION DU SYSTEME TECHNIQUE Le premier véhicule automobile considéré comme tel automobile signifiant : «se mouvant par soi-même»- date de la fin de l année 1770(chariot à vapeur de Cugnot ). Après une période stérile, les inventions vont se multiplier et elles conduiront à la réalisation du moteur à explosion à 4 temps par l Allemand Gottlieb Daimler en Il est difficile de dire qui a réalisé la première voiture. L examen des documents d époque montre que quatre constructeurs (Daimler et Benz en Allemagne, Panhard et Peugeot en France) ont, en 1890, produit des véhicules, tous équipés du moteur Daimler, qui peuvent être considérés comme ouvrant l ère de l automobile. Depuis la Seconde Guerre Mondiale, l automobile a connu un développement toujours plus grand, si bien que l industrie et le commerce automobile sont devenus des éléments essentiels de la vie économique mondiale. 1-1 Mise en situation du système technique Souvent qualifiés d «accessoires» dans les débuts de l automobile, les équipements sont devenus essentiels pour assurer le confort, l agrément et la sécurité d utilisation du véhicule. Dans ces applications, compte tenu des progrès réalisés et du développement croissant de l électronique on parle maintenant plutôt d assistance : assistance de confort : auto-radio, lève vitre, fermeture centralisé à distance, détecteur de pluie, GPS,radar de recul assistance de sécurité : Airbags, ABS, Correcteur électronique de trajectoire, Blocage électronique de différentiel.. Le système technique étudié est le lève vitre électrique d un véhicule de marque Renault Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 2 / 12

3 Diagramme sagittal du système technique AUTOMOBILISTE Position Limite du système technique Montée séquentielle Montée Descente séquentielle Descente VITRE LATERALE Blocage Descente Objet Technique BOITIER DE COMMANDE Imot Vmot Montée DISPOSITIF DE MISE EN MOUVEMENT 1-3 Description du diagramme sagittal Identification des éléments du système Boîtier de commande : Il gère des actions après prise en compte et traitement d informations. Il s agit de «l électronique» du système Dispositif de mise en mouvement : Il convertit l énergie électrique en énergie mécanique (mouvement de translation). Ce dispositif est constitué d un moteur 12V à courant continu et d une partie mécanique permettant de convertir le mouvement de rotation de l axe du moteur en un mouvement de translation. Vitre latérale : Il s agit de la vitre de la porte Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 3 / 12

4 1-3-2 Description des relations entre les éléments Position : information visuelle sur la position de la vitre latérale. Montée : Tant que MC est active la vitre monte. Descente : Tant que DC est active la vitre descend. Montée Séquentielle : Une activation de MS entraîne la montée complète de la la vitre, quelle que soit la durée de l activation. Descente Séquentielle : Une activation de DS entraîne la descente complète de la vitre, quelle que soit la durée de l activation. (les conditions d arrêt seront recherchées pendant une phase de T.P.) Vmot : Tension appliquée au moteur permettant de commander la rotation de ce dernier. Imot : Intensité du courant moteur. Mouvement de montée : énergie mécanique permettant de faire monter la vitre. Mouvement de descente : énergie mécanique permettant de faire descendre la vitre. Blocage : vitre complètement baissée ou complètement relevée 1-2 Fonction d usage du système technique. Le «lève vitre» permet de faire monter ou descendre par télécommande la vitre d une porte de véhicule. Ce système technique doit : - faire monter la vitre lors d une activation de MC, appui sur le bouton poussoir BP1. - faire descendre la vitre lors d une activation de DC, appui sur le bouton poussoir BP2. - faire monter complètement la vitre lors d une activation de MS, appui sur le bouton poussoir BP3. - faire descendre complètement la vitre lors d une activation de DS, appui sur le bouton poussoir BP4. Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 4 / 12

5 2- DESCRIPTION DE L OBJET TECHNIQUE L objet technique étudié est le «boîtier de commande» du système technique «lève vitre». 2-1 Fonction d usage de l objet technique L objet technique «boîtier de commande» doit : - prendre en compte et traiter des informations extérieures. - alimenter le moteur. Montée Descente PRISE EN COMPTE UP ET TRAITEMENT DES ALIMENTER Vmot Montée séquentielle INFORMATIONS LE Descente séquentielle EXTERIEURES DOWN MOTEUR Imot Schéma fonctionnel de niveau II associé à la fonction d usage de l objet technique «boîtier de commande» Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 5 / 12

6 2-2 Contraintes imposées par le cahier des charges Contraintes techniques Le convertisseur électromécanique est un moteur de 12V (automobile) à courant continu. La détection des positions extrêmes ou du blocage de la vitre latérale se fait par détection électrique du blocage du moteur (au niveau du courant Imot consommé par le moteur). La vitre ne doit pas se déplacer spontanément à la mise sous tension du système Contraintes humaines L automobiliste commande le déplacement de la vitre latérale à l aide de quatre boutons poussoirs. BP1 : activation Montée BP2 : activation Descente BP3 : activation Montée Séquentielle BP4 : activation Descente Séquentielle Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 6 / 12

7 2-3 Schéma fonctionnel de degré 1 Montée Descente Montée séquentielle Descente séquentielle CONVERSION ACTION MECANIQUE EN INFORMATION ELECTRIQUE FP1 FP1 MC DC MS DS TRAITEMENT DES INFORMATIONS RESET FP2 UP DN BL ADAPTATION DE PUISSANCE FP3 Vmot ALIMENTATION FA REMISE A ZERO A LA MISE SOUS TENSION FP5 DETECTION DU BLOCAGE DU MOTEUR FP4 Imot Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 7 / 12

8 2-4 Description du schéma fonctionnel de degré Fonction FP1: «Conversion action mécanique en information électrique» a) Rôle de la fonction : Cette fonction permet de convertir l appui sur l un des boutons poussoirs en une différence de potentiel de type logique compatible CMOS. b) Entrées : - Montée : Appui sur le bouton poussoir BP1. - Descente : Appui sur le bouton poussoir BP2. - Montée séquentielle : Impulsion sur le bouton poussoir BP3. - Descente séquentielle : Impulsion sur le bouton poussoir BP4. c) Sorties : - MC : état logique, MC est actif à l état bas. - DC : état logique, DC est actif à l état bas. - MS : état logique, MS est actif à l état bas. - DS : état logique, DS est actif à l état bas Fonction FP2 : «Traitement des informations» a) Rôle de la fonction : Cette fonction a pour rôle de piloter l état logique de UP et DN en fonction de l état logique des divers signaux d entrées. b) Entrées : - MC : état logique, MC est actif à l état bas. - DC : état logique, DC est actif à l état bas. Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 8 / 12

9 - MS : état logique, MS est actif à l état bas. - DS : état logique, DS est actif à l état bas. - BL : état logique au niveau bas lors du blocage du moteur. Reset : état logique, Reset est au niveau logique bas à la mise sous tension. c) Sorties : UP : état logique actif au niveau haut, provoquant la montée de la vitre latérale DN : état logique actif au niveau haut, provoquant la descente de la vitre latérale Fonction FP3 : «Adaptation de puissance» a) Rôle de la fonction : Cette fonction permet d élaborer une tension égale à +12V pour assurer la montée de la vitre, et égale à 12V pour assurer la descente de la vitre. b) Entrées : UP : état logique actif au niveau haut, provoquant la montée de la vitre latérale DN : état logique actif au niveau haut, provoquant la montée de la vitre latérale b) Sortie : Vmot : tension appliquée au moteur permettant de commander la rotation de ce dernier. Vmot est égal à +12V pour assurer la montée de la vitre, et à 12V pour assurer la descente de la vitre. Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 9 / 12

10 2-4-4 Fonction FP4 : «Détection du blocage du moteur» a) Rôle de la fonction : Détecter le blocage du moteur. Elle élabore un état logique actif à l état bas lorsque le moteur se bloque (vitre en position extrême ou bloquée). b) Entrées : Imot : Intensité du courant consommé par le moteur. c) Sortie : BL : tension logique à l état bas lors du blocage du moteur FP5 : «Remise à zéro à la mise sous tension» a) Rôle de la fonction : Cette fonction a pour rôle d effectuer une remise à zéro du système à la mise sous tension. b) Sortie : Reset : Différence de potentiel de type logique. Reset est au niveau logique bas à la mise sous tension, puis passe au niveau logique haut au bout de quelques dizaines de millisecondes FA : «Fonction Alimentation» Le rôle de cette fonction est de fournir l énergie électrique nécessaire au fonctionnement du boîtier de commande, ceci à partir d une unique source de tension +12V continu (batterrie du véhicule) Les sources de tension disponibles sont +12V et +9,1V. Remarque : Afin de ne pas surcharger les divers schémas ( diagramme sagittal et schémas fonctionnels), les liaisons énergétiques n ont pas été représentées. Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 10 / 12

11 Schéma fonctionnel de degré 2 de FP2 RESET BL MC DC GESTION DES SECURITES FS21 OU Logique UP MS DS MEMORISATION DE LA COMMANDE FS22 MEMORISATION DE LA COMMANDE FS23 OU Logique FP2 DN Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 11 / 12

12 Schéma fonctionnel de degré 2 de FP4 Convertir le courant en tension FS 41 IM Amplifier les variations de tension 42 FS 42 OUT1 Redresser FS 43 RED Comparer à une référence FS 44 OUT2 Dériver FS 45 REF2 FP4 Imot BL Baccalauréat STI Génie Électronique AF : 12 / 12