LES OUTILS EN ELECTRONIQUE

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1 LES OUTILS EN ELECTRONIQUE Toute activité, dans le secteur industriel génie électrique, a pour but de contribuer à produire des objets ou des sous-ensembles électroniques. Afin d avoir une activité efficace aux différents postes, il est nécessaire de posséder des connaissances minimales sur les outils utilisés. Successivement, les points suivants seront abordés : De l analyse du besoin au circuit : l analyse du besoin et sa traduction en schéma structurel, les modes de représentation des composants. du schéma structurel au circuit imprimé. La réalisation des circuits : la réalisation du circuit électrique, la fabrication du circuit imprimé, les catégories de composants, le câblage des composants. Les logiciels : le logiciel de conception de circuit imprimé, la place de la simulation en électronique, le logiciel de simulation du fonctionnement. 30_Schema.doc JMT /3

2 DE L ANALYSE DU BESOIN AU SCHEMA STRUCTUREL Exemple d analyse : «GESTION AUTOMATISEE D UNE AIRE DE STATIONNEMENT» Besoin et diagramme sagittal : A l origine de l existence de tout objet, existe un besoin. Ce besoin est souvent lié à une activité ou à une situation nouvelle. Pour répondre à ce besoin, il faut tout d abord l analyser afin de déterminer précisément quels sont les éléments qui sont mis en jeu, et quelles sont les interactions qui existent entre ces éléments. C est sur un diagramme sagittal que sont représentés ces différents éléments ainsi que leurs interactions. Les interactions sont matérialisées par des flèches reliant les différents objets. Elles symbolisent des transferts de matière, d énergie ou d information. Il est alors possible d étudier précisément l un de ces éléments puisque ses liaisons d entrée et de sortie sont parfaitement définies. Fonction d usage et schéma fonctionnel de premier degré : Dans un premier temps, il faut énoncer la fonction d usage de l objet étudié. C est cette fonction d usage qui détermine quelles sont les différentes actions que l objet doit réaliser. A partir de la fonction d usage découlent un certain nombre de fonctions principales, chacune étant liée à une action de la fonction d usage. Sur le schéma fonctionnel de premier degré, on retrouve la matérialisation des fonctions principales ainsi que les liaisons entre ces fonctions. Fonctions principales et fonctions secondaires : L étape suivante consiste à analyser chaque fonction principale afin de déterminer quelles solutions techniques ou technologiques doivent être mises en place afin de contribuer à réaliser la fonction principale. Cette fonction principale est alors divisée en fonction secondaires. Les fonctions secondaires sont représentées sur le schéma fonctionnel de second degré. La réalisation de chaque fonction secondaire est alors décrite par un assemblage de composants électroniques. Puisque la fonction secondaire ne représente qu une partie de la fonction principale, sa réalisation est le plus souvent très simple. Les assemblages de composants de chaque fonction secondaire sont regroupés sur un seul document ; on obtient ainsi le schéma structurel de l objet. Pages 3 à 8 exemple d'étude systémique : "Gestion automatisøe d une aire de stationnement" 30_Schema.doc JMT 2/3

3 PRESENTATION DU SYSTEME TECHNIQUE. Description du système : Le système technique étudié est un système de gestion automatisée du stationnement sur l aire privée d un hôtel. L accès à cette aire de stationnement est réservée à la direction, au personnel et aux clients de cet hôtel, elle est close par un mur d enceinte. L accès des véhicules entrant ou sortant est possible par ouverture d un portail dont les battants sont motorisés. Une porte d accès est prévue pour les conducteurs des véhicules. Le nombre de places de stationnement étant limité, le système doit avertir le conducteur si au moins une place est disponible. Il est donc nécessaire de contrôler l accès à cette aire de stationnement..2 Plan de l aire de stationnement : Affichage C2 C Véhicule C3 Battants C4 Borne d accès Places de stationnement Sens de déplacement des véhicules Accès des piétons Cellules optiques.3 Algorithme de fonctionnement du système : Lorsqu un véhicule se présente à l entrée de l aire de stationnement, il est détecté par une première cellule optique qui transmet l information au gestionnaire de stationnement. Celui-ci vérifie si une place au moins est disponible et commande au dispositif d affichage d indiquer au conducteur : «COMPLET» ou «LIBRE». Si l affichage indique LIBRE, le conducteur doit alors valider son autorisation de stationner. Trois possibilités de validation existent : Action sur une télécommande : réservée à la direction. Saisie d un code sur le clavier de la borne d accès : réservée au personnel. Introduction d une carte codée dans un lecteur : destinée aux clients de l hôtel. Après vérification, l organe de validation transmet le résultat au gestionnaire de stationnement qui commande alors, ou non, l ouverture du portail : le véhicule peut entrer. Une seconde cellule optique détecte le passage du véhicule après son entrée. Elle en informe le gestionnaire qui commande alors la fermeture du portail. A la sortie, une troisième cellule détecte la présence du véhicule sortant et transmet cette information au gestionnaire de stationnement qui commande alors l ouverture du portail : le véhicule peut sortir. Une quatrième cellule détecte le passage du véhicule après sa sortie. Elle en informe le gestionnaire qui commande alors la fermeture du portail. 30_Schema.doc JMT 3/3

4 .4 Diagramme sagittal du système : Conducteur Déplacement du véhicule Télécommande Code Action sur la télécommande Saisie du code Introduction d une carte E Lecteur de carte codée Etat de l aire de stationnement Récepteur de Télécommande Terminal de saisie S Valididé Véhicule Validité Validité du code Dispositif d affichage Détection du véhicule Présence du véhicule Gestionnaire de stationnement Commande de l affichage Cellules Commande d ouverture et de fermeture Présence d un d obstacle Portail 30_Schema.doc JMT 4/3

5 .5 Fonction d usage associée à l objet technique étudié : L étude de l objet technique lecteur de carte codée permet d énoncer la fonction d usage qui lui est associée. Le lecteur de carte codée doit réaliser les actions suivantes : lire le code de la carte introduite, comparer ce code avec le code autorisé, délivrer une information validant ou non le code lu. 2 ANALYSE FONCTIONNELLE DU LECTEUR DE CARTE CODEE 2. Fonction globale de l objet technique : Le lecteur de carte codée étudié au sein du système de gestion automatisée d une aire de stationnement répond à la fonction globale : Vérifier la conformité d une information Cette fonction globale est associée au schéma fonctionnel de niveau I suivant : Information à vérifier Vérifier la conformité d une information Validité de l information D autres objets techniques peuvent être associés à cette même fonction globale. 2.2 Schéma fonctionnel de niveau II : Le schéma fonctionnel de niveau II est associé à la fonction d usage définie lors de l analyse du système. Conducteur Gestionnaire de stationnement E Introduction d une carte codée Environnement O.T. Validité S Lecture Comparaison Validation du résultat de la comparaison 30_Schema.doc JMT 5/3

6 2.3 Schéma fonctionnel de premier degré : Production de 256 informations binaires de référence FP 4 Code de référence Cod ref Hor Cart Production de 256 impulsions d horloge FP 3 Hor Cart Production d une impulsion calibrée pour chaque comparaison correcte FP 5 Carte codée : Production de 256 informations binaires FP 2 Hor Cart Sor Cart : Code à valider Impulsions calibrées Pulse Cart Initialisation à l introduction de la carte FP Comptage des impulsions et validation FP 6 O.T. Environnement SW et SW2 Cart E Introduction d une carte codée Validité S Conducteur Gestionnaire de stationnement 30_Schema.doc JMT 6/3

7 2.4 Schéma fonctionnel de second degré : Elaboration d une adresse mémoire : mot de 8 bits FS 4. Adr / 8 Hor Cart Mémoire : Production de 256 informations binaires FS 4.2 Code de référence Cod ref Comptage de 256 impulsions d horloge FS impulsions Fin Lect Hor Cart Elaboration d impulsions calibrées FS 5. Hor Comp Génération d impulsions FS 3. Hor Transfert des impulsions pendant la lecture FS 3.2 Comparaison de chaque bit FS 5.2 Res Comp Transfert des impulsions si résultat correct FS 5.3 Résultat de la comparaison Cart Carte codée : Production de 256 informations binaires FP 2 Initialisation à l introduction de la carte FP Hor Cart Sor Cart : Code à valider Comptage des impulsions (informations correctes) FS impulsions comptées Pulse Cod Bon Mise en forme du signal O.T. Environnement SW et SW2 Cart E Introduction d une carte codée Validité FS 6.2 S Conducteur Gestionnaire de stationnement 30_Schema.doc JMT 7/3

8 2.5 Schéma structurel du lecteur de carte : 30_Schema.doc JMT 8/3

9 DU SCHEMA STRUCTUREL AU CIRCUIT IMPRIME A partir du schéma structurel, il est possible de définir le circuit imprimé. Pour cela, différentes méthodes existent. La méthode manuelle sera seulement abordée ; c est grâce à l outil informatique que nous réaliserons nos circuits. Durant l élaboration du circuit imprimé, différentes représentations des composants seront utilisées. Un composant est représenté : sur :...par : un schéma structurel...son symbole. un plan d implantation...sa silhouette. un typon...son empreinte. Tableau de représentation des composants de base : Composant Diode Electroluminescente Résistance Diode Borne Repère LD R D B Aspect 2 Symbole A Silhouette Empreinte 2 A RETENIR : COMPOSANT = SYMBOLE + SILHOUETTE + EMPREINTE 30_Schema.doc JMT 9/3

10 Exemple de schéma structurel : B D LD B 2 8,2 kω R 2 Plan d implantation : D B R LD B 2 Typon : pastille piste de cuivre Plan de perçage : Légende : 0,6 mm 0,8 mm,3 mm 30_Schema.doc JMT 0/3

11 REPONSE ATTENDUE : DECOUPAGE FONCTIONNEL Du besoin au circuit 2.5 Schéma structurel du lecteur de carte : FS 3. FS 5. FS 3.2 FS 3.3 et FS 4. FS 4.2 FP FS 5.3 FS 5.2 FP 2 FS 6.2 FS 6. 30_Schema.doc JMT /3