BEP Métiers de l électronique ARCEAU DE PARKING MOTORISÉ VIGIPARK Dossier technique Épreuve EP1 DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 1 / 49
SOMMAIRE 1. ÉTUDE DU SYSTÈME TECHNIQUE...4 1.1. MISE EN SITUATION...4 1.2. DIAGRAMME SAGITTAL...5 1.2.1. Définition du rôle des éléments du système...5 1.2.2. Description des liaisons fonctionnelles...7 1.3. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II ET FONCTION D USAGE...8 1.4. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU I ET FONCTION GLOBALE...8 1.5. ALGORIGRAMMES...8 1.5.1. Programme principal partiel...8 1.5.2. Sous-programme «Montée du bras»...9 1.5.3. Sous-programme «Descente du bras»...10 1.6. ÉTUDE DES MILIEUX ASSOCIES...10 1.6.1. Milieu technique...10 1.6.2. Milieu humain...10 1.6.3. Milieu physique...11 1.6.4. Milieu économique...11 2. ÉTUDE DE L OBJET TECHNIQUE OT1...11 2.1. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU II ET FONCTION D USAGE...11 2.2. SCHEMA FONCTIONNEL DE NIVEAU I ET FONCTION GLOBALE...11 2.3. PHASES DE DESCENTE ET DE MONTEE DU BRAS...12 2.3.1. Les phases de la descente du bras...12 2.3.2. Les phases de la montée du bras...12 2.4. CHRONOGRAMMES...13 2.5. ÉTUDE FONCTIONNELLE DE 1 ER DEGRE...14 2.5.1. Schéma fonctionnel de 1 er degré...14 2.5.2. Description de FP1 «Surveillance et charge de la batterie»...14 2.5.3. Description de FP2 «Gestion automatisée du processus»...15 2.5.4. Description de FP3 «Réception ordre télécommande»...15 2.5.5. Description de FP4 «Alimentation du moteur»...15 2.5.6. Description de FP5 «Détection de la position du bras»...16 2.5.7. Description de FP6 «Détection d un véhicule»...16 2.5.8. Description de FP7 «Production d un signal sonore»...16 2.5.9. Description de FA «Alimentation»...16 2.6. ÉTUDE FONCTIONNELLE DE 2 ND DEGRE...17 2.6.1. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP1...17 2.6.2. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP2...19 2.6.3. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP3...21 2.6.4. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP4...22 2.6.5. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP5...23 2.6.6. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP6...25 2.6.7. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP7...27 3. ANNEXES DE OT1...28 3.1. SCHEMA STRUCTUREL...28 3.2. NOMENCLATURE...29 3.3. SCHEMA DE LA CARTE COTE COMPOSANTS...30 3.4. MISE EN PLACE DE LA CARTE DANS L ARCEAU VIGIPARK...31 3.5. ORGANISATION AUTOUR DU MICROCONTROLEUR M1 (PIC16F627)...31 DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 2 / 49
3.6. PROGRAMMES PARTIELS DE M1...32 3.6.1. Vigi01.asm...32 3.6.2. Vigi01.inc...36 3.7. DOCUMENTATION TECHNIQUE...38 3.7.1. Batterie 12 V...38 3.7.2. Thermistance B57500 M 500...39 3.7.3. Microcontrôleur PIC16F627...41 3.8. OSCILLOGRAMMES...45 3.8.1. Contacteurs : cycle complet...45 3.8.2. Contacteurs : descente du bras...46 3.8.3. Contacteurs : montée du bras...47 3.8.4. Détection infrarouge : cycle complet sans véhicule...48 3.8.5. Détection infrarouge : cycle complet avec obstacle soudain...48 3.8.6. Moteur : descente bras...49 3.8.7. Moteur : tension moteur, cycle complet...49 DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 3 / 49
1. ÉTUDE DU SYSTÈME TECHNIQUE 1.1. Mise en situation Dans certains cas, il peut être nécessaire de réserver une place de stationnement, que ce soit à titre public, privé, de loisir, professionnel, commercial ou pour garantir une place aux personnes handicapées. Dans d autres cas, il est indispensable de restreindre l accès aux seuls usagers autorisés (copropriétés, parkings collectifs, livraisons, secours, transports de fonds). L arceau de parking motorisé VIGIPARK répond à ces besoins en préservant les emplacements de stationnement ou en contrôlant les accès. Ce système, conçu par la société VIGIPARK implantée à Pontchartrain dans les YVELINES (78), est automatique, autonome et télécommandé. Le fonctionnement du système est assuré par l automate de contrôle VIG01D réalisé par la société BEST Électronique implantée à Longvic en CÔTE DOR (21). L autonomie du système est garantie par une batterie rechargée par un panneau solaire. Pour cette raison, l arceau ne peut être installé qu à l extérieur. La télécommande BIP est destinée non seulement à commander l arceau de parking mais aussi d autres systèmes VIGIPARK : bornes d appel (avertir commerçants ou prestataires de services qu une assistance immédiate est requise), boîtiers ISIDORE (désactivation ponctuelle de «ferme-porte» pour faciliter l accès), systèmes SÉSAME (ouverture de barrières, déverrouillage de locaux, commande d appareils électriques). Un code spécifique est attribué à chaque application. Il existe deux versions de l automate : une version standard : l automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande pour abaisser et relever le bras ; une version pour handicapés : l automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande pour abaisser le bras qui se relève automatiquement au bout de 20 secondes. Dans ce dossier, nous étudierons la version standard et nous intéresserons à l utilisation de l arceau pour réserver une place de stationnement. Dans cette configuration, le véhicule en stationnement se positionne sur l arceau (bras abaissé). DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 4 / 49
1.2. Diagramme sagittal Technicien MaintPanneau MaintAutomate MaintArceau MaintBatterie Bras motorisé OT3 Batterie OT4 V BAT ORDRE_HF TBAT Télécommande BIP OT2 U MOT Effort haut ou bas Automate de contrôle VIG01D OT1 Position haute ou basse V PSOL Course basse Panneau solaire OT5 Énergie lumineuse Action télécommande Automobiliste Alarmson FIR émis FIR reçu Milieu physique Véhicule 1.2.1. Définition du rôle des éléments du système Pour abaisser le bras motorisé (autorisation de stationnement) ou le relever (condamnation de la place), l automobiliste appuie sur un bouton de la télécommande BIP. L ordre est reçu et interprété par l automate de contrôle qui autorise ou non le mouvement du bras notamment en tenant compte de la présence ou non d un véhicule. Le système est alimenté par une batterie rechargée par un panneau solaire, ce qui lui confère une grande autonomie. Le technicien est chargé de maintenir le système en bon état de fonctionnement ou de le réparer en cas de panne. Il intervient sur l arceau soit en maintenance préventive (changement de la batterie, nettoyage, réglages) soit en maintenance corrective (réparations). Il est la seule personne ayant accès à l intérieur de l arceau de parking VIGIPARK. 1.2.1.1. Automate de contrôle VIG01D OT1 Il centralise les ordres de la télécommande, les informations sur la position du bras motorisé, sur l énergie électrique ou sur la présence d un véhicule, informe l automobiliste d un effort sur le bras en position haute. La carte électronique a une durée de vie garantie de 5 ans. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 5 / 49
1.2.1.2. Télécommande BIP OT2 La télécommande, alimentée par une pile de 12 V, fonctionne par codes tournants (rolling code) et dispose de plus de 262 millions de combinaisons dont la copie est impossible puisque chaque impulsion est différente. Elle comporte quatre boutons. Son boîtier lui assure une étanchéité IP 54. Sa portée est de 15 à 20 m. 1.2.1.3. Bras motorisé OT3 Fenêtre de réception du signal de la télécommande Un moteur 12 V 12 W associé à un moto-réducteur entraîne le bras de la position haute à la position basse (et inversement) en 7 secondes. Deux butées présentes sur l axe d entraînement actionnent un mini-rupteur pour indiquer la position haute ou basse. Une came actionne un minirupteur en position basse. Contacteur course basse Arbre Came Butées Contacteur position haute ou basse 1.2.1.4. Batterie OT4 La batterie est un accumulateur 12 V 9 Ah ; il fournit l énergie électrique au système. Au repos, il est chargé en mode floating. Note sur le mode floating L accumulateur 12 V est constitué d éléments de 2 V en cascade. On distingue la tension nominale, la tension de floating (charge d entretien) et la tension de recharge. La tension nominale est la tension de l accumulateur après sa charge complète soit 12,6 V (2,1 V par élément). La tension de floating est la tension à laquelle on peut maintenir en permanence un accumulateur pour être sûr qu il soit chargé au moment où on en a besoin soit environ 13,6 V (2,27 V par élément). La tension de recharge est la tension maximale à laquelle on peut charger un accumulateur (mais pas en permanence) soit environ 14,1 V (2,35 V par élément). 1.2.1.5. Panneau solaire OT5 Totalement intégré au système et capable de délivrer une puissance de 8,5 W crête, il permet la charge de la batterie. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 6 / 49
1.2.2. Description des liaisons fonctionnelles Nom Signification Origine Destination Nature de l échange Action télécommande Appui sur une touche de la télécommande Automobiliste Télécommande BIP Information logique ORDRE_HF Code de la télécommande transmis en modulation HF Télécommande BIP Automate de contrôle Information électromagnétique Alarmson Signal sonore de 5 secondes Automate de contrôle Automobiliste Information acoustique FIR émis Faisceau infrarouge émis Automate de contrôle Véhicule Information lumineuse FIR reçu Faisceau infrarouge reçu Véhicule Automate de contrôle Information lumineuse Énergie lumineuse Énergie fournie par le soleil Milieu physique Panneau solaire Énergie lumineuse V PSOL Tension électrique fournie par le panneau solaire, variable en fonction de la luminosité Panneau solaire Automate de contrôle Énergie électrique Tension d alimentation du Automate de Bras motorisé Énergie U MOT moteur Effort haut ou bas Action sur un mini-rupteur provoquée par la déformation d un joint lors d un forçage sur le bras en position haute ou basse Position haute ou basse Course basse V BAT Action sur un mini-rupteur lors de l arrivée du bras en position haute ou basse Action sur un mini-rupteur lors de l arrivée du bras en position basse Tension de la batterie (tension fournie par la batterie ou tension de la batterie lors de sa charge par le panneau solaire) contrôle Bras motorisé Bras motorisé Bras motorisé Batterie Automate de contrôle Automate de contrôle Automate de contrôle Automate de contrôle Automate de contrôle Batterie électrique Information logique Information logique Information logique Énergie électrique TBAT Température de la batterie Batterie Automate de contrôle Information thermique MaintBatterie Maintenance de la batterie Technicien Batterie Matière MaintAutomate Maintenance de l automate Technicien Automate de Matière de contrôle contrôle MaintArceau Maintenance de l arceau Technicien Bras motorisé Matière MaintPanneau Maintenance du panneau solaire Technicien Panneau solaire Matière DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 7 / 49
1.3. Schéma fonctionnel de niveau II et fonction d usage Fonction d usage du système : Autoriser l actionnement du bras motorisé de l arceau de parking VIGIPARK lors d une demande de l automobiliste soit pour occuper la place de stationnement réservée (abaissement du bras) soit pour la condamner après son départ (relèvement du bras). Véhicule avant stationnement (resp. stationné) Actionnement du bras motorisé Véhicule stationné (resp. après stationnement) Automobiliste Demande d actionnement du bras Validation de la demande Autorisation d actionnement Arceau de parking motorisé 1.4. Schéma fonctionnel de niveau I et fonction globale Fonction globale du système : Contrôler l accès à un lieu. Demande d accès Contrôle de l accès Autorisation d accès 1.5. Algorigrammes 1.5.1. Programme principal partiel Début Principal Tempo de 10 s écoulée? Appui sur un bouton de la télécommande? Appui identique au Learn? Auto-mémorisation du bouton (Learn) Test de cohérence, décodage et mémorisation Bras en position haute? Montée du bras Descente du bras DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 8 / 49
Auto-mémorisation du bouton (learn) La télécommande permet de commander jusqu à quatre appareils. Il faut donc associer chaque bouton à un appareil, c est la phase d apprentissage. Lors de l installation de l arceau de parking, le technicien appuie sur le bouton choisi pendant 10 secondes. Cette opération a pour effet d associer ce bouton à la commande de l arceau. 1.5.2. Sous-programme «Montée du bras» Début Ordre de montée du bras Tempo inhibition détection surintensité moteur écoulée? Présence obstacle (surintensité moteur)? Présence véhicule? Contacteur position haute ou basse actionné? Descente du bras Arrêt du bras Fin DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 9 / 49
1.5.3. Sous-programme «Descente du bras» Début Ordre de descente du bras Tempo inhibition détection surintensité moteur écoulée? Présence obstacle (surintensité moteur)? Surintensité moteur puis Contacteur position haute ou basse et Contacteur course basse activés? Montée du bras Arrêt du bras Temporisation terminée? Fin 1.6. Étude des milieux associés 1.6.1. Milieu technique L arceau de parking motorisé est placé sur un emplacement à réserver. Son autonomie est assurée par une batterie rechargée par un panneau solaire. Pour cette raison, la consommation en veille est limitée à 5 ma. La télécommande est fiable puisqu elle dispose de plus de 262 millions de combinaisons. Cet objet n est pas destiné à être fabriqué en grande série (quelques milliers d exemplaires), le concepteur a donc choisi une fabrication en composants traversants. 1.6.2. Milieu humain La mise en service du système VIGIPARK est simple. Le technicien effectue peu d opérations : assemblage, réglages, fixation au sol par quatre vis, mise en service à l aide de la télécommande, vérification du fonctionnement. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 10 / 49
1.6.3. Milieu physique Le système doit fonctionner dans des conditions climatiques sévères ( 20 C à +55 C, neige, temps couvert). Si le panneau solaire est recouvert de neige par exemple, la capacité de la batterie garantit de nombreux cycles de fonctionnement sans recharge. La réception d une commande d abaissement de l arceau doit être efficace même par mauvais temps (pluie, brouillard). 1.6.4. Milieu économique L objet technique est destiné aux administrations, aux entreprises ou aux particuliers. Son prix est de l ordre de 1200 ht. 2. ÉTUDE DE L OBJET TECHNIQUE OT1 2.1. Schéma fonctionnel de niveau II et fonction d usage Fonction d usage de OT1 : Alimenter, grâce à une énergie électrique contrôlée, le moteur du bras motorisé selon l ordre reçu, en tenant compte de la position du bras, de la présence d un véhicule et d éventuels obstacles, avec information sonore en cas de problème. Température Énergie électrique Alimentation contrôlée en énergie OT1 Énergie électrique contrôlée Commande du buzzer Signalisation sonore Information sonore Ordre télécommande Position du bras Présence véhicule Conversion et acquisition des ordres et informations capteurs Ordre codé Info. de position Info. véhicule Traitement et élaboration des commandes Commande du moteur Surveillance du moteur Alimentation du moteur Tension d alimentation du moteur 2.2. Schéma fonctionnel de niveau I et fonction globale Fonction globale de OT1 : Commander un actionneur suite à une demande, en tenant compte de contraintes externes. Demande d actionnement Autorisation de commande Actionneur commandé Contraintes externes DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 11 / 49
2.3. Phases de descente et de montée du bras 2.3.1. Les phases de la descente du bras Contacteur course basse Contacteur position haute ou basse PHASE D1 Début de rotation du moteur Arbre immobile Contacteur course basse ouvert Contacteur position haute ou basse fermé puis immédiatement ouvert PHASE D2 Rotation du moteur Début de rotation de l arbre Descente du bras Contacteur course basse ouvert Contacteur position haute ou basse ouvert PHASE D3 Rotation du moteur Rotation de l arbre Descente du bras Contacteur course basse fermé Contacteur position haute ou basse ouvert PHASE D4 Arrêt du moteur Arrêt de la rotation de l arbre Arrêt du bras Contacteur course basse fermé Contacteur position haute ou basse fermé 2.3.2. Les phases de la montée du bras Contacteur course basse Contacteur position haute ou basse PHASE M1 Rotation du moteur Rotation de l arbre Montée du bras Contacteur course basse fermé Contacteur position haute ou basse fermé puis immédiatement ouvert PHASE M2 Rotation du moteur Rotation de l arbre Montée du bras Contacteur course basse ouvert Contacteur position haute ou basse ouvert PHASE M3 Rotation du moteur Arrêt de rotation de l arbre Arrêt du bras Contacteur course basse ouvert Contacteur position haute ou basse ouvert PHASE M4 Arrêt du moteur Contacteur course basse ouvert Contacteur position haute ou basse fermé DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 12 / 49
2.4. Chronogrammes Les chronogrammes ci-après présentent l évolution des signaux pour les deux phases du mouvement de l arceau : descente (D1 à D4) puis montée (M1 à M4) du bras. Descente et montée sont commandées par appui sur un bouton de la télécommande (celui qui a été associé à l arceau). Les signaux sont définis dans l étude fonctionnelle de l objet technique OT1. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 13 / 49
2.5. Étude fonctionnelle de 1 er degré 2.5.1. Schéma fonctionnel de 1 er degré Panneau solaire V PSOL TBAT Batterie Surveillance et charge de la batterie FP1 OT1 V BAT Batterie V BAT Alimentation régulée V CC (vers FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6) Batterie FA V BAT ORDRE_HF Télécommande Réception ordre télécommande FP3 RADIO_NIV BUZZER CMM Production d un signal sonore FP7 Alarmson Automobiliste Effort haut ou bas Position haute ou basse Course basse Détection de la position du bras FP5 DETECT_EFF FDC_H FDC_B Gestion automatisée du processus CMD DCM CDE_IR Alimentation du moteur FP4 U MOT Bras motorisé Bras motorisé FIR reçu FP2 PHOTO_IR Détection d un véhicule FP6 FIR émis Véhicule Véhicule 2.5.2. Description de FP1 «Surveillance et charge de la batterie» Charge la batterie et surveille l état de charge de celle-ci en tenant compte à la fois de la tension à ses bornes et de la température de son boîtier. Entrées : V PSOL : Tension fournie par le panneau solaire. TBAT : Température de la batterie. V BAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. V CC : Tension régulée de 5 V. Sortie : V BAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 14 / 49
2.5.3. Description de FP2 «Gestion automatisée du processus» Réceptionner les informations issues de la télécommande, du bras motorisé (position, effort), du capteur de présence d un véhicule puis élaborer les signaux de commande du moteur, d alerte et de détection d un véhicule. Entrées : RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande. DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d un effort sur le bras en position haute ou basse. 0 en cas d effort. FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de course haute). 0 en position haute. FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de course basse). 0 en position basse. DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur (obstacle pendant le mouvement du bras). PHOTO_IR : Variable logicielle représentative de la présence d un véhicule sur l arceau de parking motorisé. 1 en présence d un véhicule. Sorties : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la montée. CMD : Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la descente. CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d un véhicule. 0 pour la mise en service. BUZZER : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande. 2.5.4. Description de FP3 «Réception ordre télécommande» Recevoir un signal haute fréquence codé (modulation de fréquence) envoyé par la télécommande, le décoder puis le transmettre en série. Entrée : ORDRE_HF : Signal codé modulé à la fréquence de 433 MHz. Sortie : RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande. 2.5.5. Description de FP4 «Alimentation du moteur» Alimenter le moteur du bras motorisé pour les deux sens de rotation et détecter un effort survenant sur le bras pendant le mouvement. Entrées : CMM : CMD : Sorties : U MOT : DCM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la montée. Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la descente. Tension d alimentation du moteur. U MOT = V BAT lors de la montée du bras. U MOT = -V BAT lors de la descente du bras. Variable logicielle représentative de la tension image du courant moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur (obstacle pendant le mouvement du bras). DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 15 / 49
2.5.6. Description de FP5 «Détection de la position du bras» Détecter la mise en butée du bras lors de sa descente ou de sa montée ainsi que tout effort anormal survenant en position haute. Entrées : Effort haut ou bas : Position haute ou basse : Course basse : Déformation d un joint entraînant la fermeture d un mini-rupteur dans le cas d un effort du bras en position haute ou basse. Mini-rupteur fermé lors de la fin de course haute ou basse du bras. Mini-rupteur fermé lors de la course basse du bras. Sorties : DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d un effort sur le bras en position haute. 0 en cas d effort. FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de course haute). 0 en position haute. FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de course basse). 0 en position basse. 2.5.7. Description de FP6 «Détection d un véhicule» Émettre un signal infrarouge codé puis recueillir le signal réfléchi par le véhicule. Cette fonction est validée par action sur la télécommande provoquant la montée du bras. Entrées : CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d un véhicule. 0 pour la mise en service. FIR reçu : Faisceau infrarouge reçu. Sorties : FIR émis : PHOTO_IR : Faisceau infrarouge émis. Variable logicielle représentative de la présence d un véhicule sur l arceau de parking motorisé. 1 en présence d un véhicule. 2.5.8. Description de FP7 «Production d un signal sonore» Avertir par un signal sonore tout effort sur le bras lorsque celui-ci est en position haute et dont la commande de descente du bras n a pas été validée. Le signal sonore permet de prévenir toute personne qui n aurait pas vu le bras motorisé. Entrées : BUZZER : V BAT : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande. Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. Sortie : Alarmson : Signal sonore émis pendant 5 secondes. 2.5.9. Description de FA «Alimentation» Fournir l énergie électrique régulée à l automate de contrôle. Entrée : V BAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. Sortie : V CC : Tension régulée de 5 V. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 16 / 49
2.6. Étude fonctionnelle de 2 nd degré 2.6.1. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP1 2.6.1.1. Schéma fonctionnel de 2 nd degré V PSOL TBAT Conversion température / tension FS1.2 V IM_TBAT Vérification de la température de la batterie ETAT_TE Commutation de la source d énergie V BAT V CC Génération d une tension de référence V REFB FS1.3 Autorisation de la charge de la batterie CHARGE FS1.7 V BAT FS1.1 Adaptation en tension V IM_BAT Vérification de la charge de la batterie ETAT_CH FS1.6 FS1.4 FS1.5 FP1 2.6.1.2. FS1.1 «Génération d une tension de référence» Produire une tension de référence constante. Entrée : V CC : Tension régulée de 5 V. Sortie : V REFB : Tension de référence de 2,5 V. 2.6.1.3. FS1.2 «Conversion température / tension» Obtenir une tension image de la température de la batterie. Entrée : TBAT : Température de la batterie. Sortie : V IM_TBAT : Tension image de la température de la batterie. La tension V IM_BAT est proportionnelle à la résistance de la CTN qui varie avec la température selon 1 1 B T T 0 la formule : R T = R0 e avec T : température ambiante en Kelvin (K) T 0 : température de référence 298 K (25 C) R 0 : résistance à 298 K B : indice de sensibilité thermique (3988 K) 2.6.1.4. FS1.3 «Vérification de la température de la batterie» Générer un signal représentatif de la température de la batterie. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 17 / 49
Entrées : V IM_TBAT : Tension image de la température de la batterie. V REFB : Tension de référence de 2,5 V. Sortie : ETAT_TE : Signal indiquant la température de la batterie. ETAT_TE = 0 (0,30 V) : température trop élevée (supérieure au seuil de 54 C). ETAT_TE = 1 (3,75 V) : température correcte (inférieure au seuil de 54 C). 2.6.1.5. FS1.4 «Adaptation en tension» Obtenir une tension image de la tension de la batterie. Entrée : V BAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. Sortie : V IM_BAT : Tension image de la tension de la batterie. V IM_BAT = 0,18 V BAT. 2.6.1.6. FS1.5 «Vérification de la charge de la batterie» Générer un signal représentatif de l état de charge de la batterie. Entrées : V IM_BAT : Tension image de la tension de la batterie. V IM_BAT = 0,18 V BAT. V REFB : Tension de référence de 2,5 V. Sortie : ETAT_CH : Signal indiquant l état de charge de la batterie. ETAT_CH = 0 (0,69 V) : pas de charge. ETAT_CH = 1 (3,75 V) : charge nécessaire. 2.6.1.7. FS1.6 «Autorisation de la charge de la batterie» Générer un signal autorisant ou non la charge de la batterie par le panneau solaire. Il faut que la température soit inférieure à un certain seuil et que la batterie soit déchargée. Entrées : ETAT_CH : ETAT_TE : Signal indiquant l état de charge de la batterie. ETAT_CH = 0 (0,69 V) : pas de charge. ETAT_CH = 1 (3,75 V) : charge nécessaire. Signal indiquant la température de la batterie. ETAT_TE = 0 (0,30 V) : température trop élevée (supérieure au seuil de 54 C). ETAT_TE = 1 (3,75 V) : température correcte (inférieure au seuil de 54 C). Sortie : CHARGE : Signal de validation de la charge de la batterie. CHARGE = 0 (1,28 V) : pas de charge. CHARGE = 1 (1,85 V) : charge autorisée via le panneau solaire. 2.6.1.8. FS1.7 «Commutation de la source d énergie» Alimenter ou non la batterie par le panneau solaire. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 18 / 49
Entrée : CHARGE : V PSOL : Signal de validation de la charge de la batterie. CHARGE = 0 (1,28 V) : pas de charge. CHARGE = 1 (1,85 V) : charge autorisée via le panneau solaire. Tension fournie par le panneau solaire. Sortie : V BAT : Tension de la batterie (10,0 V à 14,9 V). Lorsque la batterie est alimentée par le panneau solaire : V BAT = V PSOL 0,8. 2.6.2. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP2 2.6.2.1. Schéma fonctionnel de 2 nd degré L essentiel de la fonction FP2 est réalisé par un programme (fonctions grisées sur le schéma fonctionnel). Se reporter à l annexe Organisation autour du microcontrôleur M1 (PIC16F627) pour le lien entre la partie matérielle et la partie logicielle. Cadencement Horloge V CC FS2.1 Génération tension de réf. moteur V COMP Codage tension de réf. moteur VREF BUZZER FS2.2 FS2.3 DCM Détection surintensité moteur FS2.4 T_SURCON Gestion programmée CMM CMD DETECT_EFF FDC_H FDC_B RADIO_NIV PHOTO_IR FS2.5 FP2 CDE_IR 2.6.2.2. FS2.1 «Cadencement» Produire un signal d horloge, de fréquence 4,00 MHz, permettant de cadencer les opérations du microcontrôleur. Sortie : Horloge : Signal d horloge de fréquence 4,00 MHz. 2.6.2.3. FS2.2 «Génération tension de référence moteur» Produire une tension de référence pour la comparaison avec la tension image du courant moteur. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 19 / 49
Entrée : V CC : Tension régulée de 5 V. Sortie : V COMP : Tension de référence de 1,35 V. 2.6.2.4. FS2.3 «Codage tension de référence moteur» Convertir et stocker l information de la tension de référence moteur dans une variable logicielle. Entrée : V COMP : Tension de référence de 1,35 V. Sortie : VREF : Variable logicielle représentative de la tension V COMP. 2.6.2.5. FS2.4 «Détection surintensité moteur» Détecter une surintensité du courant moteur en fin de course ou en présence d obstacle. Entrée : VREF : Variable logicielle représentative de la tension V REFM. DCM : Variable logicielle représentative de la tension image du courant moteur destinée à détecter une surintensité du courant moteur (obstacle pendant le mouvement du bras). Sortie : T_SURCON : Variable logicielle indiquant la durée autorisée de surintensité du courant moteur. 2.6.2.6. FS2.5 «Gestion programmée» Coordonner et contrôler les différentes actions programmées. Entrée : Horloge : Signal d horloge de fréquence 4,00 MHz. T_SURCON : Variable logicielle indiquant la durée autorisée de surintensité du courant moteur. DETECT_EFF : Variable logicielle représentative d un effort sur le bras en position haute ou basse. 0 en cas d effort. FDC_H : Variable logicielle représentative de la position haute du bras (fin de course haute). 0 en position haute. FDC_B : Variable logicielle représentative de la position basse du bras (fin de course basse). 0 en position basse. RADIO_NIV : Variable logicielle de validation du code télécommande. PHOTO_IR : Variable logicielle représentative de la présence d un véhicule sur l arceau de parking motorisé. 1 en présence d un véhicule. Sorties : CMM : Variable logicielle de commande de la montée du bras. 1 pour la montée. CMD : Variable logicielle de commande de la descente du bras. 1 pour la descente. CDE_IR : Variable logicielle de mise en service de la détection d un véhicule. 0 pour la mise en service. BUZZER : Variable logicielle de commande du buzzer. 1 pour la commande. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 20 / 49
2.6.3. Étude fonctionnelle de 2 nd degré de FP3 2.6.3.1. Schéma fonctionnel de 2 nd degré ORDRE_HF Réception et démodulation de l ordre HF RXS Codage de l ordre HF RX Validation de l ordre codé RADIO_NIV FS3.1 FS3.2 FS3.3 FP3 2.6.3.2. FS3.1 «Réception et démodulation de l ordre HF» Capter le signal haute fréquence issu de la télécommande, le démoduler puis le transmettre sous forme sérielle. Entrées : ORDRE_HF : Signal codé modulé à la fréquence de 433 MHz. Sortie : RXS : Signal décodé sériel. 2.6.3.3. FS3.2 «Codage de l ordre HF» Stocker le signal décodé dans une variable logicielle. Entrées : RXS : Signal décodé sériel. Sortie : RX : Variable logicielle représentative du signal décodé sériel. 2.6.3.4. FS3.3 «Validation de l ordre codé» Lire le signal transmis en série puis valider l ordre de la télécommande. Entrées : RX : Variable logicielle représentative du signal décodé sériel. Sortie : RADIO_NIV : Variable logicielle de l ordre de la télécommande validé. DOSSIER SUPPORT DE L ÉPREUVE EP1 Page 21 / 49